趙金玉　陳秉初

摘要 從測評的視角比較PISA2006與PISA2015科學素養(yǎng)測試的測評大綱，發(fā)現(xiàn)PISA科學素養(yǎng)測試的新趨勢：科學素養(yǎng)內涵的精細化、劃分認知需求水平、重視程序性與認知性知識、關注科學探究與論證過程。探討PISA科學素養(yǎng)測試對我國生物學學生核心素養(yǎng)測評的啟示：細化生物學學生核心素養(yǎng)內涵、劃分生物學學生核心素養(yǎng)水平、創(chuàng)設真實科學的測評情境、關注測評過程引發(fā)深度學習。

關鍵詞 PISA 科學素養(yǎng) 生物學核心素養(yǎng) 測評

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 R

科學素養(yǎng)是各國際組織著重培養(yǎng)的關鍵能力，許多國家將科學素養(yǎng)作為科學教育的課程理念與價值目標。我國新一輪課程改革也明確將學科核心素養(yǎng)作為生物學課程理念，《普通高中生物學課程標準（2017年版》）（以下簡稱課標）指出從生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個維度發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)。科學有效地測評生物學核心素養(yǎng)有助于了解和提升學科核心素養(yǎng)的發(fā)展層次。經濟合作與發(fā)展組織（OECD）統(tǒng)籌發(fā)起“國際學生評估項目（PISA）”主要測評完成義務教育學生的閱讀素養(yǎng)、數(shù)學素養(yǎng)和科學素養(yǎng)，其中2006年和20巧年的測評重點是科學素養(yǎng)。通過比較PISA2006、2015科學素養(yǎng)的測評框架與內容，發(fā)現(xiàn)PISA科學素養(yǎng)測試的新趨勢，借鑒其測評思路與方法，為生物學學科核心素養(yǎng)的測評提供啟示。

1 PISA科學素養(yǎng)內涵

PISA2006對科學素養(yǎng)的界定是運用科學知識解決真實生活情境中的問題，展現(xiàn)科學能力，培養(yǎng)科學態(tài)度與價值觀，具備應對現(xiàn)實生活的挑戰(zhàn)能力?？茖W素養(yǎng)的內涵具體包含四個方面：

①識別與科學和技術相關的生活情境;

②運用科學知識（科學知識以及關于科學的知識）理解自然世界;

③基于科學知識發(fā)現(xiàn)科學問題，解釋科學現(xiàn)象，得出科學結論;

④展現(xiàn)出對科學的興趣以及對科學探究的支持，愿意參與到與科學相關的活動中。

PISA2015則認為科學素養(yǎng)的內涵是指具備科學思想的反思性公民能夠對科學和技術相關問題做出合理的解釋，且樂于處理與科學相關的事物。進一步解讀PISA2015科學素養(yǎng)的內涵，即指學生能夠在個人、地區(qū)/國家、全球的情境中，運用內容性知識、程序性知識和認知性知識解決實際的科學問題，培養(yǎng)科學地解釋現(xiàn)象、設計與評價科學探究、科學地闡釋數(shù)據(jù)和證據(jù)三方面的能力，進一步養(yǎng)成對科學的興趣、注重科學方法對探究的作用、具備環(huán)保意識等科學態(tài)度。

2 PISA科學素養(yǎng)測評大綱比較及其變化趨勢

2.1 PISA科學素養(yǎng)測評大綱比較

PISA2006、2015重點測評科學素養(yǎng)，分別以未來公民應對現(xiàn)實生活的挑戰(zhàn)能力與未來公民生活所需要的科學能力為測評核心，從知識、態(tài)度、能力和情境4個維度構建測評框架。從測評目的、測評框架、題型設置、試題特征、評價標準幾方面比較科學素養(yǎng)測試大綱，探討 PISA科學素養(yǎng)測試的趨勢，具體變化見表1。

2.2 PISA科學素養(yǎng)測試變化趨勢

PISA2015科學素養(yǎng)測試在往年的基礎上進一步優(yōu)化完善，通過分析PISA科學素養(yǎng)測試的測評大綱，發(fā)現(xiàn)PISA測試主要有以下幾方面的變化趨勢：

2.2.1 科學素養(yǎng)內涵的精細化

PISA2006和PISA2015都是從情境、知識、能力、態(tài)度四個維度闡述科學素養(yǎng)的內涵，PISA2015則擴展和深化了科學素養(yǎng)的內涵。情境要素上，PISA2015的測評情境細化為個人、地區(qū)/國家、全球，試題背景包括健康與疾病、自然資源、環(huán)境質量、科學與技術前沿等廣泛性的社會議題;科學知識層面，PISA20巧更加關注學生在探究活動中的過程性知識，除了科學知識中的內容性知識外PISA科學素養(yǎng)測試增加了程序性知識和認知性知識的考查;能力維度，2015年首次把設計和評價科學探究、科學地闡釋數(shù)據(jù)和證據(jù)兩方面的科學能力納入測評框架;科學態(tài)度方面，主要測評學生對科學的興趣、注重科學方法對探究的作用、具有環(huán)保意識三方面的科學態(tài)度，拓展了往年科學態(tài)度的測評內容。

2.2.2 劃分認知需求水平

PISA2015構建了科學能力和知識類型的認知需求框架，將認知需求分為低、中、高三個層級水平，這也是科學素養(yǎng)測試的一個新亮點。低等認知需求只需執(zhí)行一步程序，如解釋一個術語、概念或從圖表、文本中定位單個信息：中等認知需求一般施行兩個或多個步驟，如運用概念性知識解釋科學現(xiàn)象;高等認知需求則需制定包含一系列步驟的計劃解決問題，比如分析復雜信息，綜合評估證據(jù)，建構模型以解決問題。認知需求框架詳細介紹了知識的類型與能力的分類，并根據(jù)學生的認知需求水平設置不同難度的題目，PISA認知需求水平框架具體見圖1。

2.2.3 重視程序性和認知性知識

PISA2015將知識細化為內容性知識、程序性知識、認知性知識，側重程序性知識和認知性知識的考查。程序性知識指用來獲得可靠和有效數(shù)據(jù)的知識，包括變量的控制、降低誤差的方法等;認知性知識是關于建構的知識，主要包括科學的結構與特征及其在建立科學知識過程中的作用兩部分。這兩類知識是用來解釋世界，理解科學知識建立過程的，強調的是科學認識觀與科學本質相關的知識。學生在知識形成過程中運用到的思路和方法是程序性知識和認知性知識的關注點，能夠引發(fā)深度思考，有助于發(fā)展深層次的科學素養(yǎng)。

2.2.4 關注科學探究與論證過程

PISA2015突出的改變之一便是首次將評價和設計科學探究、科學地解釋數(shù)據(jù)和證據(jù)納入測評的框架，這說明PISA測試越來越重視科學探究的過程與數(shù)據(jù)論述。學生在探究活動中獲得知識的認知過程與科學以及個人、國家/社區(qū)、全球有關，具有科學探究的特征。PISA要求學生基于質性或量化的數(shù)據(jù)科學地解釋數(shù)據(jù)和證據(jù)，例如分析數(shù)據(jù)、轉化數(shù)據(jù)表達方式、基于科學證據(jù)進行推導論證?；谧C據(jù)進行科學論證是科學素養(yǎng)應該重點關注的能力，是落實和培養(yǎng)科學素養(yǎng)的重要能力。重視科學探究與論證的過程，不只是經歷科學探究表面形式的八個步驟，而是讓學生像科學家那樣基于證據(jù)論證結論的可靠性，培養(yǎng)學生的科學思維與科學探究素養(yǎng)。

3 PISA對生物學核心素養(yǎng)測評的啟示

3.1 細化生物學核心素養(yǎng)的內涵

課標明確提出了以學科核心素養(yǎng)為宗旨的課程理念，但是生物學核心素養(yǎng)的內涵究竟是什么，又應當如何測評卻是模糊的。PISA科學素養(yǎng)測試的第一步便是從知識、能力、態(tài)度、情境這四個方面全面細化地解析科學素養(yǎng)的內涵。因此，科學素養(yǎng)內涵的界定對于科學素養(yǎng)測試具有先導性作用。這啟示要深入理解核心素養(yǎng)的內涵及其要素，構建細化的能力要素框架測評生物學核心素養(yǎng)，根據(jù)測評結果反思實際教學中存在的問題以改進教學，促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

生物學學科核心素養(yǎng)內涵是在解決真實生活情境中的實際問題時表現(xiàn)出來的價值觀念、必備品格和關鍵能力，主要包括學生在解決生物學問題時呈現(xiàn)出來的生命觀念、科學思維、科學探究與社會責任等能力要素。細化生物學學科核心素養(yǎng)的內涵，明晰各個素養(yǎng)要素的定義是開展生物學學科核心素養(yǎng)測評的首要條件和前提保障。測評過程圍繞核心素養(yǎng)的內涵與關鍵要素考查學生發(fā)現(xiàn)問題、推斷假設、解釋證據(jù)、解決問題的能力，系統(tǒng)建構出圍繞生物學知識、探究技能、情感態(tài)度價值觀念、真實情境的測評框架。

3.2 劃分生物學核心素養(yǎng)的水平

PISA2015根據(jù)韋伯的知識深度網格建構了能力和知識類型的認知需求框架，這一框架細化了能力和知識的結構，將學生的認知需求分為低、中、高三個水平。這啟示在開展生物學核心素養(yǎng)的測評要分別將生物學核心素養(yǎng)的四個維度劃分為不同層級的水平，各級水平的差異主要表現(xiàn)在不同復雜情境中運用重要概念和科學方法解決問題的程度，各級水平從高到低具有遞進關系。例如，較低水平的一二級水平，一般測評的情境較為簡單，解決問題的程度要求較低，涉及的大概念，解決問題的方法相對簡單，考查范圍僅限于高中生物學必修課程內容;而較高水平的三四級水平一般要求學生能夠在復雜多樣的情境中運用多步驟程序解決復雜問題，解決問題的要求程度較高，涉及的大概念、方法等不僅僅局限于必修課程內容，還要包括選擇性必修課程內容。準確描述各個層級水平的具體表現(xiàn)，以相應水平的質量標準制定生物學學科核心素養(yǎng)的測評目標。

3.3 創(chuàng)設真實科學的測評情境

PISA科學素養(yǎng)的測評主題圍繞個人、社區(qū)/國家、全球的情境考查解決實際問題的能力。崔允漷教授也曾說過“素養(yǎng)都是與特定的情境相依在一起的，人類不存在脫離情境的素養(yǎng)”。生物學學科核心素養(yǎng)強調在真實情境中運用科學知識與方法解決問題的能力，解決問題的思路與問題的情境息息相關，真實的情境可以激發(fā)學生的探究興趣與主動性，多樣復雜的情境為學生提供了足夠的思考空間。因此創(chuàng)設情境對于生物學學科核心素養(yǎng)的測評至關重要，脫離情境的測評不符合生物學核心素養(yǎng)的本質，也無法準確地評估學生素養(yǎng)的真實水平。指向素養(yǎng)的學習必然是真實的學習，生物學學科核心素養(yǎng)的測評也必須依賴于特定的情境，搭建素養(yǎng)與生活的橋梁，方能實現(xiàn)提升學生解決實際問題的關鍵能力的目的。

3.4 關注測評過程引發(fā)深度學習

PISA在科學知識層面關注程序性知識與認知性知識，它們常常是探究過程中的知識，包括變量的控制、誤差的分析、認識科學的價值，體現(xiàn)了科學家進行科學探究、認識未知領域的必備“經驗”。PISA2015將科學能力細化為具體的認知過程，例如科學地區(qū)分可探究的問題;轉換數(shù)據(jù)表達方式等，體現(xiàn)了PISA對科學探究過程與科學論證的高度重視。PISA對科學素養(yǎng)的測評不僅關注學生科學知識的認知過程，更重視科學探究的實踐過程，引發(fā)學生的深度思考，進而培養(yǎng)其推理論證、模型建構的科學思維。生物學核心素養(yǎng)是在長期生活與學習過程中發(fā)展起來的關鍵能力，是一個有機整體，因此不能將生物學核心素養(yǎng)肢解為具體的知識、技能與價值感。根據(jù)生物學學科核心素養(yǎng)的本質特征與PISA測評的啟示，開展生物學學科核心素養(yǎng)的測評要重視認知過程，讓學生進行深度思考進而引發(fā)深度學習。

4 總結語

目前生物學學科核心素養(yǎng)的測評存在著偏重科學事實的機械記憶、忽視認知水平與過程、測評情境偏離真實生活等問題。PISA的測評理念則在一定程度上引領著我國學科核心素養(yǎng)的前進方向，對生物學核心素養(yǎng)的測評具有科學性的引導作用。生物學學科核心素養(yǎng)的測評應該以PISA測評理念為參考，與生物學課程改革的目標相統(tǒng)一，構建以生物學學科核心素養(yǎng)為向導，精確明晰生物學學科核心素養(yǎng)的內涵、能力要素、層級水平，以不同的水平為測量標準制定測評目標，以真實科學的情境為測評載體的測評工具，并關注測評過程，引發(fā)學生的深度學習。

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