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PISA2012问题解决评估框架分析及其对教学改革的启示
日期:2017-07-17 08:53   浏览量:
 

PISA2012问题解决评估框架分析及其对教学改革的启示
上海市教育科学研究院普教所 王 洁

摘要:“国际学生评估项目”{PISA)是经济合作与发展组织(OECD)为应答学生学业成绩的跨国比较研究需要而发动的,它着重评价青少年怎样在新的情境中运用知识和技能,即运用知识和技能迎接现实生活挑战的能力。“问题解决能力”的测评是2003年PISA评估中的附加内容,2012年再次把问题解决作为PISA评估项目之一。本文试图以OECD公布的PISA2012问题解决能力框架和方法、样题来反观我们的课堂,以期能为一线中小学教师的课堂教学提供一点思路和操作性建议。

关键词:PISA测试;问题解决能力;教学;评估框架

人有目标却不知如何去实现它的时候,问题就产生了。问题解决是针对“没有明显的解决方案时,将已知情况转化成目标状态的认知过程”。问题解决能力就是“一种运用于认知过程中的能力”。

问题解决能力是许多国家教育项目的核心内容。逐层递进的问题解决能力是进一步学习、快速适应社会和管理个人事务的基础。学生应具备将自己所学应用到新情境中的能力。“问题解决能力”的测评是2003年PISA评估中的附加内容,2012年再次把问题解决作为PISA评估项目之一。

一、“2012年PISA问题解决”的评估要点

“PISA2012问题解决”评估的不是某个领域的专业知识,而是评估学生在问题解决这一领域所具备的特定知识和技能,重视在解决问题过程中对思考能力的高度需求,以及对所学知识的灵活运用。这样做使之与PISA评估中的专业素养评估项目(阅读、数学和科学素养等)作出了区分。

1、评估“具体情境中,学生发现和搜集相关信息的能力”

建立在真实情境下的相对复杂的问题,尤其是那些需要学生主动发现和搜集相关信息的问题,是2012年PISA问题解决评估项目的特点。与此相应的是,在具体情境中,学生发现和搜集相关信息的能力,成为了PISA2012问题解决评估的核心。

为了保证不同背景下的任务,贴近生活且能引起15岁孩子的兴趣,PISA问题解决测试确定了2个要点:背景(是否是科技背景)和关注点(个人还是社会)。

科技背景下的问题是以科技设备的功能为基础的,例如手机、遥控器和自动售票机等。问题解决者无需了解以上设备的内部工作原理,而是在测试中被引导着,去发现和理解设备是如何运作的,为使用设备和解决设备运行问题做好准备。

实例:电子表。测试时,学生将看到一块电子表。该表有四个按钮控制。但是问题一开始并没有向学生透露它们各自的功能。学生会被引导着,去完成这样的任务:探究电子表处于“时间”模式时,四个按钮的不同功能;完成一张说明电子表各模式之间如何转换的示意图;根据以上的了解,操控手表,设置时间。

其次,个人背景主要是指有关个人、家庭和朋友的背景。社会背景则指社区和整个社会。举例来说,给电子表设时间属于科技和个人背景,而要建立一个篮球队花名册则属于非科技和社会背景。

案例:假期。学生将看到一张道路的图,和一份不完整的标明不同城镇之间距离的表,他们需要完成以下任务:计算没有标注的两个城镇之间的距离;在指定的两个城镇之间制定一条合适的旅游线路,使其满足一定的条件,如每天行进的距离不超过一定的限制等。

2、评估“问题解决时,学生所经历的认知过程”

问题解决是个体认知系统的内部运作。问题解决要求个体的认知系统描述、处理各种各样的信息。学生对于评估项目的回应——他们的探索策略、理解问题的方式、数字及非数字的答案,或是对于解决问题手法的进一步阐释,都被用来推断他们的认知过程。PISA2012问题解决评估的另一个重点是:学生在问题解决过程中,所经历的认知过程。

“不同的研究者对于采取不同方法解决问题的认知过程的理解不同,但有很多共同之处”,大概有以下四个方面。

(1)探究和理解。评估的目标是学生对问题中所呈现的信息进行理解,包括通过观察、互动、搜寻信息、找到限制和阻碍等探究问题情景;在与问题情境互动时,理解己知信息和搜集来的信息,进而表现出个人对相关概念的理解。

(2)表达和构思。评估的目标是学生对问题情境建立起连贯的心理表征,具体而言就是,问题解决者如何筛选相关信息,如何组织信息,并和其他重要的知识相联系。这包括,用列表、图标、符号和口头表达等方式,将问题表述出来;通过认识问题中的相关事实及其内部关系来构思假设,组织和精确地评估信息。 

(3)计划和执行。计划包括设定目标,设定目标又包括设计总体目标,分目标,其中包括个人所要采取的达成目标的策略或具体步骤。执行就是实施计划。

(4)监控和反思。监控达成目标中的每一个阶段,包括检验中间和最后结果,察觉意料之外的事件和在需要时采取的修复行动。以及从不同角度,仔细地检查所作出的假设及解决方案,搜寻更多的信息和证明。 
在面对、分析、理解和解决实际问题时,上述的四个步骤不一定是有序的、也不是缺一不可的,但这四个方面关乎学生在问题解决时所需要的高级思维。

3、评估“问题解决过程时,学生所具备的至少一种以上的推理技能”

每一个问题解决的过程都涉及一种以上的推理技能。理解一个问题情境时,问题解决者需要分清什么是事实、什么是想法;构思解决方案时,问题解决者需要认识到变量间的关系;选择策略时,问题解决者需要考虑因果关系:表述结果时,问题解决者需要有逻辑地组织信息。

这些过程中所要运用的推理技能与问题解决紧密相连。由于学生能在课堂上学习、模仿这些技能,所以推理技能在PISA情境中是十分重要的,也是PISA2012问题解决评估的一个方面。

问题解决中用到的推理技能包括:演绎、归纳、定量、因果、类推、组合以及多维度的推理。这些技巧并不互相排斥。通常情况下,问题解决者会在决定采取某一技能前,尝试多种技能来搜集信息,测试各种解决方案的可行性。

4、评估“问题解决过程中,学生所表现出来的思维品质”

2012年PISA问题解决评估以计算机为基础。使用计算机衡量问题解决能力这一方法的优点在于,有利于搜集和分析问题处理以及解决策略的相关数据,还有利于中间和最终结果的获取与评分。换言之,2012年PISA问题解决能力评估的一大贡献是:只要编出合适的试题,计算机就能够有目的地获取一系列数据,比如学生在解决问题时所采取的策略,与计算机系统的互动形式行动形式、频率、持续时间以及顺序。

计算机评估的,另一个优点在于,可以监控并限制学生在某一个特定试题上所花的时间。由于PISA问题解决的每道试题都是尽可能关注问题解决的某一阶段,相应地,通过某些试题能够展现学生对问题的认识,另一些则可以描述解决的方法。一些试题会要求实际解决方法体现效果佳,效率高的特点。还有些则会要求受测学生评估各种现成的方案,并为任务中提出的问题选择最佳的解决方法。

计算机所搜集的这些学生在问题解决过程中的数据,能够为我们评估学生的思维品质提供证据。尽管问题解决的结果是相同的,但是学生采用的程序、方法、策略、时间等等是完全不同的,透过这些呈现的是学生的思维品质。

二、2012年PISA问题解决评估的关注要点

对PISA2012问题解决测评的命题特点、分数安排以及组织等的分析,发现2012年PISA问题解决评估,体现了三个关注。

1、关注“在与情景互动中的学习”

2012年PISA问题解决评估以计算机为基础,将动态问题情境纳入评估内容。计算机模拟的一种情景是:测试中让学生发掘和掌控系统模拟出来的问题情境,比如说某一操作所导致的结果(如按下遥控器上的某个键)可能无法被预先了解或推断,只有与情景进行互动、实际操作(按下键)时,才能根据所得结果得出键的功用.的假设。另一种情景是解决设备故障,测试中需要学生通过一定量的试验,搜集和记录引起设备故障的相关信息,进而采取一些的措施。第三种情景是“无法控制的情景”,比如在使用自动售票机时,如果交易时间超过20秒,没有任何键被按下,那么机器将会重启,于是为了实现目标(购票),问题解决者必须意识到并了解这样的系统自动行为。

动态问题情景可以是活动多变的,测试时,学生要实现目标,就必须做一些探索和试验,在和情景的互动中学习怎么去解决问题。研究表明:“当学习者意识到自己是学习者和思考者时,他们的学习最成功”。一个学习者意识到自己是学习者、意识到评价策略的作用,这便能使他的学习始终指向学习任务或者有助于学习者不断询问自己是否理解。PISA2012问题解决评估做了一个很好的示范。

2、关注“高层次思维技能”

PISA2012问题解决重点评估:具体情境中,学生发现和搜集相关信息的能力;学生所经历的认知过程;一种以上的推理技能。所有这些都指向高层次的思维技能。这些不是勤奋操练和练习就能够获得的,而是不断参与、完成具有潜在的高认知挑战的任务中逐渐培植的。

PISA2012问题解决评估的试题有两种形态:动态和静态。动态问题的典型任务要求,有四个方面:

(1)探究,通过主动或指导下的探究行为(互动),了解问题所处的系统结构,并制定探究策略。

(2)鉴定,对探究过程中形成的问题解决的模型,给出或补全相应的表述,其形式为图像或文字表述,模型的精确度有助于评估时区分是偶然获得还是系统思考所得。

(3)控制,将已获得的知识转化为实际应用,如将某一特定状态转化至目标状态,使目标状态保持一段时间,测试以此评估对自己所习得知识的调动。

(4)解释,描述用以实现目标的策略,解释某系统如何运行,或对某装置的故障提出可能的原因。
静态题,大多为定义不明的问题,即“通常有相互矛盾的多个目标,要完成某个目标则有可能阻碍另一个或几个目标”。为了达到目标间的平衡,问题解决者必须权衡轻重,仔细掂量。比如说,寻找“最佳”路线,是最短的路线,最快的路线,最简单的路线还是最稳定的路线等等。

PISA2012问题解决测试的这些方面,明显地表达了:对高层次思考能力的高度需求,以及对所学知识灵活运用的重视。“知识的学习不是来自于阅读内容,而是来自于加工、思考或反省内容,它可以是通往理解、领悟、细节、实用及作为副产品的记忆的道路”。如果明确地把重点放在评估学生学习中那些与具体的深层理解直接相关的方面,那么一是能鼓励教师直接根据深层理解的理论而教,另一个也鼓励学生树立同样的学习目标。PISA2012问题解决的评估为我们提供了这样的样本。

3、关注“自我认知过程中的反省能力”

2012年PISA问题解决评估的试题总量为80分钟,测试时间为40分钟。总量为80分钟的材料被均分为四组,每组耗时20分钟。像PISA其它领域的评估一样,问题解决评估的所有试题以描述问题情境为材料,被分成多个题组,刺激相同的试题为一组。为了使测试对阅读能力的要求降到最低,试题对材料以及任务的语言描述尽量地简明扼要。试题编写也尽可能地采用了动画、照片以及图表等形式,避免大段文字。同时测试对于计算能力的要求也尽可能地降到了最低,只要情况合适,试题中都提供数据,无需受测学生计算。

分数安排以问题解决过程中涉及的认知过程为根据,详见表10为了彰显“实施问题的解决办沫并使其最终成功的能力是十分重要的”,“计划与执行”在评分中所占的比重最大,但是“监控与反思”占了10-20%的比重。虽然相对于其它三个部分来说,比例略低,但是PISA2012问题解决框架表示“这是不可或缺的”,因此,尽管有些试题针对的是问题解决的另外三个步骤,也会间接地评估受测学生监控与反思的能力。

自我认知过程中的反省能力,是“在学习的过程中认识目前知识的局限,然后采取措施改变这种状态的能力”,这种能力能够帮助学习者不断挑战现有的知识水平,并且设法超越。这种能力是未来社会所需要的,也是PISA2012问题解决评估中的另一个关注点。

三、思考与启示

21世纪,需要人们具有问题解决能力,这已经是毋庸置疑的。对2012年PISA问题解决评估框架的研究,为现实中小学课堂教学的改革以及评价提供了思路和建设性的操作策略。
1、通过技术的介入,将评估设计聚焦于教学/学习过程

PISA2012问题解决评估,采用“纪实性”的方式描述学生的深层理解。通过设计学生可以参与其中的任务,评估学生的优先兴趣和敏感度;通过文字说明以及提供视觉提示,使得评估对其优先的语言技能具有敏感性;通过提供横跨时间和任务的多个机会,让学生在解决任务的过程中展现能力,并把逐渐加深的理解直观化和量化。在这样的过程中,学生的学习活动像产品一样通过记录得以保存、重现,甚至修正。这些特征使得信息技术成为一种“沟通渠道”,学生与情境之间的互动和协作有持久稳固的记录,反过来作为主体间学习的资源,支持学生的深层学习。

评估是教学和学习过程的一个不可或缺的环节,如何让评估聚焦于教学和学习过程中,成为一种有效的反馈手段,更好地为学生的学习服务,如何有效地将设计科学和认知科学方法融合在一起,来研究真实世界中学习的复杂性,以便更好理解知识的使用与整合过程。PISA2012问题解决评估为我们提供了一个线索。

2、通过设计,让学习置于有意义的情境中研究表明:“学习行为发生的情境或者场景对于学习效果的影响,要比头脑中先前的思考影响更大”,“运用媒体手段模仿真是环境,或者实地到可以运用这以具体技能知识的某个地方,即提供一种更真实的学习场景,可以增大学习者牢记某门知识,以及在其他场合成功运用该知识的几率”。这一发现说明,学生需要在真实的工作场景中进一步提高对现实问题的解决能力,需要加强实习或者“拜师”,需要丰富其学以致用的经历,以便使得知识的记忆更加持久和可用。

PISA2012问题解决评估的框架,为我们设计这样的教学情境提供了这样的策略:

(1)将学生置于真实世界的情境中,通过创设学生熟悉但又有所变化的现实生活中的某些情景,能使得学习接近学生兴趣和关注点。

(2)减少复杂性,通过多种方法简化实践,以减少学生的认知负荷,比如说将实践分为几个分散的部分,或是为学习者分离出一些可自动完成的任务,比如提供相关信息或者提供计算好的数据等。

(3)使真实实践中的内在要素外显化,这能帮助学生理解不熟悉的实践中究竟包含什么要素,以及这些要素的基本原理是什么,这需要设计者对实践要素(对于观察者或者新手来说是隐藏的内在要素)进行澄清的陈述。

(4)根据发展进程安排学习活动序列,学习者面对实践的困难,不是在概念上,就是在对复杂性的控制上,因此教学中首要的是,通过为学习者提供概念支撑连接已学知识和实践。

研究发现,如果学习内容经过精心设计,比较对学生的胃口,那么对学生学习的主动投入、深入理解和进一步激发学生的求知欲大有裨益。

(文见《外国中小学教育》2013年第10期)