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TIMSS中的科学素养 广州师范学院魏冰 一、关于TIMSS TIMSS是“第三次国际数学和科学研究”的英文缩写。它是国际教育成就协会(IEA)发起的、迄今为止规模最大的国际数学与科学教育比较研究。整个研究历时近十年，涉及45个国家和地区，先后有50万学生参加测试。IEA曾于60年代初70年代末和80年代初分别进行了第一、第二次国际数学和科学教育比较研究，其结果在世界范围内引起了巨大反响。TIMSS的理论框架酝酿于90年代初，大部分国家和地区于1995年五、六月份完成测试，有关的评价结果从1996年底开始陆续发表。TIMSS的研究集中于三个年级段小学中段、初中中段和中学最后一年(相当于美国学制的12年级)。研究问题集中于三级课程、即所谓“期望的课程”、“实施的课程”和“达到的课程”。对各级课程则从“课程框架”( Curriculum Framework)入手进行研究。其中，“科学课程框架”包括三个方面 1、科学内容：地球科学，生命科学，物理科学(包括化学，下同—笔者注)，科学、技术和数学，科学和技术史，环境问题，科学的本质，科学和其它学科; 2、预期的行为理解，理论化、分析、问题解决，使用工具、常规做法和科学过程，探索自然世界; 3、科学观点态度，职业，参与，兴趣，安全，思维习惯(habits of mind)， 与前两次研究相比，TIMSS的一个重要特点是对数学和科学研究同时进行，而且对中学最后一年的学生(不管他们是否在学习科学课程)进行科学素养(Mathematics and Science Literacy)测试。本文主要介绍TIMSS中的科学素养概念及其关于科学素养的测试。 二、TIMS S中的科学素养概念 从80年代开始，培养未来公民(非职业科学工作者)的科学素养以适应与科学技术发展密切相关的现代社会的需要己成为世界各国理科教育改革的首要目标。尽管这个名词早在50年代就已出现，但直到现在学术界对其具体内容和含义尚没有形成统一的认识。一般说来，科学素养包括三个方面的含义 1、关于科学知识的理解; 2、关于科学方法和科学本质的认识; 3、关于科学、技术和社会相互关系的认识(c2)。 如何把这种理念性的含义落实到科学素养水平的测试中对TIMSS的研究人员是一个新的挑战。为此TIMSS专门成立了一个工作组研究这个问题。 研究人员最初认为科学素养测试要集中于两个方面首先是科学概念和技能，其次是关于科学的信念和态度，因而科学素养的定义应为“科学内容以及相应的社会影响、推理过程、社会历史发展和态度”。但有人认为这个定义过于强调科学知识和技能而对知识背景以及科学的社会意义等重视不够。研究人员根据有关建议提出科学素养的基本成分应包括 1、科学内容; 2、科学对社会的影响; 3、科学的推理过程; 4、科学的社会历史发展; 5、对科学的积极态度。 为了进一步落实科学素养的具体内容和测试的操作定义，TIMSS组织了一个由科学素养工作组和科学素养研究专家组成的研讨会。研讨会认为科学素养应包括三个方面，即 1、科学内容; 2、数学、科学和技术中的推理; 3、数学、科学和技术对社会的影响。 其中每一个方面都包含若干具体内容，这些内容与上文提到的“科学课程框架”里的内容基本一致。后来第2, 3项又合称为“数学、科学和技术中的推理和应用”。因此TIMSS最后关于科学素养的概念实际包括两项内容、即“科学内容”和“推理和应用”。TIMS9在其“数学和科学素养测试蓝图”里对这两项内容进行了进一步的解释。 科学内容是科学素养的重要组成部分，一个具有科学素养的人应该理解(而不是仅仅记住)一些基本的科学概念。科学素养教育强调科学知识在真实的背景或情景中呈现，因而科学素养测试的问题应当是真实的，而不是凭空编造的。科学素养的功能不仅仅在于理解和认识，而更在于对与科学有关的问题进行思考和判断，进而对问题作出决策。这些认识被概括为指导科学素养测量的三个原则，即“内容原则”、“背景原则”和“过程原则”。科学素养测试题依据这些原则进行设计。 三、TIMSS中的科学素养测试 TIMSS关于科学素养的正式测试题共有32项。其中，26项属于“科学内容”方面，6项属于“推理和应用”方面。试题类型有多项选择题、简答题和详答题三种。下面分别予以介绍。 (一)科学内容方面 1、地球科学 这部分的试题共有4项，涉及了课程框架中关于地球科学的三个类别，即地球的特征、地球的过程和宇宙中的地球。这4项试题的题号、题型、所属类别、预期的行为以及注释见表1. D5作为样题分析于后。 表1地球科学部分的科学素养测