PISA科学素养评价模型及其对初中地理教学的启示

吴利珠

PISA科学素养评价模型及其对初中地理教学的启示

吴利珠

本文介绍了国际学生评价项目PISA2015科学素养评价模型，包括了任务所嵌入的背景、学生需要应用的能力、涉及的知识领域和学生态度四个方面的内容，并以此探讨PISA科学素养评价模型对初中地理教学的启示：一是在课堂教学中积极创设互动交流活动展示思维形成过程，二是设计并布置解释性、开放性、探究性的课外作业，丰富思维活动形式。

科学素养；评价模型；地理教学

国际学生评估项目（Programme for International Student A ssessment，PISA）是经济发展与合作组织（OECD）发起的国际比较研究，测评在即将完成义务教育时，15岁学生在多大程度上掌握了全面参与社会所需要的终身学习能力，聚焦在阅读、数学和科学等关键领域的素养上。PISA是一项定期、动态的监控方案，每三年进行一次，每次测评重点不同，2000年为阅读，2003年为数学，2006年为科学，以此循环，2015年又为科学。

1 PISA2015科学素养评价模型

PISA在每次测评正式实施前，都会围绕本次测评重点制定相应的评价框架，内容包括了四部分：核心概念界定，评估框架，样题以及评估体系。

1.1 PISA2015科学素养定义

PISA2015对科学素养进行了界定，科学素养是指处理与科学相关的事物的能力，成为具有科学思想的反思性公民并愿意对科学和技术做出合理的解释。

“科学素养”包括了四个相互关联的部分：任务所嵌入的背景、学生需要应用的能力、涉及的知识领域、学生态度，这四个部分构成了PISA科学素养评估框架，如表1所示。

表1 PISA2015科学评估框架

1.2科学背景

PISA2015科学测评所选择的评估项目可能来自学校课程或非学校课程，可能来自现实或历史，但是这些评估项目必须在一定的背景中得以考查，这些背景必须符合学生的兴趣或与学生的真实生活相关，能考查学生在个人的、当地的、国家的、全球的背景中的科学能力与知识。

1.3 科学知识

科学技能的形成是以一定的科学知识为基础，因此科学知识也是科学素养的重要组成部分。科学知识包括科学的知识和关于科学的知识。前者主要是内容性知识，包括了物质系统、生活系统、地球与太空系统和技术系统等领域的知识，后者主要指程序性知识和认知性知识，包括评价并设计科学探究和科学地解释数据和证据。

PISA2015科学素养认为，学生不仅需要大量解释性知识，同时需要掌握科学标准程序方面的知识并理解科学知识及科学过程的价值及局限，才能成为具有批判精神的理性公民。

1.4 科学能力

PISA2015科学素养的实质是三种能力：（1）科学的解释现象：能识别、提供、评价对一系列自然及技术现象所做的解释；（2）评价并设计科学探究：能科学地描述并评价科学调查，提出解决问题的科学方法；（3）科学地解释数据和证据：分析并评价以多种形式出现的数据、标准及参数，并得出合理的科学结论。

PISA2015科学素养认为，面对价值多元化及知识泛化的现代社会，应培养具有科学实践能力及批判反思能力的理性公民。

1.5 科学态度

PISA2015科学素养将从“对科学的兴趣”“环境意识”及“对科学探究方法的评价”三方面评价学生态度。对科学的积极态度，环境意识，可持续发展的生活方式及对探究科学方法的评价是一个具有科学素养的个体的基本特征。PISA2015科学素养认为，学生对科学的态度是满足个人及社会可持续发展的需要。

2 PISA2015试题分析

以PISA2015科学样题“温室效应”为例。

样题：温室效应：事实还是虚构？

生物需要能量才能生存，而维持地球生命的能量来自太阳。太阳非常炽热，将能量辐射到太空中，但只有一小部分的能量会到达地球。

地球表面的大气层，就像包裹着我们的星球表面的毯子一样，保护着地球，使它不会像真空的世界那样，有极端的温差变化。

大部分来自太阳的辐射能量，会穿过大气层进入地球。地球吸收了部分能量，其他则由地球表面反射回去。部分反射回去的能量，会被大气层吸收。

由于这个效应，地球表面的平均温度比没有大气层吸收能量时的温度高。大气层的作用就像温室一样，因此有了“温室效应”一词。

温室效应在20世纪越来越显著。事实表明，地球大气层的平均温度不断上升。报纸杂志上常说，二氧化碳排放量增加，是20世纪气温上升的主要原因。

小德有兴趣研究地球大气层的平均温度和地球上二氧化碳排放量之间的关系。他在图书馆找到下面两幅曲线图。

小德从曲线图中得出结论，认为地球大气层平均温度的上升，显然是由二氧化碳排放增加而引起的。

问题1：图表中可以支持安德雷的结论是什么？

问题2：小德的同学小妮却不同意他的结论。她比较两幅曲线图，指出其中有些资料并不符合小德的结论。请从曲线图中举出一项不符合小德结论之处，并说明理由。

问题3：小德坚持自己的结论，即地球平均温度的升高，是由于二氧化碳排放的增加而引起的，但小妮则认为他的结论太草率。她说：“在接受这个结论之前，你必须确定在大气层内其他会影响温室效应的因素维持不变。”请写出小妮所指的其中一个因素。

结合以上所说科学素养的评价框架，对此题进行分析。以问题1为例分析如表2所示。

试题特点：本题考查是以当前世界上日益严重的环境问题——温室效应为切入点，考查背景定在全球的位置，考查了科学解读数据和证据的能力。通过观察图像、从图中获取信息、对数据进行分析从而得到相关结论。题目当中所有的证据都是以图像的形式给出的，是一道非常典型的读图获取信息题目。

3 对初中地理教学的启示：培养学生的地理思维能力

PISA科学素养评价模型注重基于一定背景对学生的知识、能力以及情感态度进行考查，在评估过程中，着重关注学生的思维过程及思维品质。初中地理课程标准提出地理学习的评价，既要关注学习结果，也要关注学习过程，以及情感、态度、行为的变化。这种重视学习过程的理念与PISA的理念不谋而合。学生学习地理的思维过程就是思维能力的体现，因此培养学生的地理思维能力是我们在初中教学中需要不断贯彻和落实的。

3.1 课堂教学

课堂是师生互动交流的主要过程，在这个过程中可以比较容易发现学生的思维过程。在平时的教学中，我们经常会发现很多学生回答老师提出的问题时往往只能说出某个关键词，让其完整表述时就会发现因果逻辑存在一定的问题，这个体现了学生比较薄弱的思维能力，因此在课堂上要充分发挥教师的主导作用，按照教育规律为学生层层铺垫知识，通过多种方式提问一步一步引导学生深入思考，学生思考的过程就是思维能力形成的过程。

例如学习澳大利亚养羊业，引导学生分析养羊业分布原因，学生可以从气候、地形这样的关键词来回答，但是对气候、地形具体是如何影响羊的分布却不能说清楚。这说明学生有一定的想法，但是还不能形成连贯的思维过程。因此我们在给出澳大利亚地形、气候分布图后，应该带着学生做进一步的分析，并铺垫不同品种的羊对环境的需求不同这一知识，这样在一步一步铺垫之后，学生就能顺利地理清地形、气候是如何影响羊的分布的。最后还应该让学生总结考虑某种产业分布的原因时不仅需要考虑当地的环境，还需要从产业本身的需求进行考虑，只有两者相匹配才能良好的发展。

表2 “温室效应”问题1分析

3.2 作业的设计与评价

作业是教学的重要组成部分，是课堂教学的延续。有针对性的作业设计不仅可以加深学生对课内所学知识的理解和巩固，还可以培养学生的思维能力。

PISA在这方面的启示，要求我们平时的部分作业必须具有解释性、开放性、探究性。解释性的作业有利于培养学生解释某种现象，或者根据材料解释原因的能力，而开放性、探究性的作业有利于培养学生开放的地理思维。比如可以布置学生在家里看新闻，选取与地理有关的新闻，和父母讨论新闻事件的原因，接着用文字记录的方式把自己分析的过程和结果记录下来，下一节课课前与其他同学分享。像这样的作业既有需要学生解释的部分，又具有开放性。学生在解释的过程当中就进行了思考，在与同学分享的过程中对自己的思维进行强化或者更正，从而有利于培养学生善于思考的习惯以及提高思维的品质。

[1]OECD.Draft PISA 2015 Science Framework[EB/OL].http://www. oecd.org/pisa/pisaproducts/pisa2015draftframeworks.htm.2013-3-12.

[2]上海市教育科学研究院,国际学生评估项目上海研究中心.面向明日世界的科学能力——国际学生评估项目（PISA）2006报告[M].上海:上海教育出版社,2010：20.

[3]国际学生评估项目,中国上海项目组.质量与公平——上海2009年国际学生评估项目（PISA）研究报告[M].上海：上海教育出版社，2013：229.

The Assessment Framework of Scientific Literacy of PISA and Inspiration in Junior Geography Teaching

WU Lizhu

This article introduces the assessment framework of Scientific literacy of OECD Programme for International Student Assessment（PISA）in 2015,including context，the competencies required in application，relevant scientific knowledge and student attitudes.Then it discusses the inspiration from the assessment framework of Scientific literacy of PISA in junior geography teaching：One is that teacher may organize interactive activities to show the formation of students’thinking process in the class；The other is that teacher may design and layout various interpreted,open-ended or inquired homework for students to enrich their thinking.

Scientific literacy;Assessment Framework;Geography Teaching

G405

A

1005-8427（2016）03-0044-4

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。

吴利珠，女，广州大学附属中学（广州 510050）