摘要：《PISA 2025科学素养评估框架》详细讨论了其希望在科学教育中实现的科学素养维度。第一是科学能力，第二是科学知识，第三是科学认同。这三个维度相互支撑。它们相辅相成，并融入学习者的整体科学素养中。 《PISA 2025科学素养评估框架》呈现出三大特点：基于认知需求理解评估框架、基于素养结构分配目标权重、基于报告量表呈现评估结果。通过对这份文件的解读和梳理，我们展望了我国科学教育的发展趋势。一是用大概念统一科学素养框架，二是重视科学教育评价证据的收集，三是为可预见的未来世界做好准备。

关键词：PISA；科学素养；科学教育；评估框架

经济发展和全球化步伐的加快呼唤创新科技人才的培养，与之相伴的教育评价国际化趋势受到广泛关注。经济合作与发展组织（OECD）于2000年首次推出国际学生评估计划（PISA），以15岁为基础教育结束的代表节点，主要评估关于阅读、 2025年PISA评估将重点评估参与国家（地区）15岁中学生的数学和科学素养。在此背景下，OECD于2023年发布了《PISA 2025科学素养评估框架》。当前，我们不仅要看到我国中小学科学教育的整体进步和成就，更要理性反思补齐中小学科学教育实践短板，推动教育、科技、人才一体化高质量发展。本研究解读《PISA 2025科学素养评估框架》（以下简称“PISA2025”），以帮助我国部署高质量的科学教育发展体系。

一、《PISA 2025科学素养评估框架》的背景

受COVID-19疫情影响，原定于2021年实施的PISA评估被推迟至2022年。相应地，2024年以科学素养为主要评估领域的评估也被推迟至2025年，形成了“十年协议”。 ”这与上一轮 PISA 科学素养评估（2015 年）相呼应。这次“轮换”也进一步聚焦了国际上对科学教育发展的关注。网络信息全球化的发展，模糊了科学信息与虚假信息的界限，科学教育更加注重发展“科学信息的研究、评价和利用以及决策和行动”。 PISA评估强调对创新思维的测试。 21 世纪的许多挑战需要基于科学思维和科学发现的创新解决方案。在COVID-19疫情中大放异彩的mRNA疫苗及其治疗癌症等其他疾病的潜力就是一个有力的例子。

与此同时，随着全球人口超过70亿，不断增长的人口与有限的自然资源之间的矛盾日益突出。再加上人为引发的气候变化和环境破坏带来的其他挑战，人类正面临着前所未有的危机。这就要求年轻人能够基于科学技术以及其他学科和知识体系来理解环境问题并采取行动。因此，PISA 2025强调环境素养评估，尤其是对环境责任的强调。

（一）应对环境挑战的需要

由于人类的不同决定和行动，未来是不确定的。研究表明，地球一半以上的陆地表面已被人类活动改造，一半以上的淡水资源已被人类开发利用。人类活动严重影响着地球系统的生物和地球化学过程以及能量和物质循环。人类对自然的改造达到了前所未有的广度、深度和强度，人类活动对个人、局部和全球系统的各个方面都产生了不可忽视的影响。为了应对气候变化和人类造成的环境挑战，PISA 2025希望通过科学教育培养学生科学的生态观，让学生科学地看待人类与环境的相互作用，并迅速采取实际行动来判断决策以及他们所做的行动。合理吗？这要求学生运用创造性和系统思维来设计社会生态问题的解决方案，并评估其对自己、他人和子孙后代的影响。

（二）科学教育质量评价的必要性

随着全球化趋势日益明显，需要设计一个能够衡量世界各国科学教育质量的评价方案，PISA 2025由此诞生。 PISA 2025认为，评价各国科学教育质量时需要关注以下三点。一是科学教育目标定位。由于大多数学生在接受科学教育后不会成为科学家，因此只有少数学生会在科学领域取得长足进步。科学教育目标的确定需要合理平衡两个群体的需求。因此，科学相关课程的重点不是教育个人成为下一代科学家。 ，而是培养为明天世界做好准备的合格公民。二是确定科学教育质量考核的主要内容。 PISA 2025认为，15岁中学生科学教育的成果主要体现在学生的科学素养上。为了更准确地衡量科学素养不同方面的发展情况，PISA 2025将科学素养分为三个维度：科学能力、科学知识和科学认同。这三个维度与考核背景相结合，共同体现科学教育的成就。第三个维度体现在评估上。注重人文关怀和伦理正义。科学教育不是纯粹的理性主义。科学素养评估还应注重学生系统思维、批判性思维和创造性思维的发展，从而增加学生的科学信心，使他们相信自己能够找到解决问题的未来办法。为可预见的未来世界做好准备。总体而言，PISA 2025力求在科学教育质量评价中推动科学教育，在科学教育中回归科学本质。

二、《PISA 2025科学素养评估框架》内容

科学素养是科学教育的核心内涵，是科学评价的主要依据。 《科学通识教育》一书于1952年首次将科学素养作为教育术语。此后，一些学者致力于分析不同时代科学素养的具体表现。 PISA评估基于个人、本地、全球等相关问题的背景审查，将科学素养分为科学能力、科学知识和科学认同三个维度，共同融入学习者的整体科学素养。

(1)维度一：科学能力

PISA 2025认为能力意味着行动，强调科学知识在日常生活中的应用。接受科学教育的学生应该能够参与有关科学技术和可持续发展的理性讨论，这需要具备以下三种具体能力。一是能够科学地解释现象。它不仅需要学习者回忆陈述性知识，还需要对科学探究中的程序性知识有更深入的理解，以理解知识是如何产生的，并评价个体知识在解释现象过程中的作用。值得注意的是，PISA 2025指出，当对现象的解释本质上是启发式或预测性时，学习者需要相应地扩展他们的推理技能，例如解释气候变化、水污染、塑料及其对生态系统的影响。学习者在学习时需要根据理论模型完成逻辑推理过程。二是能够构建和评价科学探究设计，批判性地解释科学数据和证据，主要体现在设计科学实验、收集实验数据、解释实验数据、评价自己的实验设计等方面。在这个过程中，科学解释现象的能力也会同时得到发展。第三是能够研究、评估和使用科学信息来制定决策和行动。学习者依靠可靠来源的科学信息来决定行动方向，使决策结果有益于自己、他人和子孙后代。这三种科学能力及其具体内容如表1所示。

(2)维度2：科学知识

PISA 2025认为科学能力的发展取决于科学知识的储备。科学知识包括学科内容知识、程序性知识和认知性知识。内容知识是指关于自然世界的事实、概念、想法和理论，例如植物如何利用光、水和二氧化碳来合成复杂的分子；程序性知识是指科学家用来获取可靠和有效数据的标准。程序和实践的知识，需要科学实验和对科学数据和证据的严格审查，例如在重复测量实验中。了解减少错误的原则；认识论知识是指建构科学知识过程中所需的知识。它包括四个核心要素，一是关于模型在科学中的作用的知识，二是关于数据和证据在科学中的作用的知识。第三个是关于科学推理本质的知识，第四个是关于科学家之间在科学探究中合作的知识，例如能够解释同行评审的作用。

PISA 2025提到，在选择科学知识时证据调查概念，也要注意避免被“伪科学”所迷惑。这种“伪科学”不同于科学探究过程中的一般错误。它被不同的利益、立场、偏见等所扭曲，与我们追求的科学本质相悖。尤其是数字媒体广泛应用的今天，不同的知识很难区分。消息来源的可信度尤为重要。 PISA 2025 还强调科学研究过程的协作和相互支持的性质。研究人员对科学观点和结果进行批判性审查，找出不足、取长补短，在追求科学共识中推动科学进步。三类科学知识及其具体内容如表2所示。

(3) 维度三：科学认同

PISA 2025增加了科学认同的新维度，即学习者对科学与自身联系的认同感，即学习者对科学的主动性、态度和价值观。可见，科学同一性是非认知性的，是一系列复杂结构的组合。 PISA 2025对科学识别要素的评估大致分为以下三个方面。首先是科学资本和认识论信仰。科学资本是一个社会学概念，指与科学相关的文化和社会资本。科学资本使学习者将自己视为社会上具有科学头脑的人，并在现实生活中批判性地评估和应用科学。另一方面，认识论信仰是指对科学和科学探究价值的认可。二是态度和人格，体现为与科学相关的自我意识、从科学中获得的自我效能、对科学的享受、应用科学技术的动力。在科学教育中培养适当的态度和人格广州哪里有正规的调查公司，直接关系到学习者对当前科学学习的兴趣、未来继续接受科学教育乃至终身科学教育的意愿以及与科学相关的职业选择。三是环保意识、关注度和主动性。鉴于人类面临气候变化和生物多样性丧失等环境问题，年轻一代在多大程度上同意科学是解决这些问题的核心，在多大程度上同意他们应该在个人、地方采取行动和全球层面采取行动解决这些环境问题。一般来说，科学认同维度注重学习者的非理性情感和全面参与，强调科学精神的内化，为学习者建构科学知识、发展科学能力提供心理基础。这三个科学特性及其具体内容如表3所示。

三、《PISA 2025科学素养评估框架》的特点

(1) 了解基于认知需求的评估框架

PISA 2025 评估框架的主要特点之一是将认知需求水平引入评估中。认知需求是指个体基于知识类型解决科学问题所需的心理运算类型。认知需求水平的引入表明PISA评估注重知识的深度。例如，某个测试项目的难度可能会因为所测试的知识不太为人所知而增加，但其认知需求仍停留在知识回忆的水平。相反，如果一个测试项目的认知需求是学习者必须在多种类型的知识之间建立联系，即使学习者能够轻松回忆起所涉及的知识，该测试项目可能仍然非常困难，因此PISA评估需要全面考虑知识的范围、复杂性以及与认知需求的整合。 PISA 2025将认知需求水平分为低、中、高三个级别。低级认知需求是指进行简单心理操作的能力，例如回忆或使用某个术语、概念或原理，在图表中定位单个信息点，按照一定标准进行排序等；中级认知需求是指运用学科内容知识、程序性知识和认知知识来描述或解释现象。它通常涉及两个或多个心智操作步骤，或者在熟悉的知识中，通过心智操作将两块知识连接起来广州哪里有正规的侦探社，比如使用数据集来解决问题，或者使用标准程序来解释熟悉的知识；高层次的认知需求是指分析复杂数据和评估科学证据的能力，解释知识是如何产生的，例如制定科学计划来调查和应对问题，或者使用复杂的抽象概念来批评不完美的想法。

(2)根据读写能力结构分配目标权重

无论是纸质评估还是计算机评估，PISA评估的核心是15岁中学生所具备的科学素养证据调查概念，即上文提到的科学能力、科学知识和科学认同三个维度。其中，科学认同维度侧重于学生的非理性情绪和综合参与，其目标水平尚未量化。科学能力和科学知识维度分别对不同的能力和知识类型赋予不同的目标权重。在评估科学知识维度时分为物理学、生物学和地球与空间系统，体现了PISA 2025对科学本质的理解。尽管具体项目的目标权重分布存在一定范围的变化，但PISA 2025采用聚合权重分布的方式避免评估项目之间分数差距过大，保证评估的科学性。

（三）按照报告等级列示评价结果

评价结果的呈现形式也在一定程度上影响着人们对评价结果的解读。 PISA 2025延续了制定学生成绩水平描述性量表的传统，并将评估结果以反映成绩整体变化趋势的报告形式呈现。报告根据学生的评估分数将学生的科学素质分为八个等级。 PISA 2025 最近添加了“1e”级别来描述最低级别的学生。表4详细解释了每个级别及其代表性描述。

四、对我国科学教育发展的启示

我国在2015年上一轮PISA科学素养评估中取得优异成绩，这无疑是对我国科学教育阶段性成果的肯定。但同时也有不少学者指出，区域资源配置、校本科学教育、教育成本、伦理关切等问题仍需关注，我国科学教育任重而道远。 。我们要把从《PISA 2025科学素养评估框架》中汲取的“养分”转移到我们学生核心素养培育的“大树”上，让科学教育在祖国大地上蓬勃发展。

（一）用大概念统一科学素养框架

大科学思想是基于科学事实，但同时又超越科学事实，用语言抽象表达科学方法、科学思想和科学概念的概念性理解。有利于打破科学教育学科界限。学科内部的碎片化和碎片化状态。对于科学大概念，我们需要以它为脚手架，在科学教育中寻求科学、有序、宽松的结构组织方法，并以此为基础，发散性地培养学生的科学素养。用大概念统一科学素养框架，一要坚持科学哲学，用正确的科学哲学观指导科学教育；其次，要把大概念的逻辑内化到课程和教学中，比如用大概念作为教材。线索，遵循大概念之间的逻辑设计大序元教学，在新手教师培训中试点以大概念为核心的培养模式；三是要从国际视野关注科学教育核心大理念的变化，遵循我国自身的科学教育发展道路，对比全球科学大理念的变化趋势，补齐短板。在教育方面。值得注意的是，构建以大观念治理的我国中小学生科学素养框架，必然导致教育评价形式的变化。要及时制定或优化具体评价方案，让大概念的影响落到实处。

（二）注重科学教育评价证据的收集

重视科学教育评价的证据收集，实际上就是重视评价模型的元评价。任何评价模型都有其自身的局限性，有时甚至会导致评价体系的有效性降低、评价结果出现较大偏差。为了更加全面、客观地评价我国的科学教育水平，首先可以组织研究团队，独立制定有力的教育评价方案，收集来源可靠、数量丰富、内涵明确的评价证据，从多个角度解读评估证据。增强自评的客观性和全面性；其次，要积极参与推动全球教育治理重构，呼吁根据各国教育特点实施差异化、本土化教育。本土化的国际教育评估超越单一的表现形式，用更加多元化的形式来解释评估数据和呈现评估结果，实现实质和内容的国际公平：第三，要让评估证据本身及其指导的评估结果得到反馈。立足科学教育发展和学生科学素养，为我国中小学科学教育各环节提供有依据的优化建议，多主体共同参与，打造良性循环的教育生态。同时，重视科学教育评价证据的收集也在一定程度上体现了对过程评价的重视，有利于学生成长心态的培养和能力成长观的塑造，使学生能够在科学教育过程中产生情感体验和探索。体验得到了教育工作者的充分重视，使得科学教育过程充满人文关怀，这与PISA 2025所倡导的科学身份素养不谋而合。

(3)为可预见的未来世界做好准备

科学教育必须为可预见的未来世界做好准备。可预见的未来是指根据当前的历史背景和技术水平可以推断出的受人类影响的时间区间。我们应该以未来教育的视角和紧跟新时代发展的教育思维来全面审视PISA评估结果。例如证据调查概念，在此前的PISA评估中，我国在阅读、数学、科学三个方面排名第一。然而，在以学习时间为横轴、阅读素养为纵轴构建的坐标系中，中国学生排名第一。在取得高分的同时，他们也花费了大量的学习时间。虽然新加坡的阅读成绩略低于我国，但学生的学习时间却比我国学生少很多。最有代表性的是芬兰，其学习时间极少，但阅读成绩却名列前茅。从未来教育的角度来看，我们首先要明确在可预见的未来世界是否需要阅读素养。在此基础上，我们再追问在可预见的未来世界需要多少阅读素养以及内在的要求是什么，并进一步分析各国之间的差异。差距是什么，从而讨论现在和未来应该采取什么措施来应对这一需求。同样，我们也应该分析可预见的未来世界对学生的科学素养有何要求，如何使当前的科学教育更加符合未来世界，重点培养学生的创造性思维、创新能力、和系统的思考。 、生态意识、科学态度等，让科学教育在未来的世界回归到更高的形式。

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