基于生物学核心素养命题情境设计的国际经验

    闫白洋

    摘要：通过真实情境命题是评价学生生物学核心素养的重要途径之一。文章分析了PISA，NAEP和TIMSS等国际大型教育评价项目中情境的设计方式，为生物学核心素养命题中情境的设计提供参考与借鉴。

    关键词：核心素养；命题；情境设计；国际经验

    目前，国际知名的核心素养框架均高度强调情境在发展学生核心素养中的重要性，强调通过情境设计整合发展学生的核心素养。例如，经济合作与发展组织（OECD）定义核心素养是运用知识、技能和态度满足特定情境中复杂需要的能力；美国对核心素养的定义是如何将知识和技能应用于现代生活情境；欧盟对核心素养的定义是适用于特定情境的知识、技能和态度的综合。因此，让学生经历真实的情境，解决有意义的任务，是发展和评价学生生物学核心素养表现水平的重要途径。国际重要教育测评项目对情境在测评中的价值非常认可，核心素养的测量均把情境作为命题的重要内容，强调通过情境设计整合发展和测评学生的核心素养，如PISA，NAEP和TIMSS测试均注重通过情境测评学生的科学素养。因此，分析国际大型教育评价项目的情境设计方式，可以为基于生物学核心素养命题情境的设计提供参考。

    一、PISA测试中的情境设计及案例

    PISA是由经济合作与发展组织策划的学生基础能力国际研究项目（Programme for International Student Assessment，简称PISA）。PISA评价科学素养的一个核心观点是：评价是基于有教育情境的、有专业情境的问题。评价维度分为科学概念、科学过程技能和科学情境，评价学生在日常生活情境下的科学概念和科学过程技能。PISA评价中的情境设计主要包括科学技术在个人、地区（国家）和全球范围的应用，应用的背景包括健康与疾病、自然资源、环境质量、危害、科学和技术前沿这五个维度。

    例如，健康与疾病情境，科学技术应用于个人的是“保持健康，营养和处理意外事故”，科学技术应用于地区（国家）的是“控制疾病的社会传播、控制人口数量、食物选择等”，科学技术应用于全球的是“流行性传染病及其扩散”。

    PISA测试架构每道试题均有一段背景材料，进而是试题情境。在试题情境下设计若干问题测评学生的科学素养。PISA测试整套测试卷中均是由各种试题情境和问题组成的，没有无情境的问题，也没有无问题的情境。

    例如，“温室效应”试题。试题以大气层保持地球表面温度的方式，以及小德查阅大气层平均温度和地球二氧化碳排放量之间关系的曲线图为情境，让学生根据图中的数据，寻找“温室效应由二氧化碳浓度增加导致的证据。”“小妮认为温室效应不是由二氧化碳浓度增加导致的，帮她找出相关证据。”“影响温室效应除了二氧化碳浓度外，还有什么原因？”等。温室效应情境是属于“全球”领域中的“危害”维度全球气候变化，此情境与学生日常生活密切相关，属于真实的情境，且情境叙述详细，并呈现了小德同学从图书馆查阅的数据资料。根据具体情境设置了3个问题，问题内容均与情境密切相关。问题3中增加了思维碰撞，真实可信，能激发学生答题的兴趣，并有一定的开放性，能实现对学生核心素养的客观测评。

    二、NAEP测试中的情境设计及案例

    美国国家教育进展评价（National Assessment of Educational Progress，简称NAEP）是目前美国国内唯一连续、长期的中小学学业成就测量体系。NAEP将科学课程作为一个综合的评价对象，通过建构科学概念和生活情境的联系，测评学生对自然现象观察与研究，以及利用所学科学概念解决现实生活中真实的问题。基于此，NAEP测评试题的情境与现实生活联系更为紧密，更注重科学课程中综合概念和迁移能力的测评。“运用所学过的科学知识对实际生活中所观察到的现象进行预测，并通过实验证明其预测的正确性”是NAEP评价的核心。NAEP情境的设计生物科学领域分为生物的结构和功能、生物体变化等主题。在物质领域分为物质、能量和运动等主题。

    例如，蚊子的生命循环试题。以“孑孓和蛹的广口瓶受到干扰时的行为”作为情境，提供了实验装置，并提供了学生用手轻敲瓶口记录孑孓和蛹下沉深度和在水中时间的平均值。此样例情境来自于一个简单的实验，根据实验过程、实验结果进行问题的解答。在解答过程中，需要学生能够理解情境中的实验过程，并能够处理实验数据，题目设计具有一定的开放性。学生需要选择出实验数据能够支持的解释，还需要利用表格中的数据对选择的选项原因进行阐述。此时，仅选择正确答案是不够的，还需要学生利用数据，组织语言来阐述并解释。

    三、TIMSS测试中的情境设计及案例

    国际数学与科学趋势研究（Trends in International Mathematics and Science Study，简称TIMSS）是由国际教育成就评价协会（The International Association for the Evaluationof Educational Achievement，简称IEA）发起和组织，由波士顿学院的TIMSS&PIPLS国际研究中心指导的国际性的教育评价测试。TIMSS 2015科学评价特别注重测评学生在一定的情境中（无论是熟悉的、陌生的、复杂的情境等）应用知识、解决实际问题的能力。TIMSS设計了国有与社区情境、学校情境、课堂情境、学生特征与态度四个情境的问卷调查研究。

    例如，“肾脏”试题。肾脏是人类身体的一种器官。有一个人在年轻时由于疾病切除了两个肾脏中的一个。如今他有一个儿子，试问当他儿子出生时，有几个肾脏？解释你的答案。此题目设计的情境较为简单，而且是模拟虚构的情境，但属于学生可以想象的范围。学生通过情境的理解，并在情境的提示下做出合理的推测，指出相关证据。

    四、国际大型测评项目情境设计的启示

    1.情境设计的真实性

    国际大型测评项目的情境设计最显著也是最重要的特点是真实性。情境的真实性是指情境存在于真实生活中，与学生的实际经历和实践密切相关，如PISA中的“温室效应”“酸雨”“公交车”等，均是学生在生活中经常接触的。因此，在核心素养命题情境的设计中，要尽量保证情境是真实的，可以在学生的日常生活体验中设计客观情境，此情境要符合学生的认知，要能激发学生的学习兴趣，如NAEP中的“蚊子的生命循环”学生就特别感兴趣。情境的真实性要尽量考虑不同区域（国家）的文化和经济差异，满足各区域（国家）学生的经历和认知，从而保证测评结果的公正性。

    2.情境设计的广泛性

    广泛性原则要求情境设计需要考虑情境来源的多样性。情境来源可以是科技论文、日常生活、新闻报道、社会热点等。情境设计应尽量多样化，多种试题情境和问题广泛分布于整套测试卷中，以防止学生做题时出现疲劳状况。情境种类应趋向多样化、生活化、故事化，以这种形式导入问题更能激发学生的答题兴趣。情境材料来源应多样化，可以来源于科普网站或杂志、报纸、纪录片、名人轶事、数据分析类权威科学报告，以及新闻报道合理设计情境的复杂程度，可以根据试题情境的复杂程度测评学生核心素养的不同水平。

    3.情境设计的新颖性

    核心素养是学生在新的情境中解决实际问题时所表现的行为特征。情境的设计如果照搬原有试题或教材内容的情境，学生便可以通过记忆回忆出情境内容和相关问题，测试结果将大打折扣。因此，情境设计不能照搬原有情境，要具有新颖性。情境来源广泛，内容丰富多样，需要对情境资料进行巧妙地编制，从而保证情境的新颖性。情境的表述一定要简单，但是情境的呈现形式可以多样，可以是文字叙述、表格、示意图、曲线图、柱状图等，这些形式可以测评学生对信息的提取、处理、编码和组织的能力，从而测评学生的核心素养。

    在核心素养测评的试题命制中，情境的设计至关重要。当前，研究国家大型科学教育项目，如PISA，NAEP和TIMSS等的试题情境研究特点，可以为试题情境的设计提供重要参考。

    基金项目：上海市教育委员会市级立项课题——以培养学生创新思维品质为导向的新行知课堂教学形态的实践与研究（B12108）；

    上海市宝山区教育局区级重点课题——核心素养本位的靶向情境教学与测评研究（2018-ZD-06）。

    参考文献：

    [1]钟启泉.基于核心素养的课程发展：挑战与课题[J].全球教育展望，2016，45（1）.

    [2]王晨光. PISA与NAEP科学测评对我国科学教师学科知识测试编制的启示[J].北京教育学院学报（自然科学版），2012，7（1）.

    [3]吳利珠. PISA科学素养评价模型及其对初中地理教学的启示[J].中国考试，2016（3）.

    [4]曾兵芳. TIMSS2015科学测评框架的特点与反思[J].教育测量与评价（理论版），2015（8）.