應(yīng)用PISA測(cè)評(píng)體系提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

陳花

[摘? ? 要]PISA科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系是國(guó)際學(xué)生素養(yǎng)評(píng)價(jià)的三個(gè)子項(xiàng)目之一，主要包括科學(xué)態(tài)度、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)能力和科學(xué)情境四個(gè)維度內(nèi)容。應(yīng)用PISA科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系，把握科學(xué)素養(yǎng)的組成結(jié)構(gòu)和內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)于培育和提升小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)工作具有普適的啟示意義和重要的實(shí)踐價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]]PISA項(xiàng)目;測(cè)評(píng)體系;科學(xué)素養(yǎng)

2000年以來(lái)，OECD亞太經(jīng)合組織每三年實(shí)施一輪PISA國(guó)際學(xué)生素養(yǎng)評(píng)價(jià)項(xiàng)目。隨著時(shí)間的推移和科技的進(jìn)步，PISA測(cè)評(píng)項(xiàng)目逐漸成為全球相同領(lǐng)域內(nèi)最具影響力的項(xiàng)目之一，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培育也得到越來(lái)越廣泛的重視。雖然PISA測(cè)評(píng)體系的考察對(duì)象是15歲初中生，但是基于科學(xué)教育自娃娃抓起的共識(shí)，在小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培育工作中應(yīng)用PISA測(cè)評(píng)體系極有必要，且收效良好。

一、建樹(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

科學(xué)教育應(yīng)該為學(xué)生提供好的、由淺入深的“棋譜”，要依據(jù)“大概念”進(jìn)行實(shí)施。在PISA科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系中，不同個(gè)體學(xué)生在科學(xué)態(tài)度上的差異，主要體現(xiàn)在科學(xué)興趣持久性、科學(xué)關(guān)注及時(shí)性、科學(xué)判斷嚴(yán)謹(jǐn)性的強(qiáng)弱。想要培育和增強(qiáng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，必須走好端正科學(xué)態(tài)度的第一步。在“大概念”視域下，科學(xué)教師首先應(yīng)重視激發(fā)學(xué)生對(duì)于各種信息、觀(guān)點(diǎn)、現(xiàn)象、問(wèn)題的好奇心和靈敏度;其次應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生重視前提條件，尋找支撐證據(jù)，大膽假設(shè)多種可能，并進(jìn)行直覺(jué)判斷和邏輯推理;第三應(yīng)啟發(fā)學(xué)生綜合各類(lèi)信息和證據(jù)，調(diào)動(dòng)各種資源和匹配技能，以鑒別信息的真?zhèn)危治霈F(xiàn)象背后的本質(zhì)，并嘗試解決現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題。

在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)第10冊(cè)第3單元“它們是怎樣延續(xù)后代的”這一章節(jié)時(shí)，科學(xué)教師沒(méi)有局限于教材內(nèi)容，而是引入時(shí)事熱點(diǎn)——2020年6月和2021年3月《寫(xiě)真地理》雜志刊發(fā)的“熟蛋返生”相關(guān)的論文，組織學(xué)生進(jìn)行討論、判斷和評(píng)價(jià)。當(dāng)11歲小學(xué)生看到多媒體屏幕投影的2篇論文時(shí)，無(wú)不感到詫異甚至詭異，普遍表示匪夷所思、不敢想象。經(jīng)仔細(xì)閱讀，學(xué)生發(fā)現(xiàn)第1篇論文宣稱(chēng)，實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用超心理意識(shí)能量的辦法，成功返生40多個(gè)蛋白、蛋黃分明的雞蛋;第2篇論文宣稱(chēng)，煮熟返生后的雞蛋可以孵化出新的小雞，且與其他生雞蛋一樣具有生命力。教師以“熟蛋返生，為什么不可能發(fā)生”“真科學(xué)、偽科學(xué)，借我一雙慧眼”為話(huà)題，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容尋找科學(xué)的依據(jù)，用以支撐自己的科學(xué)觀(guān)點(diǎn)。通過(guò)討論和推理，學(xué)生對(duì)于卵生、胎生兩種動(dòng)物的繁殖方式，以及生命是不可逆轉(zhuǎn)的論斷有了更加深刻的理解。在課內(nèi)知識(shí)與課外時(shí)事的交互作用下，學(xué)生表示堅(jiān)決反對(duì)披著科學(xué)外衣、違背科學(xué)原理的一切言行，樹(shù)立關(guān)注科學(xué)熱點(diǎn)、遵循科學(xué)規(guī)律、尊重客觀(guān)證據(jù)、嚴(yán)密邏輯推理的科學(xué)態(tài)度。

二、儲(chǔ)備豐富的科學(xué)知識(shí)

科學(xué)知識(shí)是PISA科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系的基礎(chǔ)支撐，如果缺乏足夠的、豐富的科學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，青少年學(xué)生科學(xué)能力的培育將成為無(wú)源之水。科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)、科學(xué)認(rèn)知發(fā)展、科學(xué)能力培養(yǎng)，不是一蹴而就的，而是個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》從內(nèi)容性知識(shí)的角度，提出青少年學(xué)生需要學(xué)習(xí)物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、技術(shù)與工程科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)4個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)，并在1-2、3-4、5-6不同年級(jí)段細(xì)化了具體的、有梯次的目標(biāo)任務(wù)。除了課程標(biāo)準(zhǔn)所提的內(nèi)容性科學(xué)知識(shí)，PISA測(cè)評(píng)體系又提出了認(rèn)識(shí)性、程序性?xún)深?lèi)科學(xué)知識(shí)，從邏輯起點(diǎn)、生產(chǎn)過(guò)程的另兩個(gè)角度明晰了科學(xué)知識(shí)的分類(lèi)。

在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)第11冊(cè)第2單元“物質(zhì)在變化”這一章節(jié)時(shí)，科學(xué)教師一方面可以采取實(shí)驗(yàn)演示的辦法，引領(lǐng)學(xué)生觀(guān)察物質(zhì)的形態(tài)變化和新物質(zhì)的產(chǎn)生，從燒杯頂部由無(wú)到有的水滴、內(nèi)壁由清變渾的石灰水、底部由白變黑的瓷片等現(xiàn)象中加以分析，得出蠟燭完全燃燒、不完全燃燒分別產(chǎn)生二氧化碳、游離碳的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并補(bǔ)充小麥磨成面粉、面粉發(fā)酵為饅頭等生活中的物質(zhì)科學(xué)現(xiàn)象，幫助學(xué)生由此及彼、由表及里，總結(jié)得出沒(méi)有新物質(zhì)產(chǎn)生的形態(tài)變化、有新物質(zhì)產(chǎn)生的屬性變化。另一方面可以采取“1+X”的群文閱讀辦法，由教材中的蠟燭燃燒拓展到生活生產(chǎn)中的生理鹽水配比、工業(yè)廢水處理等現(xiàn)象，初步熟悉固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種物質(zhì)形態(tài)，初步接觸物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)、生物反應(yīng)三種反應(yīng)方式，初步了解不同物質(zhì)、不同能量之間的變化和轉(zhuǎn)換，幫助學(xué)生舉一反三、觸類(lèi)旁通，進(jìn)一步充實(shí)物質(zhì)科學(xué)知識(shí)的庫(kù)存總量。

三、發(fā)展多樣的科學(xué)能力

科學(xué)能力是PISA科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系的核心指標(biāo)，主要包括解釋科學(xué)現(xiàn)象、開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)、評(píng)估科學(xué)證據(jù)與數(shù)據(jù)三個(gè)方面的能力。據(jù)2015年、2018年兩個(gè)輪次的PISA 測(cè)評(píng)結(jié)果顯示，在OECD亞太經(jīng)合組織成員國(guó)、成員地區(qū)的參測(cè)學(xué)生中，僅有13%的學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)達(dá)到優(yōu)異的水平，有20%的學(xué)生低于合格的底線(xiàn)。可見(jiàn)，培育青少年學(xué)生科學(xué)能力的任務(wù)多么艱巨、責(zé)任多么重大。《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》更是將科學(xué)能力，整合到“科學(xué)探究目標(biāo)”當(dāng)中。在設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)，教師既要充分考慮探究問(wèn)題的難易程度和學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度，也要充分考慮教學(xué)輔助材料的豐富程度以及探究時(shí)間的充分程度等多方面因素。

在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)第9冊(cè)第3單元“電和磁”這一章節(jié)時(shí)，科學(xué)教師首先發(fā)放實(shí)驗(yàn)材料，布置學(xué)生組裝四年級(jí)學(xué)過(guò)的小燈泡簡(jiǎn)單電路，復(fù)習(xí)閉合電路環(huán)境下的電流特點(diǎn)。接著讓學(xué)生動(dòng)手操作，推演通電導(dǎo)線(xiàn)讓指南針出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的幾種情形，感知加強(qiáng)電流、加多線(xiàn)圈讓偏轉(zhuǎn)角度有所增大。在操作過(guò)程中，針對(duì)短路一方面加大了指南針的偏轉(zhuǎn)角度、另一方面短路燒掉了用電器這兩種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，組織學(xué)生匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)的成敗得失，說(shuō)明即觸即放、控制時(shí)長(zhǎng)的必要性。最后，再把電流產(chǎn)生磁性的實(shí)驗(yàn)結(jié)論運(yùn)用到新一輪的探究活動(dòng)之中。由學(xué)生將新的電池?fù)Q成廢舊電池，根據(jù)指南針是否出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)判斷廢舊電池是否還有電量，無(wú)形中將小燈泡的閉合電路轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電流大小、判斷電池有無(wú)電量的儀器。在整個(gè)探究過(guò)程中，學(xué)生經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、作出假設(shè)、尋找證據(jù)、討論交流、得出結(jié)論、反思評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，在解釋科學(xué)現(xiàn)象、開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)、評(píng)估科學(xué)證據(jù)與數(shù)據(jù)三個(gè)方面獲得了不同程度的發(fā)展。

四、創(chuàng)設(shè)真實(shí)的科學(xué)情境

PISA科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)體系中的科學(xué)情境，涉及個(gè)體化情境、區(qū)域化情境和全球化情境共三類(lèi)應(yīng)用空間。離開(kāi)真實(shí)而具體的科學(xué)情境，科學(xué)態(tài)度、科學(xué)認(rèn)知與科學(xué)能力的轉(zhuǎn)化應(yīng)用將失去“用武之地”。PISA測(cè)評(píng)體系，考查的重點(diǎn)不在于科學(xué)態(tài)度、科學(xué)認(rèn)知與科學(xué)能力方面的復(fù)述、演示和實(shí)驗(yàn)，而在于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中科學(xué)態(tài)度、科學(xué)認(rèn)知和科學(xué)能力方面的應(yīng)用、推廣和創(chuàng)新。隨著云科技、機(jī)器人、VR虛擬技術(shù)、生物技術(shù)等科技的快速發(fā)展，青少年學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培育面臨著更加復(fù)雜的應(yīng)用情境。因此，科學(xué)教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)解決問(wèn)題的真實(shí)情境，給予學(xué)生綜合運(yùn)用科學(xué)認(rèn)知、磨礪科學(xué)能力的更多機(jī)會(huì)，繼而活躍學(xué)生在具體情境中的科學(xué)應(yīng)用。

在執(zhí)教蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)第7冊(cè)第5單元“假設(shè)與搜集證據(jù)”這一章節(jié)時(shí)，科學(xué)教師以“鳥(niǎo)類(lèi)的遷徙”為話(huà)題布置學(xué)生開(kāi)展科學(xué)微調(diào)研、撰寫(xiě)科學(xué)小論文。鳥(niǎo)類(lèi)遷徙是在國(guó)家情境甚至全球情境下發(fā)生的生命科學(xué)事件，學(xué)生自己設(shè)計(jì)任務(wù)清單，組建研討小組，發(fā)揮想象進(jìn)行大膽的假設(shè)，又基于事實(shí)進(jìn)行小心的求證。通過(guò)觀(guān)察記錄、搜集資料、瀏覽網(wǎng)絡(luò)、觀(guān)看專(zhuān)題影視、訪(fǎng)談鳥(niǎo)類(lèi)專(zhuān)家等科學(xué)研究的過(guò)程，讓學(xué)生全面、辯證地看待問(wèn)題，嚴(yán)謹(jǐn)、完整地采信可靠證據(jù)有了更加深刻的切身體會(huì)。在小論文中，學(xué)生闡述了氣候變化和食物短缺是鳥(niǎo)類(lèi)遷徙的主要因由，講解了由南往北的春季遷徙、由北往南的冬季遷徙兩種遷徙行為，還搜集到全球共有8條候鳥(niǎo)遷徙的路線(xiàn)，且我國(guó)候鳥(niǎo)以“東亞—澳大利亞”這一條路線(xiàn)為主，論證了結(jié)伴飛行、定點(diǎn)休養(yǎng)、把控節(jié)奏、合理作息等遷徙成功的要素，并提出了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)不同鳥(niǎo)類(lèi)的分布區(qū)域，選取候鳥(niǎo)落腳海島設(shè)立保護(hù)區(qū)等好的建議。通過(guò)“鳥(niǎo)類(lèi)的遷徙”這樣真實(shí)的科學(xué)情境和項(xiàng)目化任務(wù)，學(xué)生不知不覺(jué)中培養(yǎng)了科學(xué)頭腦，增強(qiáng)了在具體情境中解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、解釋自然現(xiàn)象的科學(xué)素養(yǎng)。

PISA國(guó)際學(xué)生素養(yǎng)評(píng)價(jià)項(xiàng)目還將繼續(xù)，PISA科學(xué)測(cè)評(píng)體系隨之也將不斷完善。因此，應(yīng)用PISA測(cè)評(píng)體系，指導(dǎo)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培育工作是一項(xiàng)常議常新的話(huà)題，需要基層科學(xué)教育工作者執(zhí)著探索、智慧實(shí)踐，精心培養(yǎng)具有現(xiàn)代化科學(xué)素養(yǎng)的有用人才。

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（責(zé)任編輯：呂研）