PISA2003問題解決能力訓練的啟示

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

關鍵詞PISA2003化學問題解決能力能力測評做決定能力

中圖分類號:G633.8文獻標識碼: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、教育學、認知理論、測量學、學習理論等理論的基礎上定義的。就OECD給出的定義而言，問題解決能力就是學生在真實的、跨學科情景中運用認知方法來面對和解決問題的能力。該定義側重于問題解決的認知過程、跨學科和真實性。認知過程是指問題解決的各個組成部分的思維過程。跨學科是指PISA2003問題解決能力側重廣泛意義上的問題解決能力，不是傳統意義上的單一學科的問題解決。真實性是指PISA2003問題解決能力強調解決真實世界中的問題。

PISA2003問題解決能力的測評就是收集學生在解決問題過程中應用知識和技能的證據，進而來評價學生的問題解決能力，而整個解決問題的過程是在以現實生活為背景的題目中實現的。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成:問題類型、問題解決過程和認知方法。其中問題類型主要有三種類型:做決定、系統分析與設計和排除障礙。問題情景主要涉及社區、工作、休閑等真實的生活。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。這種以真實生活為背景的問題解決測評，要求學生綜合應用知識、策略，在新的問題情景中進行遷移，并且解決方法并不直接，而且涉及學科并非是科學、技術等單一領域。

PISA2003問題解決能力測評是根據問題構成和學生完成相關任務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了學生對問題的理解、辨別、表述、反思和交流等能力，同時，也體現了學生的思維技能。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”、“運輸系統”四個問題。(2)系統分析與設計單元，有“圖書館系統”、“數字設計”、“課程設計”、“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選擇題、開放型建構題和封閉建構題組成。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”，分數是405分以下，2級為“基本水平的問題解決者”，分數是405～499分。3級為“推理—決策性問題解決者”，分數為499～592分。4級為“反思—溝通性問題解決者”，分數是592分以上。

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

PISA2003問題解決能力的定義是建立在真實的生活基礎上的，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行了量化。這中間PISA的操作是值得我們學習和借鑒的。當前，我國的化學問題解決研究主要涉及中學生解決各種化學教學問題(計算問題、實驗問題等)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等方面。相應的化學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，設置題目來分析化學問題解決能力，希望能給廣大研究者以啟發。

3 PISA2003問題解決能力對化學問題解決能力的啟示

在真實生活情景中設置關于“做決定”類型的化學問題，讓我們的學生意識到生活中的化學，讓學生不再覺得化學好像與生活沒有太大的關聯或者是與他們的實際生活相距很遠。讓學生真正地做到用化學知識來解決實際生活問題。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，但又要學生用化學知識來解決。

【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。服務員為你推薦了幾款防曬霜，上面標有“SPF2”、“SPF8”、“SPF15”、“SPF30”字樣。你是否明白這些數字是什么意思呢?“SPF”是防曬指數，是反映防曬霜優劣的指標之一，防曬指數的高低代表防曬霜過濾紫外線能力的強弱。但是防曬指數過高，容易引起皮膚過敏，綜合季節、區域等因素，國際通用安全防曬指數范圍是15-20。下表是防曬指數、防御時間和紫外線被過濾的百分比關系:

(1)通過對表格的解讀，現在你來決定，在標有“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呢?__________________(1.SPF的防曬能力或濾過紫外線的能力強2.在安全指數范圍內或者不易引起過敏或者過敏的可能性最小。)從這次購買中，你是否發現作為化學用品的防曬霜，既可以_____(保護)皮膚，但是當選擇不當，也會導致過敏，_______(傷害)皮膚。

(2)當你決定了所要的防曬指數后，服務員又拿出了一瓶與你所選的防曬指數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生中和反應，降低防曬效果。)

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

筆者在借鑒PISA問題解決能力測量的基礎上擬定評分量表。該量表是在“基本要素分析”的基礎上建立的。“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能力的評價上表現出優勢，得到認可。筆者在借鑒PISA問題解決能力測評的基礎上，把化學問題解決能力分為做決定能力、系統設計與分析能力和排除障礙能力。本文僅針對化學問題解決能力中的做決定能力這一基本要素，設置評價標準并賦值，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立的，不要相互混淆。同時，建議教師對于“沒有作答”的學生進行追蹤研究。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實際做決定活動的需要進一步細化或完善。