PISA 2015学校因素对学生科学表现的影响及其启示

耿丹青 王海涛

对于15岁的学生而言，学校教育对其知识学习和基础素养培养起着至关重要的作用，学校科学课程的组织和教师的教学方式是影响学生习得科学知识的主要因素。本文选择PISA 2015测试中关于科学课程设置与科学资源配置两个学校因素（其中科学课程设置包括科学课程的开设和学生对科学课程的选择度，科学资源配置包括学校科学教学条件、科学师资力量、科学课外活动情况），通过与部分国家与地区的数据对比，探讨课程设置与资源配置对于北京、上海、江苏、广东（以下合称“中国四省市”）学生科学表现的影响。

一、科学课程设置与学生科学表现

1. 学校科学课程开设

PISA 2015基于学生问卷对学校科学课程开设情况进行了分析。问卷询问学生每周在学校上多少节常规科学课（对于中国四省市，科学课包括物理、化学、生物、地理、信息技术、通用技术、理科综合等），并以每周至少上一节科学课的学生比例，作为分析参加测评国家和地区科学课程开设情况的基础数据。

中国四省市学校科学课程开设率较高。在PISA 2015的72个参加测评国家和地区中，有60个国家和地区每周至少上一节科学课的学生比例在90%以上。中国四省市每周至少上一节科学课的学生比例达94.1%，略高于经济合作与发展组织（以下简称“OECD”）平均水平（93.6%）。

中国四省市学校科学课程的开设，对学生科学知识学习和素养培养有明显的促进作用。中国四省市学校科学课程的开设与学生科学成绩存在一定的促进关系。如图1所示，在排除学生和学校的社会经济文化地位因素（以下简称“ESCS”）后，中国四省市每周至少上一节科学课的学生科学成绩，比未上科学课学生的科学成绩高37分。此外，与部分国家和地区相比，在排除学生和学校的ESCS后，仅中国四省市和中国澳门学生的科学成绩有所上升，其中中国四省市的分值约上升7分。这说明，对于ESCS处于同等水平的学生，学校科学课的开设让他们获得更多科学学习机会，可能对学生科学知识学习和科学素养培养起到直接的促进作用。

2. 学生的科学课程选择

在一定程度上，学校科学课程的选择度影响着学生的科学学习机会和学习效果。PISA各参加测评国家和地区的学生，在科学课程的科目、难度和课时的选择自由度方面各不相同，在大多数国家和地区的教育体系中，学生的选择有限。

中国四省市学生科学课程选择自由度略高于OECD平均水平。根据学生问卷调查数据，中国四省市学生不可选择科学课程科目、不可选择课程难度、不可选择课时数的学生比例依次为59.3%、56.0%、74.8%，OECD平均比例依次为64.4%、67.5%、77.3%。

二、学校资源配置与学生科学表现

1. 科学教学条件

学校科学实验室和其它相关教学条件，是科学课程学习的必要资源。PISA 2015对学校科学教学条件的分析，基于校长问卷中8个关于学校科学实验室建设和相关教学资源条件配备的问题（具体见表1），以校长在相应问题中回答“是”的学校学生比例作为基础数据。同时，PISA 2015将参加测评国家和地区学校校长对表1中8个问题的回答拟合为科学教学条件指数，以此反映学校的科学教学条件。

中国四省市学校整体科学教学条件良好。对比于部分国家和地区，中国四省市学校的整体科学教学条件良好。中国四省市科学教学条件指数为5.19，略高于OECD平均水平（4.58），显著高于日本（2.48），但与新加坡（6.37）、澳大利亚（6.26）等国家相比仍存在一定差距。

较好的科学教学条件对学生科学学习起着一定的促进作用。如表1所示，在排除了学生和学校ESCS后，中国四省市和OECD平均水平中，除“如果学校有多余的资金，很大一部分会用于改进我校科学教学条件”和“学校科学动手实践活动的材料完好无损”外，学生科学成绩差值均为正数。

2. 科学师资力量

PISA 2015关于科学师资力量的分析是基于对学校科学教师学历结构和资质的问卷调查，询问校长学校有多少科学教师获得了相关部门颁发的教师资格证，有多少科学教师具有科学相关专业本科或以上学历。

中国四省市科学师资力量整体较好。中国四省市96.6%的学生所在学校科学教师持有教师资格证，高于OECD平均水平（84.1%）。中國四省市84.3%的学生所在学校科学教师有科学相关专业本科或以上学历，高于OECD平均水平（73.8%），但在选取比较的国家和地区中，中国四省市属于中等水平。

中国四省市科学师资力量在学校类型上的差异较为明显。在中国四省市中，持有教师资格证和学历水平较高的科学教师，更多就职于优势学校或城市学校。这反映了中国四省市优势学校和城市学校的薪酬水平和职业发展，对优质人才有较大吸引力，OECD国家也存在类似的情况。相对于私立学校，中国四省市的公立学校有更多持有教师资格证和学历水平较高的科学教师，私立学校的科学师资力量有待进一步提高。

3. 科学课外活动

学校组织的科学课外活动作为常规课堂教学的补充，同样是培养学生科学素养的重要途径。PISA 2015关于科学课外活动的分析，主要基于校长问卷中学校是否为学生提供科学社团和科学竞赛的情况。

中国四省市参测学校普遍开设了科学社团、组织了科学竞赛活动。在所选取的部分比较国家和地区中，中国香港的科学社团开设率最高（94.9%），其次是中国四省市（90.6%），高于OECD平均水平（39%）。就科学竞赛而言，俄罗斯的组织率最高（99.2%），中国四省市的比例也较高（90.5%），OECD国家平均只有约66%的学生所在的学校组织科学竞赛，具体见图2。

三、基于科学课程设置与资源配置因素的几点启示

1. 重视跨学科课程开发，提升跨学科知识运用能力和协作能力

PISA测试中的“科学”是一个学科综合概念，包括物理、化学、生物等相关学科，倡导多学科融合、跨学科知识运用。虽然问卷结果显示中国四省市的科学课程开设普遍且科学种类齐全，但也正是这样独立的学科划分，在一定程度上削弱了学科知识在解决实际问题时的综合运用，限制了学生的跨学科知识运用能力。面对未来社会发展对综合性、复合型人才的需求，国内一些学校已开始探索为学生提供跨学科的综合教育，STEM（科学、科技、工程、数学）教育、STEAM（科学、科技、工程、艺术、数学）教育就是这类模式。

2. 重视学生学习需求，促进学生个性化学习并提供专业指导

未来教育要求以学习者为中心开展有效教育变革，因材施教以满足学生个性化的学习要求。为切实满足学生的学习需求，为学生个人发展提供专业支持，学校应加快落实建立学生发展指导制度，在日常学科教学中结合学科相关知识强化学习指导和生活指导，提升学生自我认知、自我管理的能力。同时，为了让学生充分了解自我、认识社会，对自我发展有更为清晰的认识，学校也应逐步开展生涯教育课程、心理健康教育课程等，配备相关师资力量，并通过家校互动为家长提供学生指导的相关支持。此外，学生发展指导制度的建立也需要在区域层面建立相应的配套机制。

3. 重视教师队伍建设，吸引优质人才，留住优秀教师

近年来，基础教育教师队伍建设受到了国家的高度重视，中共中央、国务院印发了《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》，明确了中小学教师的权利和义务，对完善教师待遇保障机制提出了要求。学校应积极探索教师队伍建设和提升的激励机制：一方面，进一步从满足教师个人发展的实际需求出发，在专业发展、职称晋升等方面给予优秀教师更多的机会和支持，使教师在工作上有获得感;另一方面，进一步重视文化建设，着力打造和諧向上的校园文化和互助融洽的工作氛围，给予教师参与学校管理决策的机会，提升教师对于学校的认同感和归属感。

注：本文系国家社会科学基金教育学一般课题“PISA视角下中国经济发达区域的中学生发展基础素养状况及提升路径研究”（课题批准号：BHA1701 47）、广东省教育科学“十三五”规划2018年一般课题“基于PISA2015数据分析的广东基础教育质量提升路径研究”（课题编号：2018YQJK362）研究成果。