PISA对化学学科素养的测评

王艳

PISA对化学学科素养的测评

王艳

本文结合具体案例介绍了PISA测评化学学科素养的特点，提出PISA试题在化学出题上，对创设情境的注重、互动性的问答方式以及开放性的评分方式都是鼓励学生应用知识、分析解决实际问题的好借鉴。

PISA；化学学科素养

PISA是由经济合作与发展组织OECD（The Or⁃ganization for Economic Cooperation and Develop⁃ment）发起并实施的一项国际学生学业评价项目，旨在国际层面上衡量OECD成员国15岁的在校学生，为迎接当今不断变化的现实世界的挑战，应用阅读、数学和科学领域上的学业成就分析问题、解决问题的能力，以及在日常生活情境下对上述领域出现的问题做出较优化判断和决策的能力，为各国的教育决策提供参考[1]。我国教育部考试中心从2006年开始成功实施了PISA中国独立研究，旨在通过借鉴其先进的测评体系，促进中国考试内容和考试形式的改革，对全面推进素质教育起到帮助作用[2]。PISA对科学知识的测评，主要集中在对地理、物理、化学和生物的知识应用上。其中，化学作为同生活联系极为密切的一门学科，研究PISA对该学科出题的方式方法将具有代表性。本文通过具体案例分析PISA测评化学学科素养的特点，希望对中国国内化学考试有借鉴作用。

1 PISA对化学知识的测评

PISA科学测试基于一定的问题情境，考查学生运用科学知识解决科学问题的能力，同时渗透对科学态度的考查。PISA科学测试框架如图1所示。

图1 PISA科学测试框架

PISA科学测试2006年公布的试题中，与化学有关的试题和知识点如表1所示。

2 PISA测评化学学科素养的特点

2.1 PISA测试考查的是学生解决现实问题的能力

现实问题的呈现是需要一定的问题情境的。因此，科学素养涉及化学的试题可能会置于环保、医学与生物技术等情境下。

表1 在PISA2006年公布的试题中，与化学有关的试题和知识

例：臭氧层空洞

背景材料

大气层犹如空气的海洋，是维持地球上的生命的一种宝贵的自然资源。然而，基于国家或个人利益的人类活动正在破坏我们这一共同的资源，其中影响最大的是对地球的防护盾——脆弱的臭氧层的破坏。

不同于两个氧原子组成的氧气分子，每个臭氧分子由三个氧原子组成。臭氧分子是极为罕见的：大气中每一百万个分子中臭氧分子不超过十个。然而，近十亿年来，大气中臭氧分子的存在对保护地球上的生命发挥了重要的作用。臭氧层所在的位置不同，可以保护或伤害地球上的生命。位于对流层（地球表面至其以上10公里处）的臭氧层是“坏的”，可损伤植物和动物的肺部。而位于平流层中（地球表面以上10公里至40公里处）约90%的臭氧层都是“好的”，它们通过吸收来自太阳辐射的危险的紫外线（UVB），起着有益的作用。

没有这种有益的臭氧层，太阳辐射中紫外线的增加会使人类某些病的发病率增加。在过去的几十年里臭氧层减少了。1974年，有人认为氟利昂（CFCs）的增多可能是一个原因。直到1987年，有人提出这种因果关系并没有足够的说服力。然而，1987年9月，来自世界各地的外交官齐聚加拿大的蒙特利尔，同意将氟利昂的使用缩减至最少量。

问题1：上文的背景材料中没有任何文字提到大气中的臭氧层是如何形成的。事实上，每天都有一些臭氧层在形成，又有一些臭氧层在消失。图2的漫画表明了臭氧的形成过程。

图2

假设你有个叔叔试图理解这幅漫画的意思，但他从未在学校接受过科学教育，也完全搞不明白漫画的作者想要表达什么意思。他知道大气中并没有小人儿，所以他很困惑漫画中的小人儿究竟代表什么意思。他也不明白O2和O3这些奇怪的符号代表什么意思。他请你解释给他听。假设你叔叔知道：

O是氧的化学符号；

原子和分子分别是什么。

请为你的叔叔写一个漫画解释。

在你的解释中，请使用文中第5行和第6行出现的原子和分子这样的词。

评析：这题在中国学生看来很好做，无非就是一个氧分子在光照下拆成两个氧原子，一个氧分子同另一个氧原子结合成一个新的臭氧分子。这个最简单的“化学反应的实质就是分子破裂成原子，原子重新排列组合生成新物质的过程”被PISA试题非常巧妙地设计在一个真实的科学案例中，并以生动好玩的漫画形式呈现，不禁让人拍手叫绝。

此外，中国的常规试题是出题朝着答案出，给你的信息均有效，你要用不上某项信息会觉得奇怪。思维的链条很多是断的，没法讨论事情。但PI⁃SA试题经常给你海量的信息，由你去做判断。谈话的逻辑性经常发生，对你进行开放式训练，犹如走围棋，千步无同局，多了很多的反思性思考（reflec⁃tive thinking）。

2.2 使用开放性评分方法评价学生的化学学科素养

PISA试题的评分并不是直接给出一个具体的分数，而是要求评分者给出一个编码。编码评分为评分者提供了很大便利。这种方法将学生的回答界定为“满分”、“部分得分”或“零分”，而不是“正确”或“错误”。这主要是考虑到，学生的回答反映了学生的认知，其中很多回答是没有对错之分的。对于比较复杂的题目，由于这些题目考查的是学生在较高层次上的思维水平，因此往往能鉴别出学生更多的思维类型[3]。在这种情况下，PISA还发展出双位编码评分方式，即用1个2位数代码表示某一个思维层次或者类别上的答案类型。编码的第1位表示思维的层次，反映在得分上即是否得满分、部分得分或者零分（零分有可能是错误的回答，也可能是与题目无关的回答，或者是没有作答）；编码的第2位表示在同一个思维层次上的不同思维类型，亦即，得分相同的学生，可能思考问题的方式、解决问题的方法有所不同，即便是不得分的学生，也可能存在不同的错误概念。

正如上题1的评分说明：

满分：

编码31：以下3条都提及：

第1条：一个氧分子或氧分子（每个氧分子由两个氧原子组成）被拆成氧原子。

第2条：氧分子的拆分是在光照下进行的。

第3条：氧分子和其他的氧原子结合成新的臭氧分子。

部分得分：

编码21：只答对第1和第2条；编码22：只答对第1和第3条；编码23：只答对第2和第3条；编码11：只答对第1条；编码12：只答对第2条；编码13：只答对第3条。

零分：

编码01：没有答对3条中的任意1条。

编码99：没做。

评价：部分得分中，分明很简单的“若只答对3条中的1条或2条就只得部分分数”，PISA用给得分编码的方式非常明确地标识出答题者们不同的思维类型。

从PISA的评分方法可以看出，PISA的评分理念是先进的。区别于中国阅卷时专注找出学生回答不对的地方给予扣分，PISA更看重学生的闪光点，通过分析学生的思维方式，找出其中可以给分的方面，是一种鼓励式的评分体系。这种评分理念，不管是对于阅卷的教师，还是对于被评价的学生，都会产生积极正面的影响，这一点也是我们国内学业评价值得借鉴的。

2.3 使用电子文本测试工具

有别于国内通用的打印文本测试类型，PISA测试采用机答。机答不仅大幅度避免了打印纸张的浪费，更可利用Flash等作图软件将冗繁的文字表述直接以生动的模拟动画呈现，极大地增添了可读性和趣味性。其随之带来的交互性、复合性和可拓展性在如今的信息化时代显然更具优势[4]。

3 总结

PISA的科学试题通过鼓励式的评分理念和对话式的试题情境，以生动鲜活的图形和动画为载体，考查学生掌握知识并应用知识的能力，注重考试对学生发展的导向性。我国的化学教学，宗旨是提高学生的化学学科素养，对于学生学业质量的评价也应该有利于提高学生的化学学科素养。从这个意义上讲，PISA的测试理念与方法技术都值得借鉴。

[1]王蕾.能力测试题库的建构——来自PISA的启示[J].中国考试，2007（12）:12-18.

[2]王蕾.从PISA试测研究实践的视角看我国大规模教育评价改革[J].中国考试，2009（5）:17-25.

[3]付雷.PISA国际学生评价项目对生物科学素养的测评[J].生物学通报，2011，46（8）:53-56.

[4]王蕾.电子文本阅读测——以PISA探索为例[J].中国考试，2011（12）：36-41.

（责任编辑 吴四伍）

Evaluation of Program for International Student Assessment in Chemical Science Literacy

WANG Yan

This article introduces the characteristic of the evaluation of scientific literacy of chemistry in the program for international student assessment（PISA）based on the specific case.And it proposed that PISA in designing questions,creating situations,paying attention to the way of interactive-interlocution,and opening the scoring method is the good example to encourage students to use knowledge to analyze and solve practical problems.

PISA;Chemical Science Literacy

G405

A

1005-8427(2014)10-0061-4

本文系国家教育体制改革领导小组研究项目“研提OECD组织PISA测试项目经验启示”的研究成果之一。

王艳，女，北京市第四中学，教师，博士（北京 100034）