王晞等：PISA——科学索养的界定与测评.doc

王晞等：PISA——科学索养的界定与测评作者：王晞等 文章來源：《上海教育科研》 点击数：573更新时间：2006-12-4国际学生评价项目(The Programme International Student Assessment,简称 PISA )是山经合组织(OECD)发起组织实施的，以15岁年龄为取样，通过对阅读索养、 科学索养和数学索养三个领域的测试以便于各国进行比较的国际性比较评价项口同 时，也为各成员国政府研究制定教育政策提供参照国际学生评价项目第一次在2000 年进行测试，有经合组织成员国中的28个国家和巴西、俄罗斯联邦等4个非成员国参 加，共计32个国家的265000名学生接受测试，以后每三年进行一次，2000年测试巫点 为阅读素养，2003年、2006年将分别以数学与科学索养为测试重点本文拟就科学索 养的界定、测评的内容、评估结构筹方面作简要介绍和分析，以期对我们能有所启发和 借鉴一、PISA对科学素养的界定科学素养是应用科学的知识来确定问题，得岀(或提岀)基于证据的结论的能力，以 便理解并帮助做岀关于自然世界的决定，并且通过人类的活动做出调整在PISA的上述定义中冇以卜•几个方瓯需要进一步孑以说明，以便更好的理解其内 涵。

1 “科学知识”不仅指爭实、名称、术语的知识，还包括对巫要科学概念的理解以 及科学知识的局限和作为人类活动的科学的木质1 “问题”是指那些经过科学的探究能够解决的问题，以及特定问题的科学方面1 “基于论据得出的结论”是指知道应用选择评价信息、数据的方法，同时需要对 已冇的信息进行冇意识的小心的推测，因为需耍正确判断是否存在足够的信息来得出正 确的结论1 “理解并帮助做出决定”包含以理解自然世界本身作为目标，强调科学的理解有 助于做出决定，但并不能够直接导致决定因为，现实的决定通常是在具有社会的、政 治的、经济的背景等情境中出现的，且科学的知识通常是在与补会的、政治的、经济的 冇关的人的价值观背景下予以应用的因此 在价值观不同的地方，对科学论据的选择和使用可能会导致争议1 “通过人类的活动做出调整”是指出于人类的口的和结果对于自然世界做出的有计划或无计划的调整它强调对于人的科学索养的评价，不能简单使用冇或无的两分法, 而应是多和少的评价基于以上的认识不难看出，PISA不仅强调科学的知识以及这一知识得以发展的过程对于科学索养是至关重要的，而且认为这二者应是合二为一的二、科学素养测验的内容基于以上对科学索养的认识与界定，P1SA将从三个角度对科学索养进行评估。

第一，科学概念PISA认为概念是使我们将新经验与己知的知识联系起来，使我们弄清新经验的意思，并有助于我们弄清自然和人类世界的知识因此，PISA主要根据以 一 K四个标准来选择受评佔的科学概念%1 应是与每天日常生活、爭物相关的内容因为，科学概念在人们每天的日常生活中的作用程度是各不相同的例如，虽然相对论对各种长度、质量、时间和速度的各种 关系做出了一个较为精确的解释，但是，牛顿定理对我们每天遇到的力和运动的解释则 会提供更有力的帮助因此，相比较而言我们将更侧巫于选择对牛顿定理的理解作为评 佔的内容1 必须选择与未來十年乃至更长的时间的生活有关联的科学概念和内容1 所选择的必须应该是与科学索养可以被认证的相关内容1 所选择的概念必须与被选择的科学方法相联系，而不能仅仅是帖面上的或曾被提 出的某种含义以下是PISA根据这四个标准确定的主要评估的科学主题，以及与这些科学主题相 关的一部分概念表1 与科学素养评价和关的主要的科学主题与相关就念科学主题相关《（念事物的结构及待!if异热的■发电的传导性气压变化辐射、透射、大气压化学变化和物理变化事物的状杰、反应的速度、分解能■转化能量守恒、能JR囊变、光合作用力和运动平衡力/不平衡力、連度•加速度、动R结构和功能细胞3MI、适应人类生态学健康、卫生学、啻养学生理变化激素•电解、神经细鮑生物动力学物种•基因库•进化遗传控制显性、交更遗传生杰系统食物轻、生存能力地球及其在宇宙中的位R太阳系、毎日及季节性变化地质变化板块、风化对以上科学概念的评价，P1SA要求这部分内容应主要来源于生命和健康科学、地球 和环境科学、技术科学三大领域的运用。

值得注意的是，虽然这些概念比较接近于有关 物理、化学、生物科学及地球和空间科学，但卩ISA着巫测试的是那些将被用于解决现 实生活的科学问题，而不仅仅是理论因此，它强调对某些特定现象的了解并通过人类 的行为加以改变的第二，科学方法PISA认为与收集论据的能力相比，使用科学知识以得出基于充分 论据的结论的能力更为巫要为此，PISA更多地关注与科学相关的方法，而不是科学内 的方法这主要包含对得出科学结论的论据的认识、解释以及在此Z上采取行动的能力 具体而言，PISA的科学方法应包含以下5种能力A. 科学地确定可研究的问题的能力这包括确认可被特定调査证实的问题或观点； 辨別出可以通过科学探究来冋答的问题，或更明确地揭示某一问题在某一情境下是可以 进行科学的探究B. 确定科学的观察所需要的论据的能力它是指确疋哪些信息对某一观点的有效验 证是必须的例如，我们需要确定或辨认应比较哪些爭物，变量应如何变化或控制、需 要什么附加信息，为收集相关数据应采取何种行为C. 得出或评价结论的能力这包括从给定的信息、数据中产生结论，或者从某一范 刖内选择适用于数据的结论；根据提供的数据来支持或反驳某一结论，或者确定在得出 结论过稈中捉出的假设。

D. 传播（交流）有效的结论的能力即将有效的结论用适当的方法清晰地传递给特定 人群其中，这些结论的形式是基于特定的情境和数据，或是基于相关的附加信息E. 论证対科学概念的理解的能力即指在特定的情境下，运用适当的观点论证对科 学概念的理解包含解释可能导致既定变化的原因及冬种关系，或者做出关于既定变化 的作用的决定，或者使用没有给定的科学观念或信息确定影响既定结果的因素这里值得注意的是，以上这五个方ifii,就前四个方法而言并未对测试者的科学知识 的储备有任何特殊的要求，它们的主要冃标在于对被评价者在运用收集、评估、联系冇 效科学证据等方面的能力做出评价当然，没冇任何一•种科学方法可以是在“完全无知” 的状态中进行的在第五个方法中，主要是对相关的科学观念的理解的评价，理解是主 要的障碍第三，科学情境PISA认为要准确地进行评价，决定和控制（预期的）情境的作用范 I韦I是很重要的由于PISA的冃标是评价学生在数年义务教育的末期，他们运用所学知 识和技能的能力因此，PISA要求必须将项冃设置在现实生活的情境中，而不仅仅局限 于学校并将科学情境选择的垂点放在个人和家庭（个人的）、社区（公共的）、世界生活 （全球的）、与说明科学知识是如何产生的及科学知识如何对与科学相关的社会起决定作 用（历史相关性的）等四个层次。

关注的焦点是那些与个人、家庭及社会公众有关的事物 数据亦主要与人们的生活冇关，来源于个人或私人的情境以至于更宽的公众中，有时还 包括全球的范闱将评价任务设置在这些情境中，PISA希望能够做到尽可能准确地评价 学生在科学课稈中所获得的科学知识的运用能力（虽然有些知识可能来自其它学科或者 根不不是来自校内）三、评估结构P1SA基于这样两个目的设计其评估结构其一，应使任务尽可能地真实，并在一定 程度上反映现实生活的复杂性;其二，应有效地使用测试时间，使用较少的情境，即就 提供的一个情境提岀几个相关的问题，而不是就一个情境提出一个问题因此，在形成 评佔结构时，被PISA确定为具体评佔任务的将由一系列项目所构成，每一个项目都是 与一些最初的或最基本的刺激物相联系，其中一个任务里的项目将评价多个科学方法和 多个科学概念，同时，每一个项目评价表1中的一个科学方法，各个项目独立计分但 是值得注意的是，卩TSA将不包括亲自实践的任务，至少在2000年、2003年科学索养的 次要调資年里是这样的下血就PISA的评佔结构作简要介绍1. 主要准备考核的相关能力第一，科学地确定可研究的问题，并将科学知识运用于现实生活相关领域中的能力。

第二，在科学调查中确认证据的能力下面以一项题为“停止病菌”的考核内容中的两个问题，来具体说明对以上两个能 力的评价被试者被要求阅读一篇关于免疫系统研究丿力史的精炼短文表3：早在11世纪.中国医生就开始进行免疫系统的研 究他们从天花虑者身上取到的粉碎的结疤让病人从鼻 孔吸人■从而诱出一种絞为缓和的病来阻止更为严重的 在18世纪•人们为了防止生病•他们用干嫌的结疤 来擦他们的皮肤‘这些简单的方法传人了英国及美国殖 民地在1771-1772年间的犬花传染病中.有个名叫 Zabdiel Boylston的波士讀医生弄破他六岁儿子及其它 285名柄人的皮肤，将天花患者结疤处抽取的脓汁直接 注入伤口结果，只有6个病人幸存冋fil：Zabdiel Boylston想要验证什么现点？ 问題2：举出两条其它信息，证实ZaWiel Boylston的 办法是否成功问题1要求有一个建构性的冋答，学生要根据其在答案里出现的有关细节的数量为 成绩计分，以2、1、0三个等级计分得2分的要求是给出“弄破皮肤并将脓汁直接 注Aafit管将有助于提高对天花的免疫力”这一答案这一项目评估的目的在于，评 估被试者科学地确定可研究的问题和使用人类生物知识应用于生命与健康的科学领域 的能力。

问题2同样以2、1、0三个等级对被试是否提及所有信息点予以计分（如是否提及没有经过Boyston，s治疗的生存机率以及得到治疗的病人是否被天花感染等信息点 以此评估被试者使用人类生物知识应用于生活和健康的科学领域的能力，及在科学调查 中确认证据的能力第三，得出或评价结论的能力值得注意的是，PISA不仅要求冋答同意或不同意, 而且更加巫视其原因必须与所提供的信息保持一致即如果被试者只写同意或不同意是 不给分的，只有给出原因、提供相关的信息才给分第四，对科学概念的理解，并给出建构性冋答的能力卜-面以一个测验试题为例，说明对以上两项能力的评价要求被试者阅读一篇澳大利亚道路研究委员会的Peter Cairney提出的文章在该测验试题中，刺激物就是这篇文章茨4；…Pwr收集信息的另一种方法是，便用一个在13米 鬲的柱子上的录像机来拍摄狄窄公路上的交通通过图 像•研究苕可以知道交通进行有多快、车与车之间的距 离有多大、车子-•般使用公路的哪一部分过了一段时 间■就在公路上划出单向行车道研究者可以继续用录 像机考察这时候的交通是否通畅？车子开得更快了还是 更慢了？牢与车之间的呼离是变大了还是S8小了？在单 向行车道已划出后，摩托车驶者是嘉公路旁驾驶还是 靠路中间驾驶？在PeterT*到这些信息后•他就可以决 定是否在狭窄的公路上划线了°问题4：假如往一条殃窄的路上.Peter发现•在单向 行车道划岀后•交通情况发生了如下变化：速度位曹车与车的距离交通更通畅了车靠路边更近了 不变帳据以上悄况•决定在狭窄的公路上划出单向行车 逍。

你认为这是否是杲好的决定？给岀你同意或不同意 的理由问題5：耍求司机在车与车之间保持更大的距离•特 别是前面的那辅车开得比絞快时•因为开得比较快的车 要花更长的时间来停车，解释：为什么开得较快的车要比开得较慢的车花更 长的时间来停车？问题4主要评价第三个能力，即在技术科学领域使用力和运动知识的能力，评价学 生得出结论和评价结沦的能力但只再同意或不。