加拿大科學素養教育研究

張毅博

加拿大“教育部長聯合會”（Council of Ministers of Education Canada，以下簡稱“CMEC”）于2007年在聯邦層面施行針對學生學業的評價項目，即泛加拿大學生評價項目 （The Pan Canadian Assessment Program，以下簡稱“PCAP”）。這個項目針對全國13歲的學生的數學、科學和閱讀能力進行測試。本文將圍繞PCAP三個測試項目之一的科學評估項目的項目設計和實施進行分析，以期為我國全民科學素養教育的實施與普及提供借鑒。

1 加拿大全國性科學評估的歷史發展

長期以來，提高公民的科學素養一直是加拿大政府工作的重點。加拿大聯邦政府在1966年組建成立全國科學委員會（Science Council of Canada），主要為聯邦政府提供科學發展的建議，并于1984年公布了一份題為《面向每位學生的科學：培養面向未來的加拿大公民》的報告。該報告主要圍繞以下3個領域提出相關建議：全民科學教育、科學教育的再定位以及科學教育的監督管理。這份報告贊同科學為所有人服務的概念，鼓勵全體加拿大公民了解科學的工作機制和相關的科學概念，以期培養他們的探究能力和提高科學素養，并將掌握的這些科學知識應用到他們的生活中。該報告明確提出加拿大科學教育的宗旨和目標，即讓科學教育為公民融入未來科技主導的社會提供基礎性指導，成為公民終生教育的重要組成部分。該報告的發布給加拿大科學課程的設置帶來革命性的變革。除了引導熱愛科學學科的學生選擇其作為日后接受高等教育的專業主攻方向以及職業發展方向，加拿大科學教育還要承擔起提高全體公民的科學素養的重要任務。

加拿大“教育部長聯合會”分別于1993年和1997年頒布和實施了“學生成就指標項目”（Student Achievement Indicators Program，以下簡稱“SAIP”）和加拿大國家科學教育綱要《K-12年級科學學習目標公共綱要》（the Common Framework of Science Learning Outcomes， K to 12）[1]79-80。

1.1 SAIP項目

該項目旨在對13歲和16歲兩個年齡組的學生的閱讀與寫作、科學、數學三方面的素養進行測評，每年進行一項測試，每3年進行循環。1996年，CMEC把第一期 SAIP科學測試升級為“科學素養評估”來執行。SAIP科學測試的評估細則要求學生將自己對科學的理解與他們熟悉的現實生活聯系起來。學生對于多選題和結構性問題的回答，可以考察學生對科學概念的知識儲備和在現實生活中的運用，以及是否了解一些科學現象的本質。第一期SAIP科學測試評估報告的《SAIP評估框架和標準》一章中介紹了學生的成績會根據以下方面來評估：1）對于化學、物理、生物、地球與空間科學等學科的科學概念的理解和知識儲備;2）對于科學本質的理解;3）對科學與技術的關系、科學與社會問題的關系的理解。[2]

1.2 《K-12年級科學學習目標公共綱要》

該綱要的制定旨在為加拿大各地的課程設計者提供指導，并為各轄區修訂科學課程時進行充分協調。《K-12年級科學學習目標公共綱要》（以下簡稱“《公共綱要》”以加拿大科學委員會的研究為基礎，闡述了培養加拿大公民科學素養的愿景：該框架的指導思想是，所有加拿大學生，無論性別或文化背景，都將得到培養科學素養的機會，提高自身探究能力、解決問題的能力和作出決策的能力。科學素養的提升應該是自身的科學態度、科學技能和科學知識的不斷進化。基于該綱要的多樣化學習體驗將激勵學生對科學、技術、社會和環境之間的相互關系進行探索、分析、評估、綜合、欣賞和理解，這些關系將影響他們的個人生活、職業生涯和未來。《公共綱要》中的四個基本論述描述了學生科學素養的四個關鍵方面，雖然四者是分別提出的，但也是相互關聯的。基礎一：科學、技術、社會和環境（STSE）。學生將增強對科學和技術的本質、對科學和技術之間的關系以及對科學和技術的社會和環境背景的理解。基礎二：技能。學生將培養科學和技術探究、解決問題、交流科學思想和成果、相互合作以及作出精明的決策所需的技能。基礎三：知識。學生將建構對生命科學、自然科學、地球和空間科學概念的知識和理解，以解釋、整合和擴展他們的知識。基礎四：態度。學生將被鼓勵培養一種良好的態度，讓獲得的科學技術知識對自我、社會和環境都產生益處。[3]

2 加拿大PCAP科學評估項目的框架及價值

2.1 PCAP 科學評估項目的框架

PCAP Science（泛加拿大科學評估計劃）建立在SAIP Science早期成果的基礎上，反映了自1996年以來加拿大各地科學教育發生的變化，PCAP對SAIP的取代也體現出加拿大對評估工具有效性的理解在不斷進步。PCAP Science報告的框架包括了如下六個板塊：①PCAP Science的功能和子領域;②如何幫助學生展現他們對科學態度、科學技能和科學知識的運用能力;③評估準則的類型和特點;④指導準則改進的規范;⑤評分的標準和尺度;⑥一份涵蓋大量樣本數據的附錄。在這個框架中，也包含了國際規模評估的數據和研究成 果。[4]

2.2 國際規模的科學評估

除了PCAP，加拿大許多轄區還參與了另外兩種國際規模的科學評估——經濟合作與發展組織的PISA（國際學生評估項目），以及國際教育成就協會的TIMSS（國際數學與科學趨勢研究）。

PISA是一種針對年齡為15歲的青少年的數學能力、閱讀能力、問題解決能力、理財能力和科學素養的國際評估項目。PISA將科學定義為“科學知識”和“關于科學的知識”兩方面的集合。其中，“科學知識”是指自然科學（物理和化學）、生物科學、地球與空間科學、科學技術等學科內部的專業知識;“關于科學的知識”是指對科學研究方法和目的的認識。

而TIMSS是針對不同年級科學課程的內容進行的評估，其內容框架是通過分析目標國家的課程政策、教科書和其他參考資料來制定的。TIMSS在加拿大不由CMEC直接操作，而是由加拿大各轄區各自來協調和推進。

2.3 PCAP 科學評估項目的特點

PCAP要在SAIP的基礎上體現出加拿大對教育評估的全新的、有進步的理解。去認識這些進步是相當關鍵的，這可以幫助人們認清當前評估模式的目的和局限性。這些評估在內容、目的、規模上千變萬化，但是評估的重要程度并不一定隨著內容的豐富、目的的增加、規模的擴大而提高。雖然公眾的注意力往往集中在國內和國際規模的范圍較大的評估上，但是相關研究表明，小規模的評估同樣具有很高的價值，如教師在日常教學實踐中進行的課堂評估會對提高學生成績起到相當關鍵的作用。在小規模的課堂評估之外，各轄區的中等規模的評估，如統一考試等，可以達到各種各樣的目的，包括為教師的教學提供信息支持來提高學生的成績、監督審查各地區各學校教學系統的教學有效性、作為學生能否成功畢業獲得文憑的重要參考、遴選能夠繼續參加高等教育的優秀學生，等等。

與這些評估不同，包括PCAP在內的更大規模的評估，雖然可能被用來為教育政策提供信息支持，但難以實現對學生個體進行資格認證和遴選等功能，這也進一步說明了評估不能唯規模而論。為了理解大規模評估的目的，我們使用如下3個概念來描述它們與學習的關系：大規模評估是“為了學習而進行的評估”“與學習融為一體的評估”和“針對學習結果的評估”。

“為了學習而進行的評估”是老師授課與學生學習相融合的體現，涉及教師和學生如何在不斷反思中獲得進步。當學生得到老師的有效評估及反饋時，他們就能更容易地得知如何提高自身的學習;當教師從對學生學習的評估中得到有效反饋時，他們就可以相應地反思和調整自己的教學策略。

“與學習融為一體的評估”是一種讓學生對自己的學習負責，為自己創造學習意義的理念。學生擁有評估自身學習結果、學習水平的能力，并且能夠自行決定如何進一步提高自己的學習。教師則通過為學生提供分析反饋來幫他們更好地實現這一目標。

“針對學習結果的評估”則能夠對學生在某一特定科目、領域的成績進行收集和總結。大規模評估，包括PCAP在內，往往屬于這種“針對學習結果的評估”。從這些評估中獲取到的數據通常會公開，并且為教育資源的分配、教學水平的審查、教學方法的改進提供信息來源。

3 加拿大PCAP科學評估項目的啟示

習近平總書記在全國教育大會上指出，“培養什么人，是教育的首要問題”。明確未來人才的培養目標與具體要求，不僅需要立足本土，還需要放眼全球。當今，世界多極化、經濟全球化深入發展，科技進步日新月異，知識經濟方興未艾，這對人才培養提出了新的要求，也需要我們在國際視野中審視“培養什么人”的問題。科學素質是國民素質的重要組成部分，公民科學素質的提升，不僅豐富了公眾的精神文化生活，更促進了科學知識的普及、科學思想的傳播、科學方法的推廣運用。加拿大的科學教育課程以全面的科學素養為價值取向， 課程內容注重綜合性和實用性， 課程設置一體化， 課堂教學以活動為基礎， 強調學生的參與， 充滿生機活力， 并建立了科學的評價體系。這樣， 不僅有助于學生理解所學知識與其他領域及現實世界的聯系， 也培養了學生解決問題、科研和交流等能力、創造力和批判精神， 值得我國借鑒[1]79-80。

參考文獻

[1] 吳瑛.加拿大中小學科學課程概述[J].吉林省教育學院學報，2006（4）：79-80.

[2] CMEC.SAIP 1996： Science I [EB/OL].（2015-11-20）[2020-08-15]. www.cmec.ca/250/Programs-and-Initiatives/Assessment/Pan-Canadian-Assessment-Program-（PCAP）/SAIP-1996-Science-I/index.html.

[3] Council of Ministers of Education， Canada. Common Framework of Science Learning Outcomes， K to 12 [Z].Toronto， Ontario： Council of Ministers of Education， Canada， 1997：12.

[4] CMEC.PCAP 2013 Public Report [EB/OL].（2015-11-26）[2020-08-15].http：//cmec.ca/Publications/Lists/Publications/Attachments/337/PCAP-2013-Public-Report-EN.pdf.