陆璟

PISA所关注的不只是成绩，而是学生的终身发展和教育政策的改进。

2016年12月6日，经济合作与发展组织（OECD)发布了PISA 2015科学、数学和阅读领域的测试结果，国内舆论普遍比较关注成绩,但作为一个政策导向研究，PISA测试的主要目的不止于给出一个成绩排名，更在于看到成绩背后的相关因素，找出改进的政策和措施。

中国四省（巿）学生的表现在国际上获得了较高评价

中国四省（市）（北京、上海、江苏、广东）在PISA 2015测试中，科学成绩位列第10。确切地说，与加拿大、越南、中国香港、韩国、新西兰、斯洛文尼亚、澳大利亚、英国、德国和荷兰没有显著差异，名次处于8-18 之间。因为PISA是抽样测试，有一定误差，相差几分在统计上没有显著性差异。所有测试都有一定误差范围，不应该分分必究。

由于上海参加PISA 2009和PISA2012取得了阅读、数学、科学三个领域的二连冠，这次成绩可能低于一部分人的预期。但客观来看，这次除了阅读成绩稍低外，科学和数学成绩都不错，在国际上得到了较高评价。

首先，从高水平学生比例看，PISA 2015科学成绩表现优异的学生(科学精熟度水平5级以上）中，来自中国四省（市）的占13%₀，整体优势明显；另外，中国四省（巿）在科学、数学、阅读三个领域至少有一个领域达到髙水平的学生占27.7%，也就是说4个学生中有一个是高水平的，这一比例仅次于新加坡、中国台北和中国香港。OECD报告认为，高水平学生比例代表国家〔地区）未来的竞争力。

其次，从人口大国比较来看，在人口过亿的大国中，迄今为止6轮PISA测试中，唯有日本进入过前10， 中国四省（市）人口共2.3亿人，取得这一成绩引起了国际上的高度重视。美国国家教育与经济研究中心(NCEE)主席、《超越上海》的作者马克·塔克说：“中国四个省份的总人口为2.26亿"\\而美国人口为3.19 亿……这些省份的中学生比美国同年龄学生在核心科目中水平高出几个年级，这将给中国带来科学、数学和工程方面的巨大优势，普遍预计这些优势将是未来经济和军事发展的重要驱动力。”

表1考虑ESCS调整后的学生科学、数学、阅读平均成绩

资料来源：OECD PISA 2015数据库,表1.6.3a，1.6.3b，1.6.3c。

第三，从同等经济社会文化地位的人口比较来看，中国四省（市）学生表现最好。中国四省（巿）虽然是国内经济水平较高地区，但整体仍处于发展中水平。PISA综合学生父母的受教育年限、职业地位、家庭财富和文化资源等构建了 “家庭经济社会文化地位指数（以下简称ESCS）”，中国四省（市）为-1.07，通俗地说就是家庭条件较差，大约有80%的学生家庭条件低于OECD平均水平。考虑ESCS调整后，中国四省（市）学生科学平均成绩为561分，与越南〔567分）和新加坡〔554分）没有显著差异；而中国四省（市）阅读和数学平均成绩为542分和574分，均列第一。这说明，如果各国学生家庭条件都调整到相当于OECD平均的情况下，中国学生表现是最好的。马克·塔克说：“中国四个省份的人均国内生产总值为14,647美元；美国人均国内生产总值为53,041美元，因此，中国仍然是一个发展中国家。这份PISA报告令人惊讶的是，它清楚地表明，中国既有低工资结构，同时也有世界上最好的教育体系之一，这使它在经济和军事领域都成为一个强有力的竞争者。”

第四，科学作为PISA 2015的主要领域，除了总量表成绩外，还报告了多个分量表的成绩。其中，三种科学能力分量表：科学地解释现象、评价和设计科学探究、科学地解释数据与证据，中国四省(市）学生平均成绩分别为520分、517分、516分，三者之间没有显著差异；两种科学知识分量表：内容知识、程序性和认识性知识，中国四省（市）学生平均成绩分别为520分和516分，内容知识高于程序性和认识性知识；三种科学内容系统分量表：物质系统、生命系统、地球和空间系统，中国四省（市）学生平均成绩分别为520分、517分、516 分，三者之间没有显著差异。因此总的来说，中国四省（市）学生不同方面的科学知识和科学能力掌握是比较均衡的。

教育公平任重道远

虽然考虑ESCS调整后中国四省（市）成绩数一数二，但这毕竟是虚拟的推算值，不代表现实竞争力。那么，除了总体经济社会发展水平较低之外，还有什么因素影响了成绩？最主要是公平因素，表现为低水平学生比例相对较高，两端学生成绩差距大、城乡差异大，以及不同家庭条件的学生之间成绩差距较大，此外能克服不利家庭条件而取得好成绩的抗逆学生比例不高。

PISA将学生能力区分为1-6级水平，其中2级为基准水平。科学能力达到2级水平的学生，可以利用他们对科学内容和程序的基本知识解释现象和数据，并通过一个简单的实验确认提到的问题，所有学生在完成义务教育时应该达到2级水平。

中国四省（市）科学素养低于2级水平的学生占16.2%，数学素养和阅读素养低于2级水平的分别为15.8%和21.9%。更为严重的是，中国四省（巿）有10.9%的学生在科学、数学和阅读三个领域均低于2级水平，是科学成绩前10位国家（地区）中唯一一个髙于10%的。这些学生在适应未来工作和生活时会遇到较大困难，需要补偿教育才能适应，所以也被看作未来人力资源的负担。考虑到我国的人口基数大，这一负担是相当重的，必须引起重视。而同样是发展中国家的越南，在保底上做得比较好，科学水平低于2级水平的仅5.9%，科学、数学、阅读三个领域均低于2 级水平的学生比例仅4.5%，这说明经济社会发展水平低并不是大量学生达不到基准水平的理由。

从学生间成绩差距来看，中国四省（市）科学成绩第95百分位的学生成绩为677分，第5百分位的学生成绩为341分，差距为336分，在前10位国家（地区）中，是除了新加坡（340分）以外差距最大的，差距最小的是越南（251分）。越南最好的学生（第95百分位）为655分，比我们低，但第5百分位为404分，比我们高了63分,所以越南取得好成绩的关键在于保底做得好。

表2 若干国家（地区）PISA 2015科学成绩城乡差异比较

注：*日本参加PISA测试的农村学生样本数只有13人，结果使用须谨慎。资料来源：笔者用OECD PISA 2015数据库计算得出。

表3 PISA 2015各领域2级水平以下学生占比（%）

注：*越南大城市学生科学能力水平位于2级以下的学生仅5人，结果使用须僅慎。资料来源：笔者用OECD PISA 2015数据库计算得出。

表4 若干国家（地区）不同家庭条件学生的科学成绩比较

资料来源：OECD（2016），PISA难度2015 Results（Volume I）：Excellence and Equity in Education，PISA，OECD Publishing，Paris 401—402页,407页。

从城乡差异来看，中国四省(市）中，100万人口以上大城市学生科学平均成绩为588分，显著高于新加坡，比2012年上海的成绩还高出8分,说明我们大城市义务教育阶段的科学教育质量仍然是领先的。然而，农村和乡镇学生的科学成绩只有465分和476分，大城巿和农村学生成绩相差124分，相当于4个年级水平（在PISA 2015科学量表上，1学年教育的成绩差距大约为30分），而越南大城市和农村学生只相差37分，略高于1个年级水平。

从不同家庭条件的学生比较来看，我们根据ESCS指数将学生分为最低1/4(家庭条件差〕，第二个1/4，第三个1/4，最高1/4 (家庭条件好)，中国四省（市）ESCS最高与最低1/4差距是相对比较大的(2.83)，这也意味着如果要达到与其他国家（地区）相同的公平程度必须付出更多的努力。将家庭条件最好与最差的学生成绩相比较，差距大说明成绩受家庭背景影响大，较不公平，反之则较公平。在表4中所列国家(地区）中，中国四省（市）ESCS最高与最低1/4学生科学成绩差距是最大的，在参加PISA 2015的72个国家(地区）中，仅次于卢森堡(125分）。而中国澳门(27分）、中国香港(45分）和越南(57分）差距比较小。用一个指标反映家庭背景的影响强度，就是ESCS对学生成绩差异的解释率， 中国四省（市）为18.5%， OECD 均为12.9%，有显著差异；中国澳门、中国香港和越南的解释率分别为1.7%、4.9%、10.8%。

从表4中还可以看出，家庭条件好与差的学生之间的成绩差距小的国家（地区）抗逆学生（resilient students）比例都比较高，而越南抗逆学生比例是所有国家（地区）中最高的，达75.5%。抗逆学生比例指的是，在ESCS位于本国最低1/4的学生中，成绩在控制了ESCS作用后位于参加PISA的各国（地区）全体学生的最高1/4的学生比例，中国四省（巿）这一比例为45.3%，在表4所列国家（地区）中相对较低，说明我们家庭条件较差的学生中能够“逆袭”的较少，这与学生本人克服困难的意志力有关，也与环境和教师的支持有关。OECD在PISA 2015结果报告中指出，教育平等是公平性(fairness)和包容性（Inclusion）的结合，包容性指的是保证所有学生都能获得重要基本技能的程度，所以在成绩结果之外还要考虑参加PISA学生的人口覆盖率。越南虽然成绩和公平性都比较高，但是越南参加PISA测试的学生仅占15岁人口的49%，也就是说15岁人口中有一半已经离开学校了，教育普及程度比较低。中国四省（市）参加PISA学生的人口覆盖率为64%，也是比较低的，OECD平均为89%，说明与发达国家相比，我们普及高中阶段教育的任务还很重。

重视学生对待科学的态度及教学过程中的关键因素

PISA所关注的不只是成绩，而是学生的终身发展和教育政策的改进。学生对科学的兴趣和未来从事科学相关事业的期望、对科学知识的性质和起源的信念（被称为认识论信念）与科学成绩同样重要。

PISA 2015问卷要求学生回答他们对科学的认识问题，包括他们对科学推理的积极态度，致力于使用经验证据作为信念的基础，以及将批判性思维作为确定科学概念有效性的手段，这些信息综合起来构成了认识论信念指数；PISA 2015问卷还询问了学生期望在30岁时从事的职业。

OECD在PISA 2015结果报告中，依据学生的科学成绩、认识论信念指数和期望30岁时从事科学相关职业的学生百分比这三方面的结果列出了高于平均水平的国家（地区），如图1所示，中国四省(市）位列其中，但认识论信念指数(-0.08)和30岁时期望从事科学相关职业的学生比例（17%）显著低于OECD平均水平。三个方面都高于平均水平的国家有澳大利亚、加拿大、爱尔兰、葡萄牙、新加坡、斯洛文尼亚和英国。

PISA 2015问卷还搜集了学校科学教学过程和课程资源方面的信息。结果表明，学生花在学校常规科学课程学习上的时间和老师的教学方法比设施齐全的实验室、课后补习甚至教师资格水平更加重要。

在学校花更多时间学习科学的学生在科学中得分较高，而在校外花更多时间学习科学的学生则不一定。

如果教师经常向学生解释科学概念，还根据班级和学生个体调整教学，那么比起不常这么做的教师来说，他们的学生在科学中得分较高，显示更强的认识论信念，更有可能期望追求与科学相关的事业。但是做实验和探究的效果却不一定好，上述七个高绩效国家学生经常做实验的比例均显著高于OECD平均值，但大多数国家探究型教学的效果并不好。教师要设计结构良好的实验活动并帮助学生在实践活动、科学观念和现实生活问题之间建立联系，学生也要既动手又动脑，开展实验和探究才能有效果。

科学兴趣小组和科学竞赛也是培养学生科学能力的重要渠道，平均而言，在经合组织国家，学校开展科学竞赛的学生在科学方面的得分比没有开展科学竞赛的学生高36分，学生希望将来从事科学工作的要高出55%。那些在开设科学社团（兴趣小组）的学校与不开设的学校相比，学生科学成绩高21 分，学生希望将来从事科学工作的要高出30%。

表5显示了中国四省（市）以及图1确定的七个最高绩效国家在上面提到的这些关键指标上的平均水平，七个最高绩效国家的大多数资源条件和做法都接近或高于平均水平。中国四省（市）在科学实验室条件、科学教师的学历、过去三个月参加专业发展项目的比例、平均每周学校科学课时间、教师及时反馈、开展科学竞赛、开设科学社团（兴趣小组）等指标上优于OECD平均，但是在近一半学生就读的学校中科学教师受教育程度不及其他学科，教师解释学校科学概念应用的比例、学生花时间做实验的比例显著低于OECD平均，根据学生需求和知识调整课程的比例也较低，校外学习时间较长。

进一步分析发现，中国四省(市）在教师学历、教学方法、课外活动指标上也存在显著城乡差异，农村中学科学教师中有本科学历且主修科学专业的只有75%，课堂上经常解释科学概念的只有13.6%，解释科学概念应用于多种现象的只有11.3%。因此，提高农村科学教学质量要从课堂教学中解释科学概念及其应用抓起。

表5 中国四省（市）与OECD及若干高绩效教育系统在关键指标上的比较

统计上显著高于OECD平均水平 与OECD平均值没有统计学意义上的显著差异

统计上显著低于OECD平均水平

注：中国四省（市）数据来源：OECD，PISA 2015数据库，表1.2.3， 1.2.12a, II.2.2，II.2.5，II.2.8，II.2.11，II.2.16，II .2.19，II.2.22，II.2.26， II.6.17，II.6.32 and II.6.37。 OECD和七国数据来源: OECD(2016),PISA 2015 Results（Volume II）：Policies and Practices for Successful Schools，OECD Publishing 50页。感谢教育部考试中心提供卷中文版本。

表6 中国四省（市）在影响质量的若干关键指标上的城乡差异

注：本科学历和科学专业的科学教师比例数据来源于OECD（2016），PISA 2015 Results(Volume II)：Policies and Pracices for Successful Schools，PISA，OECD Publishing,Paris.第281页，其他数据为笔者用OECD PISA 2015数据库计算得出。

PISA 2015带来的科学教育政策启示

中国四省（市）学生在PISA 2015科学测试中取得了优良的成绩，然而学生间差距和城乡差异大，能够克服不利的家庭条件而取得好成绩的学生比例不高。未来的目标应该在保证成绩优异学生数量的同时减少成绩较差学生的数量，特别是加大对农村和乡镇的教育资源和师资力量投人，提高农村和乡镇学生以及家庭条件不利学生的表现，确保绝大多数学生达到基准水平。从越南的表现可以看出，夯实基础是发展中国家追求公平与卓越的法宝。

从PISA结果还可以看出，我国学生校外学习时间较长，对实验和证据以及批判性思维的作用认识不足，有志从事科学事业的学生比例较低。这提醒我们，在重视学习科学知识以外，要更加重视培养学生的科学态度和科学思维，使学生能够用科学的方法认识各种现象。

教师的教学方法对培养学生的科学思维和对科学事业的热爱至关重要，没有好的教师和好的教学设计，实验和探究教学反而阻碍成绩提高。针对当前的实际情况，必须加大农村教师培训，培训和教学改进的重点应放在解释科学概念、将科学概念与多种实际问题联系起来、针对学生的知识基础调整教学内容和教学方法，提升教师的教学设计能力，提高校内科学课程的质量和效率，为学生提供更多深人思考的机会和丰富的科学相关活动。

陆璟上海市教育科学研究院

文章来源《人民教育》2017年第2期