科学素养测评在PISA测试中的特点研究——基于PISA2015科学阅卷编码的理性思考

夏旸

科学素养测评在PISA测试中的特点研究
——基于PISA2015科学阅卷编码的理性思考

夏旸

本文从PISA的科学素养测评、PISA2015科学试题特点、阅卷编码人性化等几个层面进行分析，了解PISA中的科学素养测评和国内教育有关科学考试的不同之处，在比较中找到中外科学教育的不同理念，明确我国科学教育的方向。

科学素养；PISA测评；科学探究；科学世界观

PISA（Programme for International Student As⁃sessment）（国际学生评估项目的缩写），是一项由经济合作与发展组织（Organization for Economic Cooperation and Development，OECD）统筹的学生能力国际评估计划。PISA主要测试接近完成基础教育的15岁学生是否具有现实生活和终身学习所必需的知识、技能等基本素养，并由此分析学生成绩与教育背景、学校因素以及情感态度价值观之间的关系。PISA作为一种国际性测评，它的权威性是世界上首屈一指的。

中国部分省市（北京、上海、广东、江苏）于2015年4月参加了PISA2015的正式测试。PISA2015的主测试领域是科学素养测试，关于科学素养，国际经济合作组织（OECD）认为，科学素养是运用科学知识，确定问题和作出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和作出决定的能力。PISA2015科学素养的科学能力纬度测试包括以下三个方面：“解释科学现象、对科学探究进行设计与评价、对数据和证据的科学解释”。[1]笔者有幸参与了PISA2015试测（2014年）和正测（2015年）科学素养方面的阅卷编码工作。通过两次阅卷编码工作，深刻体会到PISA2015科学素养测评具有的以下几个特点：

1 试题生活情境化、内容综合化

科学来源于生活，并服务于生活。对于自然科学，学生早已在学习以前，就通过与其身处的自然环境以及无所不在的信息来源的相互作用，形成了自己对许多自然现象的简单理解，他们都带着自己特殊的生活经历、体验、感受和情感。科学的教学就是要将这些简单的理解进行归纳、分析、拓展、应用、提升，有时还要进行纠偏。PISA2015测评中每道题目都是学生在现实生活中可能遇到的问题，例如台风、海啸、地震、海洋生物、大气、阳光、温室效应、细菌、冰山、衣服、化妆品等，从一个个真实的生活场景中提炼科学问题，不局限于教材和书本知识，还包括生活中的知识和技能，主要以较为开放的形式设问，综合多学科知识考查学生的科学素养，强调了现实生活中的能力考查，体现社会对其未来成员的要求。而反思我国在科学教育的现状是：在绝大多数地区实行的分科教学体制下，在科学学习初期，孩子们的兴趣相当浓厚，因为他们可以从中发现生活中有趣的点滴、可以解决一知半解的疑惑。但是随着学习的深入，脱离生活实际的科学教学使学生兴趣下降，本来快乐的科学学习成为一种负担，单调、枯燥和乏味的应试教育、脱离实际的孤立科学知识一点点地磨灭了原有的学习热情。

2 将数学与科学知识紧密结合

PISA2015测评中，在对数据和证据的科学解释方面，大量题目需要运用一定的数学知识，尤其是对数据与数学模型的分析与判断。例如：PISA2015公开样题中“温室的科学（见图1、图2），吸烟（见图3）”[2]均要求对数学图象进行分析并作出合理的判断与解释。除此以外，通过模拟科学实验（见“三、计算机模拟实验一定程度上解决了科学探究的考查问题”）得到的大量数据的二维表格以及其他可视化图形（如饼状图、条形图、折线图、散点图等），也是常见的数据分析素材，再运用逻辑推理和想象提出假设，对所收集到的事例进行合理的解释和判断。

3 计算机模拟实验一定程度上解决了科学探究的考查问题

PISA2015测评中，在对科学探究进行设计与评价方面，大量采用如图4[3]所示方式——计算机模拟实验，考查学生是否能够使用科学的方法——一般为控制变量法，模拟进行实验，用以解决科学探究过程中较为复杂的研究问题。此类试题一般用于进行某项研究时，如果发生变化的变量不止一个，实验的结果就不能简单地归因于某一个变量。如何避免外部的变量对研究结果产生影响，需要在进行实验时进行一系列的控制行为，在设计实验和观察数据时采取一些步骤来避免这种干扰。通常一个模拟实验可能做出十几组甚至几十组数据，往往有用的数据只是其中的三五组数据，如何进行实验，如何进行实验的取舍，对于我国的学生也是不小的挑战！

图1 CO2排放量随着年代的变化

图2 地球大气层平均气温随着年代的变化

图3

图4

4“科学世界观”的考查巧妙地蕴藏在试题中

关于科学世界观，在《科学素养的基准》一书中提到：到八年级结束，学生们应该知道“①当类似的调查取得不同的结果时，科学面临的挑战是要判断这种差异是无足轻重的，还是意义非凡的。这需要做进一步的研究才能确定。即使结果相似，科学家们仍要重复进行许多次实验后，才能确定结果正确与否。②当新的信息挑战现行的理论时，当新的理论使人们对先前的观察有新的认识时，科学知识都将被修正。③有些陈旧的科学知识，至今仍有应用价值。④有些事物不能用科学的方法来有效地考察。”[4]我国传统的“应试教育”方式，学生的学习过程和方式过于僵化、呆板，没有质疑、创新和批判精神。碰到多个实验往往使用“控制变量”、“多次测量取平均值”、“减小误差”等字眼；碰到多组数据往往使用“控制变量”、“对比”、“对照”、“比较”等字眼，完全不顾及题目的原意。另外，抄袭原题、简单拼凑题目作为回答也屡见不鲜，“模式化答题”相当严重。

5 阅卷编码的人性化

PISA阅卷编码是“严格按照评分指南执行，要对学生的能力作出最佳估计”。[5]首先，严格按照评分指南执行，保证了阅卷的公平、一致与有效性，其次，如何“对学生的能力作出最佳估计”则充分体现人性化特点：根据学生在多大程度上能够证明自己回答问题的能力，给出相应的等级编码，例如“无罪假设”、“有利推断”、“忽略微差错”、“发现闪光点”等理念，让我们更加深刻地体会到PISA所倡导的先进教育思想，对科学素养的评价更准确、更客观。例如：“有利推断”、“忽略微差错”的阅卷原则，主要是判断该学生是否具有正确的、合理的思路，在不违反主要原则的基础上，推断学生的回答，重点去看学生是否具有相关的科学素养。不会计较例如语言表达方式、“错别字”等小瑕疵，甚至可用拼音代替不会书写的汉字。而在我们的国内考评中，关键字必须书写正确，甚至纠缠于将“增大”写为“变大”、“大一些”能否给分这样的问题。

“他山之石，可以攻玉”，PISA为我们带来了全新的考试评价启迪，我们在研究这种测评对教育的影响时，充分考虑我国的实际国情，发扬我国基础教育的历史传统优势，找出我们的劣势和缺陷，对未来的教育决策提供借鉴，其意义同样是巨大的。

[1][2][3]OECD.PISA 2015 Draft Science Framework[EB/OL].http:// www.oecd.org/pisa/pisaproducts/pisa2015draftframeworks.htm.7,23, 32,35.March 2013.

[4]美国科学促进协会.科学素养的基准[M].北京：科学普及出版社，2001：7.

[5]陆璟.PISA测评的理论与实践[M].上海：华东师范大学出版社，2013：57.

Research on Characteristics in Scientific Literacy Assessment in PISA: Based on the Rational Thinking of Marking Codes in Science in PISA2015

XIA Yang

This paper analyzed the PISA scientific literacy assessment,PISA characteristics of 2015 scientific papers,marking codes humanization and so on several aspects,to understand the difference between the PISA science tests in the relevant scientific literacy assessment and national education,found in the different ideas between Chinese and foreign science education,clear the direction of science education in our country.

Scientific Literacy;PISA Assessment;Scientific Inquiry:Scientific World View

G405

A

1005-8427（2016）03-0048-4

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。

夏 旸，男，深圳市南山区第二外国语学校（广东深圳 113003）