PISA 2015學校因素對學生科學表現的影響及其啟示

耿丹青 王海濤

對于15歲的學生而言，學校教育對其知識學習和基礎素養培養起著至關重要的作用，學校科學課程的組織和教師的教學方式是影響學生習得科學知識的主要因素。本文選擇PISA 2015測試中關于科學課程設置與科學資源配置兩個學校因素（其中科學課程設置包括科學課程的開設和學生對科學課程的選擇度，科學資源配置包括學校科學教學條件、科學師資力量、科學課外活動情況），通過與部分國家與地區的數據對比，探討課程設置與資源配置對于北京、上海、江蘇、廣東（以下合稱“中國四省市”）學生科學表現的影響。

一、科學課程設置與學生科學表現

1. 學校科學課程開設

PISA 2015基于學生問卷對學校科學課程開設情況進行了分析。問卷詢問學生每周在學校上多少節常規科學課（對于中國四省市，科學課包括物理、化學、生物、地理、信息技術、通用技術、理科綜合等），并以每周至少上一節科學課的學生比例，作為分析參加測評國家和地區科學課程開設情況的基礎數據。

中國四省市學校科學課程開設率較高。在PISA 2015的72個參加測評國家和地區中，有60個國家和地區每周至少上一節科學課的學生比例在90%以上。中國四省市每周至少上一節科學課的學生比例達94.1%，略高于經濟合作與發展組織（以下簡稱“OECD”）平均水平（93.6%）。

中國四省市學校科學課程的開設，對學生科學知識學習和素養培養有明顯的促進作用。中國四省市學校科學課程的開設與學生科學成績存在一定的促進關系。如圖1所示，在排除學生和學校的社會經濟文化地位因素（以下簡稱“ESCS”）后，中國四省市每周至少上一節科學課的學生科學成績，比未上科學課學生的科學成績高37分。此外，與部分國家和地區相比，在排除學生和學校的ESCS后，僅中國四省市和中國澳門學生的科學成績有所上升，其中中國四省市的分值約上升7分。這說明，對于ESCS處于同等水平的學生，學校科學課的開設讓他們獲得更多科學學習機會，可能對學生科學知識學習和科學素養培養起到直接的促進作用。

2. 學生的科學課程選擇

在一定程度上，學校科學課程的選擇度影響著學生的科學學習機會和學習效果。PISA各參加測評國家和地區的學生，在科學課程的科目、難度和課時的選擇自由度方面各不相同，在大多數國家和地區的教育體系中，學生的選擇有限。

中國四省市學生科學課程選擇自由度略高于OECD平均水平。根據學生問卷調查數據，中國四省市學生不可選擇科學課程科目、不可選擇課程難度、不可選擇課時數的學生比例依次為59.3%、56.0%、74.8%，OECD平均比例依次為64.4%、67.5%、77.3%。

二、學校資源配置與學生科學表現

1. 科學教學條件

學校科學實驗室和其它相關教學條件，是科學課程學習的必要資源。PISA 2015對學校科學教學條件的分析，基于校長問卷中8個關于學校科學實驗室建設和相關教學資源條件配備的問題（具體見表1），以校長在相應問題中回答“是”的學校學生比例作為基礎數據。同時，PISA 2015將參加測評國家和地區學校校長對表1中8個問題的回答擬合為科學教學條件指數，以此反映學校的科學教學條件。

中國四省市學校整體科學教學條件良好。對比于部分國家和地區，中國四省市學校的整體科學教學條件良好。中國四省市科學教學條件指數為5.19，略高于OECD平均水平（4.58），顯著高于日本（2.48），但與新加坡（6.37）、澳大利亞（6.26）等國家相比仍存在一定差距。

較好的科學教學條件對學生科學學習起著一定的促進作用。如表1所示，在排除了學生和學校ESCS后，中國四省市和OECD平均水平中，除“如果學校有多余的資金，很大一部分會用于改進我校科學教學條件”和“學校科學動手實踐活動的材料完好無損”外，學生科學成績差值均為正數。

2. 科學師資力量

PISA 2015關于科學師資力量的分析是基于對學校科學教師學歷結構和資質的問卷調查，詢問校長學校有多少科學教師獲得了相關部門頒發的教師資格證，有多少科學教師具有科學相關專業本科或以上學歷。

中國四省市科學師資力量整體較好。中國四省市96.6%的學生所在學校科學教師持有教師資格證，高于OECD平均水平（84.1%）。中國四省市84.3%的學生所在學校科學教師有科學相關專業本科或以上學歷，高于OECD平均水平（73.8%），但在選取比較的國家和地區中，中國四省市屬于中等水平。

中國四省市科學師資力量在學校類型上的差異較為明顯。在中國四省市中，持有教師資格證和學歷水平較高的科學教師，更多就職于優勢學校或城市學校。這反映了中國四省市優勢學校和城市學校的薪酬水平和職業發展，對優質人才有較大吸引力，OECD國家也存在類似的情況。相對于私立學校，中國四省市的公立學校有更多持有教師資格證和學歷水平較高的科學教師，私立學校的科學師資力量有待進一步提高。

3. 科學課外活動

學校組織的科學課外活動作為常規課堂教學的補充，同樣是培養學生科學素養的重要途徑。PISA 2015關于科學課外活動的分析，主要基于校長問卷中學校是否為學生提供科學社團和科學競賽的情況。

中國四省市參測學校普遍開設了科學社團、組織了科學競賽活動。在所選取的部分比較國家和地區中，中國香港的科學社團開設率最高（94.9%），其次是中國四省市（90.6%），高于OECD平均水平（39%）。就科學競賽而言，俄羅斯的組織率最高（99.2%），中國四省市的比例也較高（90.5%），OECD國家平均只有約66%的學生所在的學校組織科學競賽，具體見圖2。

三、基于科學課程設置與資源配置因素的幾點啟示

1. 重視跨學科課程開發，提升跨學科知識運用能力和協作能力

PISA測試中的“科學”是一個學科綜合概念，包括物理、化學、生物等相關學科，倡導多學科融合、跨學科知識運用。雖然問卷結果顯示中國四省市的科學課程開設普遍且科學種類齊全，但也正是這樣獨立的學科劃分，在一定程度上削弱了學科知識在解決實際問題時的綜合運用，限制了學生的跨學科知識運用能力。面對未來社會發展對綜合性、復合型人才的需求，國內一些學校已開始探索為學生提供跨學科的綜合教育，STEM（科學、科技、工程、數學）教育、STEAM（科學、科技、工程、藝術、數學）教育就是這類模式。

2. 重視學生學習需求，促進學生個性化學習并提供專業指導

未來教育要求以學習者為中心開展有效教育變革，因材施教以滿足學生個性化的學習要求。為切實滿足學生的學習需求，為學生個人發展提供專業支持，學校應加快落實建立學生發展指導制度，在日常學科教學中結合學科相關知識強化學習指導和生活指導，提升學生自我認知、自我管理的能力。同時，為了讓學生充分了解自我、認識社會，對自我發展有更為清晰的認識，學校也應逐步開展生涯教育課程、心理健康教育課程等，配備相關師資力量，并通過家校互動為家長提供學生指導的相關支持。此外，學生發展指導制度的建立也需要在區域層面建立相應的配套機制。

3. 重視教師隊伍建設，吸引優質人才，留住優秀教師

近年來，基礎教育教師隊伍建設受到了國家的高度重視，中共中央、國務院印發了《關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》，明確了中小學教師的權利和義務，對完善教師待遇保障機制提出了要求。學校應積極探索教師隊伍建設和提升的激勵機制：一方面，進一步從滿足教師個人發展的實際需求出發，在專業發展、職稱晉升等方面給予優秀教師更多的機會和支持，使教師在工作上有獲得感;另一方面，進一步重視文化建設，著力打造和諧向上的校園文化和互助融洽的工作氛圍，給予教師參與學校管理決策的機會，提升教師對于學校的認同感和歸屬感。

注：本文系國家社會科學基金教育學一般課題“PISA視角下中國經濟發達區域的中學生發展基礎素養狀況及提升路徑研究”（課題批準號：BHA1701 47）、廣東省教育科學“十三五”規劃2018年一般課題“基于PISA2015數據分析的廣東基礎教育質量提升路徑研究”（課題編號：2018YQJK362）研究成果。