宋洁 孙远东 曾峰

PISA（Programmer for International Student Assess? ment，国际学生评价项目）测试内容聚焦于学生的阅读素养、数学素养和科学素养。在科学素养的测试中，PISA 2006将其划分为可以被描述的相互关联的四个方面，即科学情境、科学知识、科学能力和科学态度，科学情境是其中的一个重要组成部分。为强调科学思维的发展以及学生在实际情境中运用已有知识去解决相关问题的能力，PISA测试注重试题情境的创设。教师研究 PISA 测试中设置的科学情境，对提升生物学课堂情境教学质量有一定的指导意义。

1  PISA 科学情境的含义

PISA科学测试的一个突出特点就是情境性，测试中呈现的问题都是在一定的情境之下。在选择科学情境时，PISA 2006就提出：选择什么样的情境适合评估15岁左右的学生？PISA 认为，科学素养的一个重要方面就是能把科学应用到不同的情境中，学生在解决某个科学问题时，往往需要依据所处的情境来选择解决方法和表现形式。因此，与学生熟悉的学校生活相比，PISA创设特定的科学情境更加贴近学生在未来的公民参与中可能遇到的多样化的问题，从而可以更准确地达到测评学生科学素养的目的。

在PISA 中，情境（situation）是指放置在学生世界中的试题任务的部分，是除测试的过程和概念之外，影响测试结果的第三个因素，通常被看作试题的背景和设置的情景；而科学情境则是指进一步细化的涉及科学和技术的生活情境。在对 PISA 中的情境进行研究时，人们常习惯根据情境所属的科目，将其称为 PISA科学情境或PISA 数学情境等。PISA 要求，由于在学校生活中，科学过程和概念可能局限于教室或实验室，因此，试题任务应该在一般生活的情境下，而不限于學校生活，世界各国也越来越多地试图将这些情境扩大到学生学校以外的世界。

PISA测试为每一个试题都创设了情境，这在一定程度上可以减缓学生答题的疲倦感，在特定情境的基础上答题可以吸引学生的注意，用已有知识去解决情境中的问题能使学生产生一种成就感。此外，在情境中答题还可以提高学生科学知识向科学能力的转化速度，这种在独立解决问题的过程中使用的方法和技巧，学生会将其更娴熟地运用到其他情境。

2  PISA 科学情境的分类

由于情境会影响被测者的表现，因此，确定和控制试题的情境范围非常重要。在已进行的两次以“科学素养”为核心的PISA 测试中，科学试题广泛涉及到了有关科学、技术的生活情境，这些情境可被划分为个人的（自我、家庭、同伴群体）、社会/社区的和全球的三个层次背景，同时还包括健康、科技前沿等五个应用领域，各个领域与个人、社会、全球三大背景两两交叉，又会产生非常丰富的情境资源。见表1。

依据上表分析可发现，PISA 中科学情境的分类呈现出一定的规律：①在背景上，从个人到社会，再到全球，它的“圈子”不断延伸，这些圈子中包含的情境也随之扩大。②就同一类型的问题而言，它是一脉相承的，但在不同的问法或者侧重点下，情境所属的层次又会有一些差异。不过总体来说，这些情境都来自于现实生活，更加真实、具体，更便于考察学生应用知识的能力水平。

没有真实而具体的科学情境，科学知识、科学能力、科学态度的评测将失去“用武之地”。尽管科学情境对科学素养的评估有着举足轻重的作用，但是， PISA 科学测试并不是对科学情境的测试，而是对隐藏在情境下的科学知识、能力和态度的测试。这在 PISA 2015中也有体现，它认为科学能力是科学素养的“核心”，学生展示出什么样的能力是由处于何种情境决定的，而科学知识和科学态度则会影响这种能力的形成。因此，教师应正确把握情境的价值，不能过分夸大情境的作用。

3  PISA 科学情境的特点

通过分析 PISA 科学测试中的试题样例，教师发现PISA科学情境具有以下特点：

3.1情境的真实性

真实性是PISA情境最显著的特点，也是首要条件，情境越真实，就越能评估学生对实际生活的体验。例如，PISA样题“疟疾”给出了如图1所示情境。

疟疾每年可造成一百多万人死亡，防治疟疾的斗争目前正处于危机之中。蚊子可以把疟原虫从一个人传给另一个人，携带疟原虫的蚊子已经对许多杀虫剂产生了抗药性，因此，对抗疟疾寄生虫的药物效果越来越差。

样题给出了三种预防疟疾传播的方法，让学生思考：每种方法直接影响疟原虫生命周期中的哪些阶段？样题要求学生圈出每种方法的相关阶段（一种方法可能影响多个阶段），见表2。

在这个题目中，命题者以学生生活中经常接触到的“蚊子”为例，学生对此十分熟悉，而小小的蚊子身上竟然携带着能致人死亡的寄生虫，学生再联想到生活中常用的“驱蚊”方法，认识到这些方法背后都有着一定的科学依据。由此产生的“体验感”可以让学生感受到科学就隐藏在日常生活中，使学生认同科学知识的价值。同时，学生在答题前已经有了一定的经验基础，在答题时通过题干又能获得系统的相关知识，这些知识可进一步指导学生改善应对的方法，帮助学生用科学知识来服务生活。

3.2情境的相关性与多样性

PISA 科学测试中创设的情境和试题内容是相关联的，它们有着同样的出发点。PISA情境并不是随意创设的，它由试题决定，是试题的来源和背景材料；试题的编制也要依据情境来进行，要从情境中选择命题点。学生在处理试题提供的情境信息时，要将情境和所学知识融合起来。命题者从生活情境中寻找科学问题，既向学生揭示了生活中的科学奥秘，又有利于学生对科学知识的理解和应用。例如，在 PISA 试题“酸雨”中，命题者以建造于雅典卫城的“女像柱”雕像为背景，这些雕像是由大理石制造而成，却遭到了酸雨的侵蚀，命题者据此来设置题目。

PISA要求试题任务应在学生的生活情境之中，由于学生的生活是丰富多彩的，因而试题情境也呈现出多样性的特点。在PISA 测试中，没有无情境的问题，每个试题都有特定的情境。这些情境以学生为中心，纵向上，根据情境与学生生活的距离，由近及远可将其分为个人的、社会的和全球的三个层次；横向上，根据学生可能接触到的各个场景，可将其分为健康、环境、科技前沿等多个领域。在各式各样的情境中，都存在能用科学知识去解决的问题。例如，在 PISA 试题中，既有与学生生活贴近的“吸烟”“体育锻炼”情境，又有与学生生活相距较远的“大峡谷”“进化”“金星凌日”等情境，可以说，PISA试题几乎包括了学生生活中能遇到的各种多样化的情境。

3.3情境的创生性

PISA测试中也包含部分复杂陌生的情境，它可能是学生在实际生活中没有接触过的，但又在学生的认知范围内，需要学生动用已有的知识和能力去分析问题、解决问题。此外，情境中包含的科学知识在试题中并不能穷尽，学生还需要继续挖掘情境中的其他知识点，并设法寻找正确的答案，在这个过程中，学生可增强批判性思维和创造性思维。例如，PISA样题“抓住凶手”给出了如图2所示的情境。

在该试题中的情境，学生可能在影视作品中了解过，但并不清楚其中的科学道理，这样的情境能够激发学生的兴趣，诱导学生主动探寻答案。学生对DNA 的相关知识已经进行了系统的学习，但对这样的微观物质缺少宏观世界的体验。本题将 DNA 应用到实际生活中，让学生在案例中感受DNA 的重要性。此外，基于此情境，学生还可以思考DNA为什么会具有独一无二的特点等问题。在这个过程中，学生既会运用已有的经验去解答，又会在自身知识储备的基础上尝试思考问题，提出假设，并验证自己的想法。

4  PISA 科学情境对生物学教学的启示

生物学课程是一门科学课程，具有科学的本质和特征，不仅要传播科学的事实和概念，更要体现科学是一个探究的过程。通过上述分析，教师已经了解了 PISA测试中科学情境的特点，并在用它来指导生物学教学过程中情境的创设方面，获得了一些启示。

4.1创设真实的生活化情境

对 PISA 测试而言，考察的重点不在于科学知识的识记和复述，而在于现实生产生活中的应用，因此， PISA 测试中的许多试题都是以学生现实生活中的情境为依托。在教学过程中，教师应当创设真实的生活化情境，使学生能够在分析和解决与实际生活息息相关的问题的过程中，提高综合运用科学知识和科学技能的能力。

生物学是一门与现实生活各个方面都有紧密联系的学科，因此，教师可以创造性地将生活中的真实事例引入生物学课堂，从学生的实际生活出发，利用学生亲身经历的生活现象和生活问题创设教学情境。以高中生物学《必修1·分子与细胞》中“细胞呼吸的影响因素”这节课为例，由于细胞呼吸的原理在生活中的应用较为广泛，所以教师可从生活实例中选择相关的情境展开教学活动，再揭示其中蕴含的生物学知识，从而促进课堂教学目标的实现。例如，在包扎伤口时，需要选择透气的消毒纱布，这是为了抑制厌氧细菌的生长繁殖，从而进一步提炼出影响细胞呼吸的因素——氧气浓度；水果、蔬菜经常放在冰箱里保存，这是通过降低温度来抑制相关酶的活性进而减缓呼吸作用；此外，水分也会影响呼吸作用的进行，因此在储存种子之前需要将其晒干……最后，师生通过联系所呈现的情境，总结出影响细胞呼吸的因素。

上述情境都是从学生的生活中选取的，是真实可感的。学生在贴近生活的真实情境中学习，有利于掌握生物学知识并应用知识解释生活现象。此外，学生通过自己的亲身体验来获得知识，可以提高对生物学学习的兴趣和对生物学知识的认同感。因此，在创设教学情境时，教师要注意将生物学知识和生活实际联系起来，使学生在情境教学活动中获得真实的体验感。

4.2发掘教材资源，创设多样化情境

在对 PISA 中的试题进行分析时，教师发现其中的情境多种多样。PISA为每一道试题都创设了情境，这些情境不仅涵盖了多种领域，也有不同的类型，这为教师在创设教学情境时提供了一些思路和方法。在教学过程中，教师要避免某一種情境的重复使用，可以尝试将多种情境结合起来，这样灵活多样的教学情境会给学生带来新鲜感，从而将学生的兴趣吸引到课堂中来。

教材是一个资源库，里面包含了丰富的情境资源。总的来说，教材中的情境可以大致分为三类：有关生产生活的情境、有关生物科学史话的情境、以及与探究实践相关的情境。这些情境具体到单元中则是以文字和图片的形式呈现，如首页的“想一想议一议”和“资料卡片”，都是教材编制者精心创设的情境，具有一定的普适性，因此，教师可以利用教材提供的情境开展教学。以《必修2·遗传与进化》中“DNA分子的结构”这节课为例，教师可以将科学史和实践操作这两种情境结合起来，组织学生进行角色扮演，将自己代入到当时生物学家所处的环境，思考如何在已有资料的基础上利用实验材料构建出 DNA 分子的结构模型。教师首先组织学生尝试将脱氧核苷酸分子连接成一条脱氧核苷酸链，接着，教师引导学生通过富兰克林拍摄的DNA衍射图谱和相关数据推断出DNA 分子是双螺旋结构，再根据查哥夫的发现让学生完成双链 DNA 分子内部碱基的排列。这样，一个 DNA 分子的平面结构模型就完成了。

在上述情境中，学生既了解了科学家探究DNA分子结构的过程，又亲自动手去尝试构建了DNA分子的平面模型。这样的操作体验有利于学生掌握相关知识，更能让学生明白科学是一个不断发展的学科，它是众多科学家团结协作、坚持不懈的结果。不过值得注意的是，教材中的情境资源虽好，教师也不能照本宣科，要结合学生的具体特点，在实际教学过程中不断地尝试和改进，为教学创设最合适的情境。

4.3情境设置应紧扣教学目标

PISA 科学测试中的试题情境是以测评目的为依据，是为了更好地评估学生的科学素养而精心创设的，而不只是流于形式。试题在情境中诱发学生思考，自然而然地引出问题，从情境到问题之间的衔接十分顺畅。同样地，在教学过程中，教师也要依据教学目标，设置合适的情境。

教学过程是有目的、有计划的师生互动活动，在生物学课堂教学中，教师应该设置一定的任务让学生明确本节课的主要内容。因此，在教学时，教师要依据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）《义务教育生物学课程标准（2022年版）》和教学内容，立足于学生学科核心素养的提升来创设情境，不能只是制造噱头、目的不明。以《必修2·遗传与进化》中“人类遗传病”一课为例，《课程标准》要求学生通过本节课的学习，能够举例说明人类遗传病是可以检测和预防的。本节课主要包括遗传病的类型、检测和预防两部分内容。在设置情境时，教师要兼顾《课程标准》的要求和教材内容。在这节课中，教师可以以某个真实的患者家族为情境指导学生进行探究学习，在活动中，教师首先带领学生认识人类常见遗传病的三大类型，再利用家系图和调查数据引导学生推测该情境中疾病的遗传方式，最后让学生思考预防遗传病的方法，学生在这样的情境背景下可逐步掌握本节课的知识点。然而，教师若是利用图片逐一展示各个遗传病的患者症状或致病机理，这样的情境不仅与《课程标准》的要求相距较远，也容易让学生眼花缭乱，进而使学生不能明确本节课的主要任务，最终导致情境的价值流失。因此，在教学过程中，教师应根据教学目标有针对性地选择情境，让情境成为学生和教学内容之间的润滑剂，才能达到事半功倍的教学效果。

参考文献：

[1] OECD. Assessing Scientific，Reading And Mathematical Literacy：A Framework For PISA 2006[R]. Paris：OECD Publish? ing，2006.

[2] OECD. Measuring Students Knowledge and Skills：A New Framework for Assessment[R]. Paris：OECD Publishing，1999.

[3] OECD. PISA 2015 DRAFT SCIENCE FRAMEWORK[EB/ OL].[2014-7-17]. http：//www.oecd.org/ pisa/pisaproducts/Draft PISA 2015 Science Framework.pdf.

[4]陈花.应用PISA测评体系提升学生科学素养[J].教书育人，2021，764（34）：10-11.