PISA2003問題解決能力訓(xùn)練的啟示

摘要PISA2003問題解決能力是在真實(shí)的、跨學(xué)科的情景中，運(yùn)用認(rèn)知方法來解決問題的能力。它在實(shí)際的學(xué)科問題解決中多有所運(yùn)用。鑒于此，本文試圖以化學(xué)問題的實(shí)際解決為例，來分析PISA2003問題解決能力的測評對化學(xué)問題解決能力的啟示，以此希望能為化學(xué)問題解決能力測量提供一個思考空間。

關(guān)鍵詞PISA2003化學(xué)問題解決能力能力測評做決定能力

中圖分類號:G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1 PISA2003問題解決能力的界定

PISA2003的問題解決能力是在心理學(xué)、教育學(xué)、認(rèn)知理論、測量學(xué)、學(xué)習(xí)理論等理論的基礎(chǔ)上定義的。就OECD給出的定義而言，問題解決能力就是學(xué)生在真實(shí)的、跨學(xué)科情景中運(yùn)用認(rèn)知方法來面對和解決問題的能力。該定義側(cè)重于問題解決的認(rèn)知過程、跨學(xué)科和真實(shí)性。認(rèn)知過程是指問題解決的各個組成部分的思維過程。跨學(xué)科是指PISA2003問題解決能力側(cè)重廣泛意義上的問題解決能力，不是傳統(tǒng)意義上的單一學(xué)科的問題解決。真實(shí)性是指PISA2003問題解決能力強(qiáng)調(diào)解決真實(shí)世界中的問題。

PISA2003問題解決能力的測評就是收集學(xué)生在解決問題過程中應(yīng)用知識和技能的證據(jù)，進(jìn)而來評價學(xué)生的問題解決能力，而整個解決問題的過程是在以現(xiàn)實(shí)生活為背景的題目中實(shí)現(xiàn)的。在PISA2003問題解決能力的整個測評體系中，始終重視問題解決的過程，而對知識的要求相對較低。為了更好地理解PISA2003問題解決能力的測評，我們來看下表:

從這個表中，我們可以看到，PISA2003問題解決能力的測評是由三大元素構(gòu)成:問題類型、問題解決過程和認(rèn)知方法。其中問題類型主要有三種類型:做決定、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)和排除障礙。問題情景主要涉及社區(qū)、工作、休閑等真實(shí)的生活。問題解決過程和解決方法包括:理解問題的特征、描述問題、說明問題、解決問題、反思和交流問題。這種以真實(shí)生活為背景的問題解決測評，要求學(xué)生綜合應(yīng)用知識、策略，在新的問題情景中進(jìn)行遷移，并且解決方法并不直接，而且涉及學(xué)科并非是科學(xué)、技術(shù)等單一領(lǐng)域。

PISA2003問題解決能力測評是根據(jù)問題構(gòu)成和學(xué)生完成相關(guān)任務(wù)的績效劃分測評等級。PISA2003問題解決能力的測評等級不僅體現(xiàn)了學(xué)生對問題的理解、辨別、表述、反思和交流等能力，同時，也體現(xiàn)了學(xué)生的思維技能。為測評問題解決能力提供了一個很好的范本。

問題構(gòu)成主要是由以下三種不同類型問題單元組成:(1)做決定單元，有“能量需要”、“外出看電影”、“假期”、“運(yùn)輸系統(tǒng)”四個問題。(2)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)單元，有“圖書館系統(tǒng)”、“數(shù)字設(shè)計(jì)”、“課程設(shè)計(jì)”、“孩子的野營”四個問題。(3)障礙排除單元，有“灌溉”、“冰箱”兩個問題。PISA2003問題解決能力的測評題目類型是由多項(xiàng)選擇題、開放型建構(gòu)題和封閉建構(gòu)題組成。這三種題型以不同的比例分布在PISA2003問題解決的三種題目類型中。

在PISA2003問題解決能力測評等級中，學(xué)生的能力被分為四個等級:1級為“能力較弱型問題解決者”，分?jǐn)?shù)是405分以下，2級為“基本水平的問題解決者”，分?jǐn)?shù)是405～499分。3級為“推理—決策性問題解決者”，分?jǐn)?shù)為499～592分。4級為“反思—溝通性問題解決者”，分?jǐn)?shù)是592分以上。

值得一提的是，PISA2003問題解決能力測評評分指導(dǎo)中的賦值方法。在PISA2003問題解決能力測評的賦值方法中，將學(xué)生答案分為三個得分范圍:滿分、部分得分和零分。其中，PISA又采用了雙位數(shù)賦分法。在這種賦分方法中，第一個數(shù)字代號，反映著學(xué)生得分情況(滿分或是部分分或是零分)。第二個數(shù)字代號，反映學(xué)生正確解題所使用的方法，如果學(xué)生得零分，該代號可以反映為學(xué)生沒有得分的原因或是錯誤之處。

2 PISA2003問題解決能力與化學(xué)問題解決能力

PISA2003問題解決能力的定義是建立在真實(shí)的生活基礎(chǔ)上的，對知識的要求不高，但并不是沒有要求，而且它把問題解決能力進(jìn)行了量化。這中間PISA的操作是值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的。當(dāng)前，我國的化學(xué)問題解決研究主要涉及中學(xué)生解決各種化學(xué)教學(xué)問題(計(jì)算問題、實(shí)驗(yàn)問題等)的思維過程及主要影響因素，專家和新手的差異，化學(xué)問題解決中的模式識別、心理模擬、問題表征、解決策略乃至問題教學(xué)等方面。相應(yīng)的化學(xué)問題解決能力的研究也主要集中在以上幾個方面，同時還涉及到原認(rèn)知能力、遷移能力的研究。總之，從量化的角度來看，我們的化學(xué)問題解決能力缺乏一個完整的測評框架。

鑒于此，建議我們的化學(xué)問題解決能力的測評不妨借鑒一下PISA2003問題解決能力的測評。為此，筆者做了一個嘗試，用PISA2003的理念及其測評，設(shè)置題目來分析化學(xué)問題解決能力，希望能給廣大研究者以啟發(fā)。

3 PISA2003問題解決能力對化學(xué)問題解決能力的啟示

在真實(shí)生活情景中設(shè)置關(guān)于“做決定”類型的化學(xué)問題，讓我們的學(xué)生意識到生活中的化學(xué)，讓學(xué)生不再覺得化學(xué)好像與生活沒有太大的關(guān)聯(lián)或者是與他們的實(shí)際生活相距很遠(yuǎn)。讓學(xué)生真正地做到用化學(xué)知識來解決實(shí)際生活問題。那么怎樣編制這樣的題目呢?最為方便的方法，就是用文字或是圖表編寫或描述一個與學(xué)生生活貼近的故事或是事件，要解決的問題就包含在這個故事或事件中，但又要學(xué)生用化學(xué)知識來解決。

【案例】夏日到了，你是否想要為媽媽買一瓶適合的防曬霜呢?來到了“屈臣氏”(化妝品專賣店)，面對各種款式的防曬霜你可能會覺得無從下手，但你很明白，所買防曬霜一定要安全、防曬效果好。

防曬霜，主要是用來抵擋紫外線傷害皮膚的化妝品之一。服務(wù)員為你推薦了幾款防曬霜，上面標(biāo)有“SPF2”、“SPF8”、“SPF15”、“SPF30”字樣。你是否明白這些數(shù)字是什么意思呢?“SPF”是防曬指數(shù)，是反映防曬霜優(yōu)劣的指標(biāo)之一，防曬指數(shù)的高低代表防曬霜過濾紫外線能力的強(qiáng)弱。但是防曬指數(shù)過高，容易引起皮膚過敏，綜合季節(jié)、區(qū)域等因素，國際通用安全防曬指數(shù)范圍是15-20。下表是防曬指數(shù)、防御時間和紫外線被過濾的百分比關(guān)系:

(1)通過對表格的解讀，現(xiàn)在你來決定，在標(biāo)有“SPF2”、 “SPF8”、 “SPF15”、 “SPF30”字樣的四瓶中，究竟哪一瓶最為適合送給在春天出去旅游的媽媽呢? _________(SPF15)，你為什么要選擇這一防曬指數(shù)呢?__________________(1.SPF的防曬能力或?yàn)V過紫外線的能力強(qiáng)2.在安全指數(shù)范圍內(nèi)或者不易引起過敏或者過敏的可能性最小。)從這次購買中，你是否發(fā)現(xiàn)作為化學(xué)用品的防曬霜，既可以_____(保護(hù))皮膚，但是當(dāng)選擇不當(dāng)，也會導(dǎo)致過敏，_______(傷害)皮膚。

(2)當(dāng)你決定了所要的防曬指數(shù)后，服務(wù)員又拿出了一瓶與你所選的防曬指數(shù)一樣的另一瓶防曬霜(B瓶)，這瓶防曬霜(B瓶)與第一瓶防曬霜(A瓶)上分別印有如下說明成分:

究竟要選哪一種，它們又有什么區(qū)別呢?你打電話征求媽媽的意見。媽媽說她用的乳液(在涂防曬霜之前是要涂上一層乳液的)是弱酸性的。那么你最終要選A瓶還是B瓶呢?_________________(B瓶)并給出可能的理由?_____________________________(氧化鋅是堿性氧化物，可能會和酸性乳液發(fā)生中和反應(yīng)，降低防曬效果。)

筆者認(rèn)為上述題目能夠反映出學(xué)生在真實(shí)生活中應(yīng)用化學(xué)知識解決問題的能力。第一題中，測試學(xué)生對于防曬霜本質(zhì)特點(diǎn)的理解，以及學(xué)生能否應(yīng)用所獲得的資料來分析現(xiàn)實(shí)生活中的問題。在表格中，學(xué)生為了能做出正確的決定，他們必須要進(jìn)行對比，并且為自己的答案提供可靠證據(jù)。如果學(xué)生得到了正確答案并給出了合理解釋，這表明他們應(yīng)用了分析和比較的方法，得出一般化的結(jié)論，并給出證據(jù)這樣一個過程。體現(xiàn)了在過程中解決問題，實(shí)現(xiàn)了以過程來測評學(xué)生問題解決能力的目的。并且此題目也告訴學(xué)生作為化學(xué)用品的防曬霜是有兩面性的，有利有弊，用生活中的化學(xué)用品對學(xué)生進(jìn)行唯物史觀教育。在第二題中，測試學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識來做決定的能力，學(xué)生要能夠抓住商品說明中的關(guān)鍵性問題，能夠?qū)⑸詈退鶎W(xué)化學(xué)知識結(jié)合起來，從而作出決定，該題目使學(xué)生自然而然地應(yīng)用化學(xué)知識來解決實(shí)際生活中的問題，并且考察了學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識解決實(shí)際生活問題的能力。

筆者在借鑒PISA問題解決能力測量的基礎(chǔ)上擬定評分量表。該量表是在“基本要素分析”的基礎(chǔ)上建立的。“基本要素分析”是由美國教師沃爾佛德(Barbara E. Walvoord)和安迪生(Virginia Johnson Anderson)研發(fā)的一種新的評價方法。該評價方法在處理開放性題目及相關(guān)能力的評價上表現(xiàn)出優(yōu)勢，得到認(rèn)可。筆者在借鑒PISA問題解決能力測評的基礎(chǔ)上，把化學(xué)問題解決能力分為做決定能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析能力和排除障礙能力。本文僅針對化學(xué)問題解決能力中的做決定能力這一基本要素，設(shè)置評價標(biāo)準(zhǔn)并賦值，最后制定完整的評價量表。

在使用該評價量表時，建議將各個能力要素看成是相對獨(dú)立的，不要相互混淆。同時，建議教師對于“沒有作答”的學(xué)生進(jìn)行追蹤研究。最后，對于測量題目中的情感測試題，雖然沒有列入能力評價指標(biāo)之列，但依然是我們教育和評價的一個重要方面。本評價量表中還需根據(jù)實(shí)際做決定活動的需要進(jìn)一步細(xì)化或完善。