PISA科学素养评价中的生物学案例和评价方式，本文主要内容关键词为：评价论文,生物学论文,案例论文,方式论文,科学素养论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
国际学生评价项目[1]（简称PISA）是由经济合作及发展组织（简称OECD）策划的，针对30个OECD国家和部分非OECD国家的15岁在校学生的测验项目。自2000年之后，每三年举行一次，2006年是第三次，2009年4月上海首次参加PISA测评。
PISA评价的目的是考查学生迎接未来生活挑战的准备情况，评价领域包括：阅读素养、数学素养及科学素养。考核以纸笔测验的方式，通过评价案例来测评学生在真实的情境中应用阅读、数学和科学素养解决问题的能力，而这些问题是学生在日常生活中可能遇到的。PISA2006第一次把科学素养作为主要的测试领域，不仅对科学素养的定义作了新的加工和扩展，更加强调了学生对科学本质和方法论（有关科学的知识）的理解，以及对科学技术的理解。而且还在评价方法上有了重要的创新，主要的创新在于涵盖了学生对科学议题的态度反映。这些变化对未来的PISA测试都有着指导性的作用。
本文根据PISA2006科学素养评价框架的研究报告，编译部分科学素养的评价案例供参考，希望通过对这些案例的简要分析，增进对PISA科学素养评价方式的了解。
1 PISA科学素养评价简介
1.1 评价目的 PISA对科学素养的定义包含了四个相关方面：
1.1.1 背景 识别隐含科学与技术的生活情境
1.1.2 知识 基于科学知识来理解自然世界，这个科学知识包括自然世界的知识以及科学本身的知识。
1.1.3 能力 展示的能力包括识别科学问题、科学地解释现象，以及基于证据得出结论。
1.1.4 态度 显示出对科学的兴趣，对科学探究的支持，对如自然资源和环境问题采取富有责任感的行动。
与科学素养的定义相一致，PISA对测试题目的要求是：在某一情境中发挥答题者的科学能力，包括应用科学知识，以及反映出答题者对科学问题的态度。
1.2 评价结构 由于PISA题目所涉及的评价要涵盖科学素养的诸多要素，在测试中保持这个平衡很重要。表1是与“科学知识”和“有关科学的知识”两者有关的题目之间应有的平衡。通过分配到各类的总分数百分比来呈现这一平衡。表2给出的是科学能力上所期望达成的平衡。
涉及个人、社会、全球层面的题目情境大概比例是1∶2∶1。大约有60%的单元包含一到两个态度问题，评价的是学生对科学学习的兴趣或他们对科学探究的支持。
1.3 评价量表 PISA中“科学素养”概念提供的是一个从“尚未发展好”到“发展得较好”的科学素养的连续统一体。也就是说，个体被看作科学素养是有高有低的，而不是说有科学素养或没科学素养。因此，为了达到PISA的要求，学生成就量表的开发是很重要的（见表3）。
表3 基于能力的评价量表
2 评价案例简析
在PISA中选取涉及生物科学素养评价的三个案例作简要分析，并从背景、态度、能力和知识以及评分四个方面对PISA科学素养的评价方式加以介绍。
2.1 背景方面 科学素养的一个重要方面就是将科学联系到各种的情境中。在处理科学问题中，方法的选择以及表现通常都是有赖于问题所置的情境。PISA中的评价案例一般都有特定的引导材料作为背景，可以是简短的一段文字，或附有表、图或数据的文本，加上一套独立评分的各种类型的题目。目的是让情境尽可能真实，更有效地反应现实状况的复杂性。例如，案例1提供背景的引导材料是报纸上的一篇文章，应用的领域是社会环境中的“科学与技术前沿”。
案例1：DNA寻找凶手史密夫维尔，昨天：有个人今天在史密夫维尔死于多刀伤。警察说现场有搏斗的痕迹，而且现场发现的犯罪的血型与受害者的血型不匹配。他们认为这是凶手的血迹。
为了帮助找到凶手，警医从血样本中准备好一个DNA。经过与电脑数据库中已有的罪犯DNA比较后，他们发现没有一个是匹配的。据图1，柱形图上每个人的DNA片段是不同的。每个人的柱形图有不同的图案。像指纹，这些图案可以对人做出鉴别。
图1 两个人典型的DNA照片
警察逮捕了一个本地人，别人看见那天早些时候他跟受害者在争吵。警察申请允许采集疑犯DNA样本。
史密夫维尔的警察Sergeant Brown说：“我们需要从脸颊内部作一次无伤害刮片。从刮片中，科学家可以提取DNA，像拍的那个DNA。”
除非是同卵双生子，否则只有十亿分之一的机会才有找到两个人具有相同的DNA。
问题1：这篇报纸上的文章涉及了DNA物质。什么是DNA？
A.细胞膜里的一种物质，可以防止细胞内容外漏
B.一种分子，内含构建身体的结构
C.血液里找到的一种蛋白，是把氧气携带进组织
D.血液中的激素，帮助调节身体细胞中的葡萄糖水平
问题2：下列哪一个问题是科学证据所不能回答的？
A.是什么医学或生理学原因引起受害者的死亡？
B.在受害者受害时，他想的是什么？
C.脸颊刮片对于采集DNA样本是一种安全的方式吗？
D.同卵双生子一定是有相同的DNA吗？
本案例中的问题1是考核学生利用科学知识（类属：“生命系统”）来识别对DNA的合理描述。问题2是要求学生对无法进行科学调查的问题进行确认（科学能力：“识别科学议题”），出题意图主要是对学生有关什么类型的问题可以进行科学调查这方面的知识进行评价（有关科学的知识，分类：“科学探究”）。
2.2 态度方面 PISA主要在三方面评价学生的态度：对科学的兴趣，对科学探究的支持以及对资源和环境的责任感。在大多数测试案例中包含了一个评价学生科学学习兴趣的题目，或一个评价他们对科学探究，或两者兼具的题目。例如，“逮捕凶手”（案例1）中的问题3就是一个典型的态度题。
问题3：对于以下内容，你的兴趣如何？（每行只能选一个）
本题要求学生体现他们在三个任务上的兴趣水平，以评价他们在进一步了解应用科学处理犯罪上的兴趣。在这个例子中采用了单向式反应模式（高兴趣、中度兴趣、低兴趣及没兴趣），而不是惯常的双向式（非常同意、同意、不同意及完全不同意），以减少回答中社会期望所带来的影响。
2.3 能力和知识方面 在科学能力的评价中，PISA所涉的问题是能展现学生科学知识，并且考查学生现在或将来的决策能力。从科学能力视角来看，学生回答这些问题是考察他们对相关科学知识的理解，他们运用和评价信息的能力，他们解释该问题相关证据的能力，以及对问题的科学和技术方面进行识别的能力。认知方面包括学生在进行某些认知过程时，他们的知识以及有效运用这些知识的能力，这些认知过程是与科学以及与个人、社会或与全球有关的，具有科学探究的特征。
在评价能力和科学知识时，PISA通常采用四种类型的题目。大约三分之一的题目是单选题，要求从四个选项中选一个答案，如“逮捕凶手”中的问题1和2（案例1）。另外三分之一要求简答。例如，“疟疾”中的问题（案例3），或复杂一些的单选题。例如，学校饮奶研究中的问题1（案例2），要求学生对一系列“是否”进行作答，这是典型的复杂单选。剩余的三分之一题则是结构开放题。例如，“学校饮奶研究”中的问题2（案例2），要求相对拓展性的书面回答。单选以及简答题可以对三项科学能力（见科学素养定义）中所涵盖的绝大多数认知过程进行有效评价，开放题则评价学生沟通的能力。例如，以下的案例2。
案例2：学校饮奶研究1930年，苏格兰地区的学校开展了一项大规模的研究。由每所学校的校长来挑选，在四个月里，一些学生得到免费的牛奶，一些学生则没有。以下是所发生的情况：（在此项研究前与研究后，对所有的20000名学生的体重进行了测量）。
(1)5000名学生在每个在校日里得到未经加热杀菌的非巴氏奶。
(2)另外有5000名学生获得同样剂量经过加热杀菌的巴氏奶。
(3)1000名学生没有得到牛奶。
问题1：以下的问题作为本次研究的研究问题是否合适？（每个问题后面圈出“是”或“否”）
问题2：平均而言，在研究中有牛奶喝的孩子在身高和体重上都要胜于那些没有牛奶喝的孩子。因此，研究中一个可能的结论就是：学校中喝大量牛奶的孩子比那些没有喝大量牛奶的孩子要生长得快。为了更坚定此项结论，怎样做有关这两组学生的一个假设。
此题所提供的是一个历史背景，并且健康是作为其应用的领域。所提的两个问题都是对学生有关科学的知识进行评价（类属：“科学探究”）。问题1要求学生识别可能的研究目的（能力：“识别科学问题”）。问题2所考察的能力也属于“识别科学问题”（不只是“使用科学证明”），因为最显而易见的假设（三组学生在任何有关方面都不存在显著差异）与研究的设计有关。
2.4 评分方面 在PISA中虽然大多数题目采用二元式计分（也就是非对即错），但是一些复杂的单选题和开放题则采用信用计分，也就是学生回答问题有部分答对就给计分，而不是整个题目。对于每个部分计分的题目，一个详细的计分指示提供了“全部得分”、“部分得分”、“不得分”几种情况。如以下的案例3。
案例3：疟疾每年，因患疟疾，导致一百多万人的死亡。故与疟疾的抗争迫在眉睫。蚊子将疟疾寄生虫在人与人之间传播。携带有疟疾的蚊子对许多杀虫剂都产生了抗体。此外，抵抗疟疾病毒的药品效果也越来越差。疟疾病毒的生命周期如图2：1.疟疾寄生虫通过母蚊的叮咬被传递到某个人体。2.疟疾在人体内繁殖，引起疾病的首要病症。3.疟疾通过另一只蚊子在受感染人体上的叮咬，被传递给这只蚊子。4.寄生虫在蚊子体能可以繁殖，但是蚊子不受影响。
图2 疟疾病毒生命周期的示意图
问题：下面给出防止疟疾传播的三种方法，在疟疾寄生虫的生命周期中，哪一阶段（1、2、3和4）会受到以下各种方法的影响？在每种方法中，圈出相关的阶段（单独一种方法可能影响不止一个阶段）。
本案例中的问题要求学生根据有关蚊子成长周期的证据得出结论。题目主要评价的是：学生能否对生命循环的一种标准展现进行解释（有关科学的知识，类属：“科学解释”）。这是一个部分得分题，它的评分方案为：
3 总结
目前，培养和提高学生科学素养已成为大多数理科教师的共同理念，成为国际理科课程发展的一个共同趋势。2002年我国《全日制义务教育生物课程标准》明确提出“提高学生科学素养”的新理念，把培养学生必备的、可持续发展的科学素养作为生物学教学的基本任务。
在PISA中“科学素养”这个词代表了适用于所有学生的科学教育的目标，意味着科学教育的宽泛、应用性的目的，代表了科学知识和与科学探究有关的认知能力的一种统一体，整合了多个维度，涵盖了科学与技术之间的关系。而科学能力是科学素养的基础，同时也是PISA科学素养评价的目标。
从本文的介绍中，不难看出PISA代表了一种新的评价理念，对科学教育的评价具有指导性的作用。研究PISA，对于我国将要参加的PISA测试和借鉴国外的先进评价经验，通过新的理论探索和评价实践，不断完善和改进国内生物学课程教材评价体系乃至生物学高考命题都有重要的意义，同时也为建立与国际接轨的生物学课程教学的评价标准提供借鉴和启示，为全面提高公民科学素养，促进基础教育课程改革打下坚实的基础。