全球15岁学生科学素质排出“座次”

　　近日，经济合作与发展组织（OECD）公布了“国际学生评价项目”（简称PISA项目）2006年的调查结果。该项目旨在评价义务教育阶段末期学生“如何为生活做准备，以迎接知识社会的挑战”。

　　2006年共有40万学生被随机抽取参加各项测试，代表着57个国家和地区的2000多万15岁在校学生。科学素质是本期调查的重点。

　　什么是科学素质

　　国际学生评价项目是一种常模参照测试，也是前瞻性评价，侧重于评价学生运用知识的能力。2006年项目评价框架给出的“科学素质”定义是：个人具有科学知识，能运用这些知识提出问题、获取新知识、解释科学现象、作出与科学问题有关的以证据为基础的结论；了解科学的特征；具有科学意识，了解科学技术对形成物质、知识和文化环境所起的作用；愿意参与探索科学问题，崇尚科学思想，做会思考的公民。

　　2006年国际学生评价项目科学素质调查有4个评价维度：

　　科学情境。国际学生评价项目中，所有的科学问题均置于各种与科学和技术有关的生活情境之中，即健康、自然资源、环境质量、自然灾害及科学和技术的前沿领域。这些情境与三个主要背景有关：个人、社会和全球。

　　科学知识。科学知识包括自然世界的知识，如物质系统、生命系统、地球和空间系统、技术系统等，也包括有关科学的知识，如科学探究和科学解释。

　　科学能力。包括识别科学问题、科学地解释现象和运用科学证据。

　　科学态度。是指学生具有科学兴趣，支持科学探究，有资源和环境责任感。

　　科学素质怎样考查

　　2006年国际学生评价项目主试共有13册试卷，每个学生被随机分配给一册测试卷，测试时间为2小时。多项选择题、判断题、开放题各占1/3。

　　2006年国际学生评价项目将学生的科学素质按平均分为500分、标准差为100分的科学表现量表从高到低分为六级水平，第六级为最高级。

　　测试题基本上是一题多问，从不同角度考查学生相应学科的能力，依据问题的难度区分学生的能力水平。如一道有关“温室效应”文字和图表题，前面一段文字说明太阳辐射对地球的影响，两张图表是1860年到1990年间二氧化碳排放量和地球平均温度的曲线变化图。该题第五问是，“有人认为地球平均温度上升是由二氧化碳排放量增加引起的，有人认为影响温室效应的还有其他因素，请举出其中一个因素”。命题立意是要学生根据曲线图中地球温度上升和二氧化碳排放量增加在部分时期不同步的事实，说出太阳热能也影响地球温度，主要考查学生提出科学问题和科学地解释现象的能力，属于第六级水平。达到这一水平的学生能运用科学知识，开展讨论，支持有关个人、社会经济和全球发展的建议和决策。

　　该题的第四问是，“珍妮比较了两个图表，认为有些部分的变化曲线不支持安德烈的结论，请举例说出图表中哪些地方不支持安德烈的结论”。本题主要考查学生运用科学证据的能力，要求能从总体趋势具有正相关的两张图表中找出曲线变化的不同部分。本题满分属于第五级水平，即能辨别复杂生活情境中的科学成分，把科学概念和有关科学的知识运用到这些情境中，能比较、选择和评价有关的科学证据，以回应生活情境。

　　如果类似问题只找出了不同部分，但没有加以解释，属于第四级水平，即学生能有效地对待情境，解决包含外在现象的、需要学生对科学或技术的作用进行推断的问题，能从各种科学或技术学科选择和整合解释，把这些解释直接与生活情境的各方面相联系。

　　“温室效应”一题中还有一问，“为什么说曲线图能支持‘二氧化碳排放量增加引起地球平均温度上升’的结论”？该题主要考查学生解释和运用以图表形式呈现科学证据的能力，推论并得出“地球平均温度和二氧化碳排放量在某一时间段同时上升”的结论。回答出这样的问题，学生就达到了第三级水平，即能明确地认识各种背景中的科学问题，能选择事实和知识解释现象，运用简单模型或探究策略。

　　第二级水平是基线科学能力，要求学生具有一定的科学知识，在熟悉的情境中给出解释或基于简单的调查得出结论，能直接推理，对科学探究的结果或技术问题解决作出文字解释。例如一道关于“美国大峡谷”的多项选择题，“在大峡谷石灰石A层有许多海洋动物的化石，比如蛤、鱼类和珊瑚等，在数百万年前发生了什么，那里为什么会有这种化石”，共有4个选项，考查学生科学地解释现象的能力，学生需要回忆化石在水中形成，当海水退去时，早期沉积的有机体化石显露出来的事实。

　　第一级水平是最低水平，处于这一水平的学生科学知识有限，只能把科学知识运用于一些熟悉的情境，他们能对明显的事实做出判断或从已给的证据中得出科学解释。例如，一道有关“锻炼身体”的判断题，题目是“锻炼时肌肉会促使血流量增加吗”，“脂肪会在肌肉里形成吗”？只要判断对错即可，无需解释。

　　各国学生表现如何

　　在2006年国际学生评价项目科学素质总量表上，按照各参加国和地区平均得分高低进行了排名。统计上显著高于经合组织平均分数的有20个国家和地区，分数最高的是芬兰，为563分。东亚地区学生的成就水平引人瞩目，我国的港澳台地区及日本、韩国均在平均水平以上。

　　统计上显著低于平均分数的国家有32个，包括美国、西班牙、挪威、俄罗斯、意大利、葡萄牙、希腊、以色列、智利、保加利亚、土耳其、泰国、罗马尼亚、墨西哥、印度尼西亚、阿根廷、巴西等，得分最低的是吉尔吉斯斯坦，为322分。

　　2006年国际学生评价项目还对学生的科学能力进行了调查和评价，包括识别科学问题的能力、科学地解释现象的能力和运用科学证据的能力。每个单项指标也按一至六级给出评价。

　　识别科学问题的能力主要考查学生是否认识能进行科学调查的问题、会用关键词搜寻科学信息和认识科学调查关键特征等。经合组织成员国有1.3%的学生能执行“识别科学问题”单项量表上第六级水平的任务。

　　科学地解释现象的能力主要考查学生在某一情境运用科学知识的能力，描述或科学地解释现象和预测变化的能力，能识别与科学有关的描述、解释和预测。经合组织国家有1.8%的学生能在此项指标上达到第六级水平。

　　运用科学证据的能力主要考查学生解释科学证据，做出和表述结论的能力，能识别结论背后的假设、证据和推理，能思考科学和技术发展的社会含义。经合组织国家有2.4%的学生在这一项上达到了第六级水平。

　　国际学生评价项目还首次对学生的科学态度进行了调查。93%的学生认为“科学对了解自然世界极为重要”，92%的人说“科学和技术进步通常会改善人们的生活条件”，但只有57%的人认为科学与他们个人是非常相关的。有25%的学生并不同意“科学进步通常会带来社会益处”的说法。绝大部分学生认为自己有学习科学的动机，但仅有一小部分有兴趣从事与科学有关的职业：72%的人表示学好科学很重要，67%的人说他们喜欢学习科学新知识，56%的人说科学对以后的学习非常有用，21%的人愿意一生从事高级科学研究工作。21%的学生经常收看电视科学教育节目，13%经常浏览与科学有关的网站，8%经常借阅科学图书。调查表明，说喜欢学习科学的学生更可能有较高水平的科学表现。

　　在今日高度竞争的全球化经济中，科学教育不仅培养未来的科学家，而且培养公民充分参与社会的能力。经合组织总干事安格尔·古利亚认为，学生科学素质的提高对提升国家明日科技竞争力有着积极的影响。在一个技术含量越来越高的世界，公民不仅要具有阅读素质，而且要有科学素质。现代社会的发展越来越依赖于科技的进步，科学素质对了解现代社会面临的环境、医学、经济和其他问题极为重要。(作者：李建忠 单位：中央教育科学研究所)

　　《中国教育报》2008年1月14日第8版