PISA2025科学素养测评框架

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教育部等十八部门《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》一文对科学素养与评价设计均提出了明确要求。许多教师、教育管理者也都在思考：未来人才需要具备哪些科学素养？如何构建未来公民的科学素养？2023年6月15日，经济合作与发展组织（OECD）发布了PISA2025科学素养测评框架，将为科学教育提供指南针与脚手架。

国际学生评估项目（PISA）是一项为期三年的国际调查，旨在通过测试15岁学生来评估教育体系，其中包含了科学、阅读、数学、问题解决等方面，为基础教育的结果进行了前瞻性评估，为一些国家的教育改革提供了动力。受新冠肺炎疫情影响，原定于2021年实施的PISA测评延后至2022年进行。相应地，以科学素养为主要测评领域的2024年测评延后至2025年，预计将有来自全球90个国家和地区参与测试，我国将参与该轮测试。“PISA之父”OECD教育与技能司司长安德烈亚斯·施莱歇尔（Andreas Schleicher）表示，测评将关注学生是否具有“像科学家一样思考”的能力，是否能够应用复杂的科学思想、概念解决真实生活中的问题。

直播截图：OECD教育与技能司司长安德烈亚斯·施莱歇尔在PISA2025科学素养框架发布的有关线上研讨会发言

一、测评框架的改变

2015 年、2018 年、2022 年 PISA 科学素养测评框架一直沿用的是如下图所示的框架，突出了在一定情境下学生科学知识、能力、态度的体现：

2025年版的科学素养测评框架将科学素养的维度划分为：科学能力、科学知识与科学身份。

框架文件截图：PISA科学素养评估框架图

（一）科学知识科学知识维度的更新强调了科学的跨学科属性，重视科学知识在社会生活中的应用。该部分具体包括：❖科学知识的发展及其滥用❖信息学❖社会环境系统和可持续性上一版框架是按知识的属性来划分：学科内容知识、程序性知识、认识论知识。但学生所需的科学知识应重组和更新，以更好地应对未来的挑战。因此，2025版测评框架中引入了以上三个新知识领域。“科学知识的发展及其滥用”期望让学生更好了解知识是如何发展的，帮助他们避免知识的误用。在信息爆炸的时代，一些“科学知识”及其衍生观点是不可靠的，学生需要成为科学知识的“批判性使用者”。作为批判性使用者，学生应该了解科学所代表的人类智识成就（如相对论、量子力学、分子遗传学），也能认识科学发展历程中错误或有缺陷的理论，如地心说、热质说、以太理论等，即学生需要在历史或当代背景下理解科学、探究科学，了解科学知识的发展过程、社会实践和评议标准，知道如何建构可靠的科学知识；此领域另一个重要问题是科学知识的市场化。科学知识的市场化有可能促进科技创新，但也可能阻碍公众获取知识，甚至会阻碍科学知识的再生产。因此，有必要让学生了解社会因素如何影响科学知识的传播和应用。“信息学”研究自然和计算系统中的数据、结构和行为。信息科技的快速发展不仅改变了社会经济结构和生产方式，也加快了全球范围内的知识更新和技能创造。数字信息素养包括信息意识、计算思维、数字化生活与创新和信息社会责任等核心要素。具备数字信息素养的学生将能在基本层面上理解人工智能概念和计算系统，以便根据提供给他们的信息采取行动并做出决策。在研究、解释和使用数据方面的流畅性以及执行自动处理的数字系统的结构和行为，将为学生在未来日益数字化世界中的发展奠定基础，并将支持学生理解、使用、参与、影响和促进一个公平、公正、安全的数字社会的发展。“社会环境系统和可持续性”是综合知识领域，旨在支持学生解决与社会生活紧密相关的复杂问题。在定义知识领域时，不能只关注科学事实的内部组织，还应更关注人、人的需求以及人与物质世界的互动。因为科学技术的产生、发展与应用处于综合经济发展、社会生活和伦理规范的复杂环境中，而且，人是环境中与各系统持续互动的主体。解决现实世界的问题需要跨学科的方法，还需帮助青少年理解并寻求科学与其自身生活的共鸣。（二）科学能力科学能力维度的更新侧重满足复杂社会性科学议题的决策需求。该部分具体包括：❖利用科学知识进行决策与行动（新增）❖运用概率思维（新增）❖评估和设计科学探究❖科学地诠释数据和证据新增的“利用科学知识进行决策和行动”旨在测评学生运用科学知识创造性解决问题的能力。学生需要思考导致特定事件的不同机制，以及这些事件在多大程度上是由科学、社会、经济层面造成的；新增的“运用概率思维”主要指利用数学逻辑工具估计特定结果的可能性。运用概率思维，能帮助我们在每时每刻都由复杂因素影响且动态变化的世界里，估计出最可能的结果，从而提高决策能力。原有的两个部分的内涵也得以进一步补充和完善：“评估和设计科学调查”能力中新增了“理解复杂系统中的设计”和“研究和评估信息”两项能力。其中前者主要是指认识到复杂系统具有层次性和交互性，在复杂系统中，系统的聚合性质无法从孤立的组件中预测，而是需通过分析多个组件之间的相互作用来实现；后者则要求学生能够通过识别不可靠的信息源，以批判性的方式评估搜索过程和结果。“科学地诠释数据和证据”的能力一直是 PISA科学测评的重点之一，要求学生具备基本量化分析能力，能研究各类数据集并以标准形式（如直方图、茎叶图等）生成有意义的数据表征。该能力维度要求学生了解“基于科学假设的检索”与“寻找基本模式的观察”这两类科学实践活动的区别，以明晰自己正在进行的科学实践活动以及所收集数据的目标与价值。其次，对数据在数量级层面进行估算，以迅速判断结果是否符合常识。此外，在研究大型数据集时，警惕大数据中的虚假相关。掌握这些数据评估和分析技能，有助于培养学生基于数据进行决策与行动的意识和能力。（三）科学身份认同该部分是本轮评估的新增维度，具体包括：❖科学资本❖科学批判的能力❖包容的科学经验和实践❖伦理和价值观

框架文件截图：科学身份维度评估具体因素

在科学教育中，常用“科学身份认同”一词来描述“我们认为须成为什么样的人才能参与科学”，它分析学生的自我认知并反思为什么学生有意识或无意识地选择参与或不参与科学。科学身份认同决定着学生参与科学的程度，是影响科学知识习得和科学能力发展的关键因素。此外，身份认同与社会公平紧密相连，是实现公平科学文化的关键因素。科学教育的目标是使所有学生都能感受到自身与科学的联系，成为科学的使用者和生产者。科学身份认同主要包括学生感受到与科学的联系，感受科学是“对我来说”，认为科学对日常生活有益，体验科学对差异的包容，并用科学应对社会不平等所带来的挑战。其包括四个子维度（见下表）：

以“科学资本”为例，“科学资本”起源于法国社会学家布迪厄的社会资本理论，他将资本分为四种基本类型：经济资本、社会资本、文化资本和象征资本。随着科技的迅猛发展，科学技术根本性的进步提高了其在社会中的相对重要性，并影响了文化生活和实践的所有领域，文化资本的内涵发生了较大的变化，衍生出“科学资本”的概念。

“科学资本”是指一个人的科学相关资源，包括他们的科学态度、科学理解、科学能力、科学认同、科学行为和社会交往。科学资本并不是孤立形式的资本，而是一种用于整理与科学相关的各种类型的经济、社会和文化资本的手段，特别是那些能为个人或团体提供使用或交换价值以支持和增强其获得、参与或分享科学的潜力。PISA2025科学素养测评框架期望学生发展的科学资本要素包括： 认为科学“适合我”（如认为科学对其当前和未来的生活是相关、有意义和有用的）；在对科学的认同方面得到他人（如教师、监护人员）的充分认可、鼓励和支持；理解科学知识和能力在未来生活和工作中的延展性和可迁移性；在课堂之外的生活中参与科学，应用科学实现个人发展与社会利益；拥有与科学相关的社会资本（如融入与科学相关的社会网络、认识科学专业人士）。

二、测评框架变化的启示

理想的科学教育要能帮助学生应对未来不可预见的挑战。因此，面向未来的科学教育不应止步于现有的成果，而需随着科学教育目标的发展，将工作重点转移到面向未来的高阶认知能力和促进社会公平的科学参与。

（一）科学教学重心的调整当前的科学教育过于强调掌握学科知识以应对标准化考试，而对更高层次的认知技能和更广泛的科学素养重视不足，学生无法对未来世界做好充分准备。科学教育应发展学生的高阶认知能力，包括提出科学探究或技术革新问题、在真实情境中解决问题、基于科学证据解释交流、批判性思维和创造力等。科学教育还需要注重科学资本对社会公正的影响，通过提升科学实践机会，扩大科学参与，促进不平等的消弭。有鉴于此，科学教育工作可以在这些方面作出变化：❖更新课程内容，降低过于宽泛的知识内容识记和与真实世界脱节的技能训练，根据跨学科概念整合课程内容，聚焦核心概念和关键能力，规划进阶式的深度学习。❖改变教学方式，在保证现有教学质量的基础上，运用项目式教学、组织深度科学实践，促进高阶认知能力的提升；提供跨学科课程学习机会，馆校结合（科技场馆与学校）开展正式与非正式科学教育，扩大科学参与，了解职业前景，提升对科技事业的了解。❖更多地关注科技创新和相关的社会变革，包括环境变化（如气候紧急情况）、技术变化（如人工智能的发展）等，培养基于科学学习成果改善世界的决心和行动力。（二）重视科学资本对学生发展的价值科学资本将显著影响着学生15岁以后的科学志向和发展。它也被发现与对工程、数学和技术的态度和抱负有关。适当的科学教学可以支持和发展学生的科学资本，并发挥科学资本的价值：❖科学教育工作需要在原有的教学实践基础上，拓宽科学学习范围，重视一切与科学相关的事物、经历、体验和活动，挖掘其中促进科学学习的元素，并消除“科学只适合特定类型学生”的刻板印象。❖注重个性化与本土化，帮助学生建立科学与日常生活的联系，提高参与科学事业的兴趣。❖使用开放性问题引发学生思考，评估学生的回答并肯定他们的知识是有分享价值的，然后将学生的回答与科学课堂建立起联系。—END—

文章来源|中国教育干部网络学院（如果分享内容侵犯您的版权或者非授权发布，请联系我们及时删除。）