應(yīng)用PISA測評體系提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

陳花

[摘? ? 要]PISA科學(xué)素養(yǎng)測評體系是國際學(xué)生素養(yǎng)評價的三個子項目之一，主要包括科學(xué)態(tài)度、科學(xué)知識、科學(xué)能力和科學(xué)情境四個維度內(nèi)容。應(yīng)用PISA科學(xué)素養(yǎng)測評體系，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踐價值。

[關(guān)鍵詞]]PISA項目;測評體系;科學(xué)素養(yǎng)

2000年以來，OECD亞太經(jīng)合組織每三年實施一輪PISA國際學(xué)生素養(yǎng)評價項目。隨著時間的推移和科技的進步，PISA測評項目逐漸成為全球相同領(lǐng)域內(nèi)最具影響力的項目之一，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培育也得到越來越廣泛的重視。雖然PISA測評體系的考察對象是15歲初中生，但是基于科學(xué)教育自娃娃抓起的共識，在小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培育工作中應(yīng)用PISA測評體系極有必要，且收效良好。

一、建樹嚴謹?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”進行實施。在PISA科學(xué)素養(yǎng)測評體系中，不同個體學(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)注及時性、科學(xué)判斷嚴謹性的強弱。想要培育和增強小學(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)生對于各種信息、觀點、現(xiàn)象、問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，并進行直覺判斷和邏輯推理;第三應(yīng)啟發(fā)學(xué)生綜合各類信息和證據(jù)，調(diào)動各種資源和匹配技能，以鑒別信息的真?zhèn)?，分析現(xiàn)象背后的本質(zhì)，并嘗試解決現(xiàn)實中的問題。

在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級第10冊第3單元“它們是怎樣延續(xù)后代的”這一章節(jié)時，科學(xué)教師沒有局限于教材內(nèi)容，而是引入時事熱點——2020年6月和2021年3月《寫真地理》雜志刊發(fā)的“熟蛋返生”相關(guān)的論文，組織學(xué)生進行討論、判斷和評價。當(dāng)11歲小學(xué)生看到多媒體屏幕投影的2篇論文時，無不感到詫異甚至詭異，普遍表示匪夷所思、不敢想象。經(jīng)仔細閱讀，學(xué)生發(fā)現(xiàn)第1篇論文宣稱，實驗中運用超心理意識能量的辦法，成功返生40多個蛋白、蛋黃分明的雞蛋;第2篇論文宣稱，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)觀點。通過討論和推理，學(xué)生對于卵生、胎生兩種動物的繁殖方式，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)知識與課外時事的交互作用下，學(xué)生表示堅決反對披著科學(xué)外衣、違背科學(xué)原理的一切言行，樹立關(guān)注科學(xué)熱點、遵循科學(xué)規(guī)律、尊重客觀證據(jù)、嚴密邏輯推理的科學(xué)態(tài)度。

二、儲備豐富的科學(xué)知識

科學(xué)知識是PISA科學(xué)素養(yǎng)測評體系的基礎(chǔ)支撐，如果缺乏足夠的、豐富的科學(xué)知識儲備，青少年學(xué)生科學(xué)能力的培育將成為無源之水?？茖W(xué)知識學(xué)習(xí)、科學(xué)認知發(fā)展、科學(xué)能力培養(yǎng)，不是一蹴而就的，而是個循序漸進的過程。《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準（2017版）》從內(nèi)容性知識的角度，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個領(lǐng)域的科學(xué)知識，并在1-2、3-4、5-6不同年級段細化了具體的、有梯次的目標任務(wù)。除了課程標準所提的內(nèi)容性科學(xué)知識，PISA測評體系又提出了認識性、程序性兩類科學(xué)知識，從邏輯起點、生產(chǎn)過程的另兩個角度明晰了科學(xué)知識的分類。

在教學(xué)蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級第11冊第2單元“物質(zhì)在變化”這一章節(jié)時，科學(xué)教師一方面可以采取實驗演示的辦法，引領(lǐng)學(xué)生觀察物質(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、游離碳的實驗結(jié)論，并補充小麥磨成面粉、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、觸類旁通，進一步充實物質(zhì)科學(xué)知識的庫存總量。

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)測評體系的核心指標，主要包括解釋科學(xué)現(xiàn)象、開展科學(xué)探究活動、評估科學(xué)證據(jù)與數(shù)據(jù)三個方面的能力。據(jù)2015年、2018年兩個輪次的PISA 測評結(jié)果顯示，在OECD亞太經(jīng)合組織成員國、成員地區(qū)的參測學(xué)生中，僅有13%的學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)達到優(yōu)異的水平，有20%的學(xué)生低于合格的底線。可見，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)課程標準（2017版）》更是將科學(xué)能力，整合到“科學(xué)探究目標”當(dāng)中。在設(shè)計科學(xué)探究活動時，教師既要充分考慮探究問題的難易程度和學(xué)生對相關(guān)知識的掌握程度，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)五年級第9冊第3單元“電和磁”這一章節(jié)時，科學(xué)教師首先發(fā)放實驗材料，布置學(xué)生組裝四年級學(xué)過的小燈泡簡單電路，復(fù)習(xí)閉合電路環(huán)境下的電流特點。接著讓學(xué)生動手操作，推演通電導(dǎo)線讓指南針出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的幾種情形，感知加強電流、加多線圈讓偏轉(zhuǎn)角度有所增大。在操作過程中，針對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驗現(xiàn)象，組織學(xué)生匯報交流實驗的成敗得失，說明即觸即放、控制時長的必要性。最后，再把電流產(chǎn)生磁性的實驗結(jié)論運用到新一輪的探究活動之中。由學(xué)生將新的電池換成廢舊電池，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，無形中將小燈泡的閉合電路轉(zhuǎn)換為檢測電流大小、判斷電池有無電量的儀器。在整個探究過程中，學(xué)生經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題、作出假設(shè)、尋找證據(jù)、討論交流、得出結(jié)論、反思評價等環(huán)節(jié)，在解釋科學(xué)現(xiàn)象、開展科學(xué)探究活動、評估科學(xué)證據(jù)與數(shù)據(jù)三個方面獲得了不同程度的發(fā)展。

四、創(chuàng)設(shè)真實的科學(xué)情境

PISA科學(xué)素養(yǎng)測評體系中的科學(xué)情境，涉及個體化情境、區(qū)域化情境和全球化情境共三類應(yīng)用空間。離開真實而具體的科學(xué)情境，科學(xué)態(tài)度、科學(xué)認知與科學(xué)能力的轉(zhuǎn)化應(yīng)用將失去“用武之地”。PISA測評體系，考查的重點不在于科學(xué)態(tài)度、科學(xué)認知與科學(xué)能力方面的復(fù)述、演示和實驗，而在于現(xiàn)實生產(chǎn)生活中科學(xué)態(tài)度、科學(xué)認知和科學(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)解決問題的真實情境，給予學(xué)生綜合運用科學(xué)認知、磨礪科學(xué)能力的更多機會，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)四年級第7冊第5單元“假設(shè)與搜集證據(jù)”這一章節(jié)時，科學(xué)教師以“鳥類的遷徙”為話題布置學(xué)生開展科學(xué)微調(diào)研、撰寫科學(xué)小論文。鳥類遷徙是在國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)計任務(wù)清單，組建研討小組，發(fā)揮想象進行大膽的假設(shè)，又基于事實進行小心的求證。通過觀察記錄、搜集資料、瀏覽網(wǎng)絡(luò)、觀看專題影視、訪談鳥類專家等科學(xué)研究的過程，讓學(xué)生全面、辯證地看待問題，嚴謹、完整地采信可靠證據(jù)有了更加深刻的切身體會。在小論文中，學(xué)生闡述了氣候變化和食物短缺是鳥類遷徙的主要因由，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條候鳥遷徙的路線，且我國候鳥以“東亞—澳大利亞”這一條路線為主，論證了結(jié)伴飛行、定點休養(yǎng)、把控節(jié)奏、合理作息等遷徙成功的要素，并提出了動態(tài)監(jiān)測不同鳥類的分布區(qū)域，選取候鳥落腳海島設(shè)立保護區(qū)等好的建議。通過“鳥類的遷徙”這樣真實的科學(xué)情境和項目化任務(wù)，學(xué)生不知不覺中培養(yǎng)了科學(xué)頭腦，增強了在具體情境中解決現(xiàn)實問題、解釋自然現(xiàn)象的科學(xué)素養(yǎng)。

PISA國際學(xué)生素養(yǎng)評價項目還將繼續(xù)，PISA科學(xué)測評體系隨之也將不斷完善。因此，應(yīng)用PISA測評體系，指導(dǎo)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培育工作是一項常議常新的話題，需要基層科學(xué)教育工作者執(zhí)著探索、智慧實踐，精心培養(yǎng)具有現(xiàn)代化科學(xué)素養(yǎng)的有用人才。

參考文獻：

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（責(zé)任編輯：呂研）