国际科学素养测评对中考的几点启发

1. 国际科学素养测评对中考的几点启发 兴华中学 吴文军

2. 一、国际学生评价项目概况 国际学生评价项目(PISA)是经济合作与发展组织(OECD)成员国的合作项目，其目的在于测量义务教育即将结束时，年轻人（15岁）为走向社会而准备的知识和能力情况。 PISA以纸笔测试的形式测量学生的阅读能力、数学能力、科学能力，从而了解学生是否具备未来生活所需的知识和技能.

3. 二、国际学生评价项目（PISA）发展 的背景 经济合作与发展组织OECD是一个全球性的国际组织，在经济、社会、环境、教育、公共政策等多个领域的研究，已经成为许多国家政府制定发展必不可少的参考。 1997至2002年OECD实施了大规模的跨国研究计划，这个计划名称为《能力的界定与遴选：理论框架与概念基础.简称DeSeCo》。

4. 三、国际学生评价项目（PISA） 的关键能力框架 （一）聚焦关键能力 DeSeCo认为学校的功能在于使学生具备终身学习的能力。 DeSeCo将成功的适应迅速变化世界所必须的、中小学能给予初步培养的知识和技能称作关键能力。

5. （二）关键能力的分类 母语交流能力、 外语交流能力、 数学能力和科学技术能力、 数字化能力、 学会学习能力、 人际交往能力和履行公民职责能力、 创业能力、 文化表达能力

6. （三）关键能力与PISA 学校课程的维度可以把关键能力分为两大类：一是课程范围内的能力； 二是跨学科能力. PISA评价的重点是评价学生上述所涉及的关键能力，即是否准备好去应对未来的挑战，他们是否具有有效的分析、推理与交流的思想观点及终身学习的能力。

7. 四、科学素养及其内涵 1、科学素养的含义 “素养”定义为：学生运用所学知识和技能，有效进行分析、推论、交流，在各种情景中解决和解释问题的能力。 PISA有三个明显的特征是：一是情景，强调真实的社会生活或生产活动的情景；二是运用，强调运用已学的知识进行解释或解决问题；三是思维，强调进行有效分析、推论、交流等思维能力。 科学素养是应用科学知识，辨别问题和得出以证据为基础的结论，以便理解和帮助作出有关自然界，或者通过人类活动改变自然的决定的能力。

8. PISA是通过三个维度来描述和评价学生科学素养的：PISA是通过三个维度来描述和评价学生科学素养的： 第一维度知识。 第二维度能力 第三维度态度

9. 2、科学素养所包含的内容 （1）情景 PISA测试题的情景主要有三类，即家庭和同伴（私人情境）、社区（社会情境）及世界（全球情境） （2）科学概念 PISA评价中的科学概念要求学生理解自然现象，以及人类活动对自然的改变；同时也要求学生理解物理学、化学、生物学和空间地球科学中的概念. （3） 科学过程技能 PISA认为科学过程技能是在构思、获取、解释、应用证据或资料，从而得到知识或理解事物的心智(有时是肢体)动作方式。

10. 五、PISA测试题的特点 1、以实际生活的情景为问题的主题 例1、酸雨 2500年前建造于雅典卫城的名为女像柱的雕像。这些雕像是用一种名为大理石的岩石制造。大理石由碳酸钙组成。1980年，原始的雕像被迁移到卫城博物馆内，并由复制品取代。因为原始的雕像受到了酸雨的侵蚀。 问题1：正常的雨水略带酸性，因为它从空气中吸收了一些二氧化碳。酸雨比正常的雨水更酸，因为它还同时吸收了如硫氧化物和氮氧化物之类的气体。空气中的硫氧化物和氮氧化物是从哪里来的？ 问题2：酸雨对大理石的作用可以用放一片大理石于醋里来模拟。醋与酸的酸性程度差不多。一片大理石薄片在被浸泡在醋里一整夜之前的质量是2.0克。隔天大理石薄片被取出并且干燥，干燥后大理石薄片的质量将会是多少？ A.少于2.0克 B.精确的2.0克 C.在2.0克至2.4克之间 D.多于2.4克

11. 问题3：进行这项实验的学生也将一些大理石薄片在纯净（蒸馏）水中放置了一整夜。请解释学生为什么要在他们的实验中设计这个步骤。问题3：进行这项实验的学生也将一些大理石薄片在纯净（蒸馏）水中放置了一整夜。请解释学生为什么要在他们的实验中设计这个步骤。 问题4：对于下列问题，你感兴趣的程度有多少？请在每一行内只勾选一个方格。   高度兴趣 中等兴趣 少量兴趣 没有兴趣 a）知道哪些人类活动造成的酸雨最多 □1 □2 □3 □4 b）得知减少导致酸雨的气体排放的科技□1 □2 □3 □4 c）了解修复遭酸雨破坏的建筑物的方法□1 □2 □3 □4 问题5：对于下列陈述，你同意的程度有多少？请在每一行内只勾选一个方格。   非常同意 同意 反对 非常反对 a）古老遗迹的保存应该建立在与破坏 □1 □2 □3 □4 原因相关的科学证据的基础上 b）关于酸雨原因的陈述应该建立在科学□1 □2 □3 □4 研究的基础上

12. 酸雨命题立意与建构图的对应

13. 例2、体育活动 有规律的适度体育活动对我们的身体是有益的。 （1）有规律的体育活动的益处是什么？（每一个陈述中填“是”或“否”） 正确：是、否、是 问题类型：复合多项选择 能力：科学的解释现象 知识类别：生命系统（科学的知识） 应用领域：健康 环境：社会 OECD国的正确率：56.6%

14. （2）肌肉得到锻炼时会发生什么情况？（每一个陈述中填“是”或“否”）（2）肌肉得到锻炼时会发生什么情况？（每一个陈述中填“是”或“否”） 正确：是、否 问题类型：复合多项选择 能力：科学的解释现象 知识类别：生命系统（科学的知识） 应用领域：健康 环境：个人 OECD国的正确率：82.4%

15. （3）为什么你在体育锻炼时比身体安静时呼吸更重一些？（3）为什么你在体育锻炼时比身体安静时呼吸更重一些？ 答：为了排除身体中增加的大量的二氧化碳，提供更多的氧气。 （用“空气”替代“氧气”或“二氧化碳”是不行的）例如： 当你的身体活动时需要更多的氧气，产生更多的二氧化碳。呼吸就起这个作用。 因为我们必须排出增加的二氧化碳 因为肌肉需要氧气 因为体育活动用完的氧气 因为体育活动时你要吸入更多的氧气到肺部 问题类型：开放结构的问答 能力：科学的解释现象 知识类别：生命系统（科学的知识） 应用领域：健康 环境：个人 OECD国的正确率：45.2%

16. 2、出现一种全新的测评方式和多种的评价体系2、出现一种全新的测评方式和多种的评价体系 为了更全面地测评科学素养，PISA把对科学的态度列入测评范围。 开放结构的问答的答案，它不是唯一的。 例3、玛丽▪梦特娇 阅读下列报纸文章，回答后面的问题。 疫苗接种的历史 玛丽·梦特娇是一个美丽的女子。1715年，她患上了天花病后得以生存，但留下疤痕。1717年，住在土耳其的时候，她看见一种预防接种的方法在那里普遍使用。这种治疗就是找一种弱型的天花病毒植入健康的年轻人的皮肤，于是被接种者就生病了，但多数情况下病情只是轻微程度。 玛丽·梦特娇信任这种接种方法的安全性，于是就让她的儿子和女儿都接种了。 1796年，爱德华·杰纳用一种与天花病毒相联系的牛痘的病毒接种，在体内产生了天花的抗体。与接种天花相比，这种治疗方法几乎不产生副作用，且接种者也不会传染他人。这种疗法就是著名的疫苗接种。

17. （1）哪种疾病可以用接种方法来抵抗的？ A象血友病这样的遗传疾病 B象脊髓灰质这样的由病毒引起的疾病 C象糖尿病这样的身体功能退化的疾病 D任何一种没法治疗的疾病 正确：B 问题类型：多项选择 能力：科学的解释现象 知识类别：生命系统（科学的知识） 应用领域：健康 环境：社会 OECD国的正确率：74.9%

18. （2）如果动物和人生了细菌性传染病后引起疾病的这类细菌往往不太会再使人生病。这种情况的原因是什么？（2）如果动物和人生了细菌性传染病后引起疾病的这类细菌往往不太会再使人生病。这种情况的原因是什么？ A身体杀灭了可能引起疾病的所有细菌 B这种细菌繁殖前就被身体内产生的抗体杀灭了 C红血球杀灭了所有可能引起同一种疾病的细菌 D红血球俘获了并从身体内除掉了这类细菌 正确：B 问题类型：多项选择 能力：科学的解释现象 知识类别：生命系统（科学的知识） 应用领域：健康 环境：社会 OECD国的正确率：75.1%

19. (3)给出一个理由说明为什么尤其要推荐儿童和老人接种流感疫苗？(3)给出一个理由说明为什么尤其要推荐儿童和老人接种流感疫苗？ 评分：答案要求提及儿童或老年人比其他人群的免疫系统更弱一些，或类似的答案。例如：这些人抵抗力弱，容易得病。 老年人与儿童不像其他人那样容易抗病 他们似乎更易得流感 如果他们得流感，结果更糟 因为儿童和老年人的机体更弱一些 老年人和儿童更容易得病 问题类型：开放结构的问答 能力：科学的解释现象 知识类别：生命系统（科学的知识） 应用领域：健康 环境：社会 OECD国的正确率：61.7% （4）你对下列叙述有多大程度同意（每行只选一项）

20. 3、重视认读图表的能力 例4、温室效应：事实还是幻想？ 生物需要能量才能生存，而维持地球生命的能量来自太阳。太阳非常炽热，将能量辐射到太空中，但只有一小部分的能量会到达地球。地球表面的大气层，就像包裹着我们的星球表面的毯子一样，保护着地球，使它不会像真空的世界那样，有极端的温差变化。 大部分来自太阳的辐射能量，会穿过大气层进人地球。地球吸收了部分能量，其他则由地球表面反射回去。部分反射回去的能量，会被大气层吸收。由于这个效应，地球表面的平均温度比没有大气层吸收能量时的温度高。大气层的作用就像温室一样，因此有了“温室效应”一词。 温室效应在20世纪越来越显著。事实表明，地球大气层的平均温度不断上升。报刊杂志上常说，二氧化碳排放量增加，是20世纪气温上升的主要原因。 一位安德鲁的学生有兴趣研究地球大气层的平均温度和地球上二氧化碳排放量之间的关系。他在图书馆找到下面两幅曲线图。 安德鲁从曲线图中得出结论，认为地球大气层平均温度的上升，显然是由二氧化碳排放增加而引起的。

21. 问题1：曲线图中有什么数据支持安德鲁的结论？问题1：曲线图中有什么数据支持安德鲁的结论？ 正确：提及二氧化碳与大气平均温度都提高。例如： 随着排放的增加，温度也在增加了。 两条图线都增加。 因为1910后，两条图线都增加了。 随着二氧化碳的排放，温度上升了。 图表中的信息图线都在一起上升。 问题类型：开放结构的问答 能力：运用科学证据 知识类型：科学解释（关于科学的知识） 应用领域：环境 OECD国的正确率：54.0%

22. 问题2：安德鲁的同学珍妮却不同意他的结论。她比较两幅曲线图，指出其中有些资料并不符合安德鲁的结论。请从曲线图中举出一项不符合安德鲁结论之处，并说明理由。问题2：安德鲁的同学珍妮却不同意他的结论。她比较两幅曲线图，指出其中有些资料并不符合安德鲁的结论。请从曲线图中举出一项不符合安德鲁结论之处，并说明理由。 正确：提及图线中的一个特殊部分，两条图线不是同时下降或是同时上升的，并给出相应的解释。例如： 1900-1910年二氧化碳在增加，而温度在下降。 1980-1983年二氧化碳下降，而温度上升。 19世纪的温度基本相同，但二氧化碳在增加。 1950-1980年温度不增加，但二氧化碳排放增加。 部分得分：提及一个时期，但没有解释 问题类型：开放结构的问答 能力：运用科学证据 知识类型：科学解释（关于科学的知识） 应用领域：环境 OECD国的正确率：34.5%

23. 问题3：安德鲁坚持自己的结论，即地球平均温度的升高，是由于二氧化碳排放的增加而引起的，但珍妮则认为他的结论太草率。她说：“在接受这个结论之前，你必须确定在大气层内其他会影响温室效应的因素维持不变。”请写出珍妮所指的其中一个因素。问题3：安德鲁坚持自己的结论，即地球平均温度的升高，是由于二氧化碳排放的增加而引起的，但珍妮则认为他的结论太草率。她说：“在接受这个结论之前，你必须确定在大气层内其他会影响温室效应的因素维持不变。”请写出珍妮所指的其中一个因素。 正确：给出一个来自太阳的能量的因素。例如： 太阳更热了，可能是太阳与地球的间距变化了 从地球反射回去的能量 给出一个提及自然成份或潜在污染的因素。例如： 空气中的水蒸气 云 火山喷发 问题类型：开放结构的问答 能力：科学的解释现象 知识类型：地球与空间系统（科学的知识） 应用领域：环境 OECD国的正确率：18.95% 命题立意 本题以当前世界上日益严重的环境问题——温室效应为入手点，考查了观察图像并从图中获取信息，以及对图形、数据进行分析并得到相关结论的能力。

24. 4、注重科技前沿的渗透 例6、应禁止转基因玉米 野生生物保护组织要求禁止一种新的转基因（GM）玉米。这种玉米的设计愿意是它不会象传统的玉米那样受一种新的除草剂的影响。这种新的除草剂会杀死长在玉米地里的大多数杂草。 保护主义者说，因为这些杂草可以喂养小动物，尤其是昆虫，这种新除草剂在转基因玉米上的使用对环境造成破坏。使用转基因玉米的支持者说，科学研究已经表明那样的情况不可能发生。 上文中提及的科学研究中有这样的一些细节： ▲玉米种在不同国家的200块田里； ▲每一块田分成两半。使用新的强除草剂的转基因玉米种植一半田，使用传统除草剂的传统玉米种植另一半； ▲使用新除草剂的转基因玉米田里与使用传统除草剂的传统玉米田里的昆虫数量几乎是一样的。

25. （1）玉米种在跨国家的200块田里，为什么科学家使用一个以上的地点？（1）玉米种在跨国家的200块田里，为什么科学家使用一个以上的地点？ A这样很多农民能试用新的转基因玉米 B为了解有多少转基因玉米能够种植 C为尽可能多的地上能够种植转基因玉米 D为了涵盖玉米地各种生长情况 正确：D 问题类型：多项选择 能力：识别科学问题知识类别“科学探究”（关于科学的知识） 应用领域：科技前沿 环境：社会 OECD国的正确率：73.6%

26. （2）下列信息对你有多大兴趣？ （每一行呢只能勾一格）

27. 例7、衣服 英国的一个科学研究小组开发了一种衣服会给残疾儿童以说话的“功能”这种儿童马甲用一种特殊的电子纺织品制成，与语言合成器连接，轻叩触敏材料，儿童就能简单理解。这种材料是由普通布料与能导电的精制浸碳纤维网做出的。当对纤维施压时，通过导电纤维的信号形式发生了变化，计算机芯片能够检测出衣服被触及的地点。这样任何一个连接于它的电子装置都能被触发，而它赶不上两个火柴盒的大小。“这个小东西的精巧之处在于能放入任意编织的纤维，通过任何输送给它的信号——我们可以编入已有纤维中，这样你就看不到它了”，一个科学家说。这种材料洗涤、缠绕在物体上或折卷起来都不会损坏。科学家们声称能够低成本大批量生产这种材料。

28. （1）上文中提到的这些科学家的宣称在实验室里通过科学研究能验证吗？（1）上文中提到的这些科学家的宣称在实验室里通过科学研究能验证吗？ 正确：是，是，是，否 问题类型：复合多项选择 知识类别：科学探究（关于科学的知识） 应用领域：科技前沿 环境：社会的 OECD国的正确率：47.9%

29. （2）为了检测纤维是否导电，需要下列哪个实验仪器？（2）为了检测纤维是否导电，需要下列哪个实验仪器？ A伏特表 B灯箱 C千分尺 D测声仪 正确：A 问题类型：多项选择 能力：科学的解释现象 知识类型：技术系统（科学的知识） 应用领域：科技前沿 环境：社会的 OECD国的正确率：79.4%

30. 六、PISA给中考的启发 启发一：在评价目标上，侧重于学生学习能力的考查 启发二：在评价体系上，要有严密的系统设计 启发三：在评价类型上，还可以再适当提高开放型题目

31. 七、今年我省类似PISA题目的命题 33．（2009嘉兴）小明发现他家种植的菊花出现了异常现象，靠近马路一侧的菊花不开花，远离马路一侧的菊花开花。小明观察周围环境后，发现马路边安装了许多路灯。小明和爸爸选择靠近路灯的1株未开花的菊花，晚上用黑色塑料袋套起来，白天取下，观察一段时间，看它是否能开花。 (1)该实验方案的设计基于的假设是 ▲ 。 (2)他们应该选择 ▲ 作为这株菊花的对照组。 (3)他们的实验方法有什么明显不足? ▲ (1)菊花不开花可能是由于光照时间过长(菊花不开花可能是由于受到路灯光照的影响，合理均可) (2)靠近马路一侧不开花的菊花(表达出被路灯光照到的、路边的或不开花的菊花均可) (3)只选择1株菊花(样本过少，合理均可)

32. 39.（2009年杭州市各类高中招生文化考试） ( 10 分）人的高矮胖瘦千差万别,引起体形差异的原因很多，遗传就是一个重要因素。除此以外，居住地的不同，也会影响到身体的形状和大小。如赤道附近的尼罗河人，身材瘦高；而生活在北极的因纽特人则身宽体壮。人类学家研究发现，不同居住地的种族之间人的体型有较大差别．（见右图，每个小黑点代表一个种族的居住地纬度和平均骨盆宽度。骨盆越大，人的体型就越粗壮。）相反人的身高却没有类似的随地理位置不同而发生明显变化的情况。如俾格米人和尼罗河人居住地的纬度相同，但却身材矮小。 为什么人类的体型会与地理位置相关呢？人类学家认为，这主要归因于居住地的气候影响了人体的散热方式。研究表明，皮肤表面积越大，身体散发的热量越多；体重越大，身体产生热量越多。人体通过机体产热和散热两个生理过程的动态平衡来维持稳定的体温。请回答下列问题：( 1 ）人体散热的主要器官是___▲___; ( 2 ）根据图中的信息得出的结论是____▲__; ( 3 ）北极的因纽特人身宽体壮，形成这种体型，在生物学上的意义是___▲___. ；( 4 ）图中在低纬度地区居住的某些人类种族的骨盆宽度明显不同于同纬度地区的大部分人类种族的宽度，你认为造成这种差异的主要原因最可能是（写出一点）__▲____. ( 5 ）不同种族人的身高却没有类似的随地理位置不同而发生明显变化的情况。小刚根据有关材料和知识设计了一份“影响种族身高的有关因素调查表” ，调查的对象为20 至35 周岁的人。请你在表中项目的空白处（有＿▲ 的地方），填上你认为和该研究向题最有关联的调查项目． 影响种族身高的有关因素调查表

33. 35、（2009义乌）口香糖因其芳香、清甜、耐咀嚼的特点，逐渐成为一种大众化的消费品，咀嚼它可以起到清洁口腔、清新口气、活动面部肌肉、舒缓紧张等作用，以木糖醇为主要甜味剂的口香糖已经得到六个国家牙齿保健协会的正式认可。某科学兴趣小组就“口香糖对口腔的清洁作用与咀嚼时间的关系”进行了式样。35、（2009义乌）口香糖因其芳香、清甜、耐咀嚼的特点，逐渐成为一种大众化的消费品，咀嚼它可以起到清洁口腔、清新口气、活动面部肌肉、舒缓紧张等作用，以木糖醇为主要甜味剂的口香糖已经得到六个国家牙齿保健协会的正式认可。某科学兴趣小组就“口香糖对口腔的清洁作用与咀嚼时间的关系”进行了式样。 • 资料显示，口腔中主要的菌群为细菌、放线菌，根据这两个菌群的菌落多少可以反映口腔微生物的变化。探究小组决定在采样对象咀嚼口香糖的过程中，每隔5分钟采一次样。 • 实验过程： • 消毒：将移液管、培养皿等仪器和试剂都按医用要求进行消毒 • 采样：每隔5分钟在采样对象口腔内的不同位置用棉签蘸取口腔液，溶于10毫升生理盐水中，制成溶液 • 培养：用移液管将菌液等量分置于5个富含营养液的培养皿中，放入生化培养箱中，在适宜的温度下培养120小时 • 计数、计算：在菌落计数器上点数并计算出5个样品的平均值，再转化为百分数（起始口腔菌落数记为100%） • 记录数据如下表： 据以上内容回答下列问题： （1）木糖醇是一种白色粉末状的晶体，结构式为CH2OH(CHOH)3CH2OH,从物质的分类看，它属于▲ （选填“有机物“或”无机物“） （2）细菌、放线菌等属于原核生物，因为它们都没有▲ （3）在试验过程③中，“适宜的温度”应该为▲ oC左右 （4）结合本实验的数据和结论，请你为经常咀嚼口香糖的人提一个合理的建议：▲ （5）某同学认为该实验结果还不够精确，为使实验结果更精确，我们还可以选择哪个时间段再进一步探究？▲ A、0---5分钟 B、5----10分钟 C、10—15分钟 D、15分钟以后 （1）有机物 （2）形成的细胞核 （或细胞核） （3）37 （数据带有正确单位的也可得分） （4）咀嚼口香糖的时间应控制在10分钟以内 （能体现咀嚼口香糖的时间应控制在10分钟左右、不超过10分钟等其他合理答案均可得分） （5）C

34. 练习题1 第24题图 24．（2009衢州）乌鸫(dong)食性较杂，摄食大量害虫，是一种农林益鸟。下图是某研究小组根据一天的观测记录绘制的图表。从图中可以知道： (1)从9时到16时，乌鸫喂食幼鸟有 ▲ 个高峰期； (2)这一天中，主要担负喂食幼鸟任务的是 ▲ 鸟。

35. 再见！