顧乃景

教學(xué)評(píng)價(jià)是教育教學(xué)的重要環(huán)節(jié)?？茖W(xué)素養(yǎng)評(píng)估框架的建立對(duì)教學(xué)目標(biāo)制定、課程實(shí)施、學(xué)業(yè)測(cè)評(píng)等具有重要的指導(dǎo)作用?！度窨茖W(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021－2035 年）》提出：“完善科學(xué)教育質(zhì)量評(píng)價(jià)和青少年科學(xué)素質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)估?！盵1]促進(jìn)我國(guó)科學(xué)教育評(píng)估水平的提升，需要立足我國(guó)國(guó)情，同時(shí)積極借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。每四年舉辦一次的國(guó)際數(shù)學(xué)和科學(xué)教育趨勢(shì)評(píng)估（Trends in International Mathematics and Science Study，TIMSS）作為當(dāng)今世界上大規(guī)模學(xué)生評(píng)價(jià)的典型模式之一，憑借其“科學(xué)性”得到了廣泛認(rèn)可，目前已發(fā)展至TIMSS 2023。作為最新的一次評(píng)價(jià)，TIMSS 2023突出強(qiáng)調(diào)“數(shù)字化評(píng)估”特點(diǎn)。本文從評(píng)估內(nèi)容和試題編制兩方面介紹TIMSS 2023 科學(xué)評(píng)估框架的概況，同時(shí)結(jié)合與歷次科學(xué)評(píng)估框架的比較，為我國(guó)的科學(xué)教育評(píng)估提供參考。

一、評(píng)估內(nèi)容

TIMSS 2023 科學(xué)評(píng)估框架施測(cè)對(duì)象為四年級(jí)、八年級(jí)學(xué)生，主要圍繞“內(nèi)容領(lǐng)域”“認(rèn)知領(lǐng)域”和“科學(xué)實(shí)踐”三個(gè)維度。具體而言，內(nèi)容領(lǐng)域（content domains），即需要評(píng)估的主題；認(rèn)知領(lǐng)域（cognitive domains），即評(píng)估的思維過(guò)程。這三個(gè)維度凸顯了TIMSS對(duì)科學(xué)課程實(shí)現(xiàn)程度的考查清晰度。

（一）內(nèi)容領(lǐng)域

1. 凸顯“分段”“分層”特點(diǎn)，內(nèi)容數(shù)量縮減

由表 1、表 2 可見(jiàn)，就整體內(nèi)容而言，TIMSS 內(nèi)容領(lǐng)域呈現(xiàn)“分段”“分層”的顯著特點(diǎn)?！胺侄巍奔雌鋬?nèi)容主要針對(duì)四、八兩個(gè)年級(jí)且具體內(nèi)容有所差異?！胺謱印敝妇唧w內(nèi)容領(lǐng)域下，均包含一定子領(lǐng)域（或相關(guān)主題范圍），每個(gè)子領(lǐng)域下又涉及一個(gè)或多個(gè)主題，每個(gè)主題又可以通過(guò)具體細(xì)化的目標(biāo)來(lái)得到進(jìn)一步的解釋和說(shuō)明，這些目標(biāo)代表了學(xué)生應(yīng)掌握的預(yù)期知識(shí)、能力和技能?！胺侄巍薄胺謱印钡奶攸c(diǎn)充分體現(xiàn)了TIMSS“遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，如階段性、順序性特點(diǎn)”及“將評(píng)測(cè)能力外顯為具體化、可測(cè)量的行為”的設(shè)計(jì)理念[2]。就TIMSS 2023 而言，基于“四、八年級(jí)所教授的科學(xué)性質(zhì)與難度存在不同”，四、八年兩個(gè)年級(jí)內(nèi)容領(lǐng)域具體內(nèi)容及占比有所不同：內(nèi)容上，四年級(jí)包含生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球科學(xué)三部分，八年級(jí)則包含生物、物理、化學(xué)、地球科學(xué)四部分。占比上，八年級(jí)生物占比為35%，雖仍超過(guò)1/3，但相較于四年級(jí)生物科學(xué)45%而言，下降了10%；在八年級(jí)中，物理與化學(xué)是兩個(gè)新增的獨(dú)立內(nèi)容領(lǐng)域，其相較于四年級(jí)物質(zhì)科學(xué)更加細(xì)化，且總比例增加了10%；地球科學(xué)領(lǐng)域，兩個(gè)年級(jí)占比相同，均為20%。

表1 TIMSS 1995-2023四年級(jí)內(nèi)容領(lǐng)域變化情況

表2 TIMSS 1999-2023八年級(jí)內(nèi)容領(lǐng)域變化情況

縱向上看，歷次評(píng)估內(nèi)容數(shù)量上總體呈縮減趨勢(shì)。TIMSS 1995主要針對(duì)五個(gè)年級(jí)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)評(píng)估：9歲占比最大的兩個(gè)年級(jí)，即多數(shù)國(guó)家的三、四兩個(gè)年級(jí)，13 歲占比最大的兩個(gè)年級(jí)，即多數(shù)國(guó)家的七、八兩個(gè)年級(jí)，以及中學(xué)教育最后一年的學(xué)生。其科學(xué)框架在9 歲（三、四年級(jí)）階段涵蓋生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境議題和科學(xué)本質(zhì)四個(gè)內(nèi)容區(qū)域（content areas），13 歲（七、八年級(jí)）階段包含生命科學(xué)、物理、化學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境議題和科學(xué)本質(zhì)五個(gè)內(nèi)容區(qū)域[3]。TIMSS 1999 主要針對(duì)八年級(jí)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，基于“科學(xué)數(shù)據(jù)比較分析的便捷性”，將TIMSS 1995環(huán)境議題與科學(xué)的本質(zhì)細(xì)分為環(huán)境與資源議題、科學(xué)探究與科學(xué)本質(zhì)兩部分，由5 項(xiàng)轉(zhuǎn)為6項(xiàng)，且相關(guān)比例有所調(diào)整，即包含地球科學(xué)、生命科學(xué)、物理、化學(xué)、環(huán)境和資源議題、科學(xué)探究與科學(xué)本質(zhì)六個(gè)內(nèi)容領(lǐng)域（content domains）[3]。

TIMSS 2003 以來(lái)，評(píng)估對(duì)象固定為四、八年級(jí)。具體而言，在四年級(jí)階段，六次評(píng)估內(nèi)容領(lǐng)域及評(píng)估時(shí)間占比未發(fā)生變化，均包含生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球科學(xué)三個(gè)內(nèi)容領(lǐng)域。而在八年級(jí)，TIMSS 2003將TIMSS 1999 環(huán)境與資源議題、科學(xué)探究與科學(xué)的本質(zhì)兩部分合并為環(huán)境科學(xué)，由6 項(xiàng)轉(zhuǎn)為5 項(xiàng)，且相關(guān)比例有所調(diào)整，即生物、物理、化學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)五個(gè)內(nèi)容領(lǐng)域；TIMSS 2007 刪去TIMSS 2003環(huán)境科學(xué)部分，由5 項(xiàng)轉(zhuǎn)為4 項(xiàng)，且相關(guān)比例有所調(diào)整，即生物、物理、化學(xué)、地球科學(xué)四個(gè)內(nèi)容領(lǐng)域，并沿用至TIMSS 2023[3-10]。可見(jiàn)，數(shù)量上的變化特別是內(nèi)容領(lǐng)域的整合精簡(jiǎn)，如四年級(jí)評(píng)估重點(diǎn)側(cè)重于生命科學(xué)，而八年級(jí)評(píng)估更強(qiáng)調(diào)物理、化學(xué)[11]，突出反映了TIMSS“遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展年齡階段性的特點(diǎn)”。此外，科學(xué)教育本身就是一門跨領(lǐng)域的交叉學(xué)科，涵蓋了生物、物理、化學(xué)、地理等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)也需要多個(gè)學(xué)科的有機(jī)聯(lián)系，TIMSS 2023的內(nèi)容領(lǐng)域分類充分展現(xiàn)了“綜合性”的特點(diǎn)。

2. 重視知識(shí)邏輯體系，主題日趨精煉

針對(duì)四、八兩個(gè)不同年級(jí)，歷次評(píng)估主要呈現(xiàn)“項(xiàng)數(shù)減少”“細(xì)節(jié)變化”“主題精煉”的特點(diǎn)。就四年級(jí)而言，TIMSS 以“加強(qiáng)學(xué)生對(duì)日?，F(xiàn)象的理解”為目標(biāo)。三個(gè)層面的主題內(nèi)容均經(jīng)歷過(guò)兩次大的變化：

一是項(xiàng)數(shù)減少，如TIMSS 2007 物質(zhì)科學(xué)較之TIMSS 2003 由 9 項(xiàng) 轉(zhuǎn) 為 6 項(xiàng) ，TIMSS 2011 較 之TIMSS 2007 由 6 項(xiàng)轉(zhuǎn)為 3 項(xiàng)，至 TIMSS 2023 物質(zhì)科學(xué)由三個(gè)主題構(gòu)成：“物質(zhì)分類、特性和物質(zhì)變化”“能量形式和轉(zhuǎn)化”“力與運(yùn)動(dòng)”，主題日趨精煉。

二是細(xì)節(jié)變化，如TIMSS 2023 生命科學(xué)“人類健康”較之TIMSS 2019 更改較大，明確指出“將常見(jiàn)傳染病的傳播與人類接觸（如觸摸、打噴嚏、咳嗽）聯(lián)系起來(lái)；確定或描述一些預(yù)防疾病傳播的方法（如接種疫苗、洗手、與病人保持身體距離）”，這與當(dāng)前全球新冠疫情肆虐的背景相關(guān)聯(lián)。TIMSS 2015 之后，物質(zhì)科學(xué)更加重視四年級(jí)學(xué)生對(duì)物質(zhì)常見(jiàn)狀態(tài)和形式變化的了解，這與學(xué)生身心發(fā)展階段相符合，也為后期物理和化學(xué)的研究學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。TIMSS 2019之后地球科學(xué)更加注重學(xué)生對(duì)與自身生存息息相關(guān)（或者說(shuō)有直接影響）的知識(shí)的學(xué)習(xí)，如天氣、氣候等，這些變化充分反映了TIMSS 評(píng)估立足于“現(xiàn)實(shí)情境”的特點(diǎn)，重視與實(shí)際生活的緊密聯(lián)系。就八年級(jí)而言，TIMSS 以“使學(xué)生學(xué)習(xí)理解實(shí)際應(yīng)用中所需的中心概念和原則，以便為以后進(jìn)行更高級(jí)的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備”為目標(biāo)。與四年級(jí)類似，四個(gè)層面的主題內(nèi)容均經(jīng)歷過(guò)兩次大的變化：一是項(xiàng)數(shù)減少，如化學(xué)自TIMSS 1999以來(lái)，項(xiàng)數(shù)經(jīng)歷了多次變更，TIMSS 2003將TIMSS 1999 主題總數(shù)由3 項(xiàng)擴(kuò)展為6 項(xiàng)，TIMSS 2007將TIMSS 2003主題總數(shù)由6項(xiàng)又縮減為3項(xiàng)，至TIMSS 2023化學(xué)由三個(gè)主題組成：“物質(zhì)的組成”“物質(zhì)的性質(zhì)（特點(diǎn)）”“化學(xué)變化”。二是細(xì)節(jié)變化，如TIMSS 2023生命科學(xué)“人類健康”較之TIMSS 2019更改較大，更突出了“對(duì)疾病的原因、傳播、預(yù)防和抵抗：描述常見(jiàn)的病毒、細(xì)菌和寄生蟲疾病（如流感、麻疹、艾滋病毒、Covid-19、破傷風(fēng)、瘧疾）的原因、傳播和預(yù)防”。同四年級(jí)生命科學(xué)類似，這與當(dāng)前全球新冠疫情肆虐的背景相關(guān)聯(lián)。此外，具體順序描述有所變化，如TIMSS 2023 地球科學(xué)將“地球資源及使用和保護(hù)”置于“地球在太陽(yáng)系和宇宙的位置”之前，更加符合認(rèn)知常識(shí)?？傊琓IMSS 2023 內(nèi)容領(lǐng)域的設(shè)置充分反映科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)人類及社會(huì)的影響，體現(xiàn)了科學(xué)性、前瞻性和現(xiàn)實(shí)性的統(tǒng)一。

（二）認(rèn)知領(lǐng)域

1. 基于良好的科學(xué)基礎(chǔ)，更加凸顯應(yīng)用的重要性

對(duì)學(xué)科知識(shí)的認(rèn)知維度進(jìn)行清晰界定，可以達(dá)到知識(shí)科學(xué)分類的效果，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的有效理解。TIMSS 2023科學(xué)認(rèn)知是指學(xué)生在評(píng)估過(guò)程中“需要參與”的思維過(guò)程，即學(xué)生在認(rèn)知領(lǐng)域上應(yīng)該達(dá)到的水平，由知道、應(yīng)用和推理三個(gè)層面構(gòu)成[12]，詳見(jiàn)表 3。

表3 TIMSS 2023科學(xué)評(píng)價(jià)框架的認(rèn)知維度評(píng)價(jià)構(gòu)成

知道、應(yīng)用和推理三個(gè)層面的確定基于布魯姆教育目標(biāo)“認(rèn)知領(lǐng)域”的分類，具有良好的科學(xué)基礎(chǔ)。具體而言：知道層面，是學(xué)生在準(zhǔn)確且廣泛的事實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)上，回憶、識(shí)別、描述及提供事實(shí)、關(guān)系、過(guò)程、概念、程序和設(shè)備的能力，TIMSS 2023知道層面具體包括識(shí)別、描述、舉例三個(gè)層次。應(yīng)用層面，是學(xué)生將概念知識(shí)（如相關(guān)科學(xué)事實(shí)、關(guān)系、過(guò)程、概念、程序和設(shè)備的知識(shí)）與特定背景相結(jié)合，并使用這些知識(shí)對(duì)相關(guān)材料（組）進(jìn)行比較、對(duì)比及分類，從而形成解讀（解釋）并解決問(wèn)題的能力，TIMSS 2023 知道層面具體包括比較/對(duì)比/分類、聯(lián)系、解讀模型、解讀信息、解釋五個(gè)層次。推理層面，是學(xué)生綜合使用相關(guān)證據(jù)，分析、歸納出結(jié)論，以便更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜或陌生環(huán)境的能力，TIMSS 2023推理層面具體包括預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)、評(píng)估、得出結(jié)論、分析、綜合、概括、證明八個(gè)層次。認(rèn)知領(lǐng)域三個(gè)層面均在四、八兩個(gè)年級(jí)進(jìn)行使用，但每個(gè)層次目標(biāo)的占比不同，這與學(xué)生認(rèn)知能力、經(jīng)驗(yàn)理解的廣度和深度有關(guān)。如基于學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，TIMSS 2023 八年級(jí)推理層面的比例較之四年級(jí)上升了10%，更加凸顯高年級(jí)學(xué)生推理特別是證據(jù)使用能力的提升。

縱向上看，在 TIMSS 1995、1999 中，并未涉及“ 認(rèn) 知 維 度 ”，而 是“ 表 現(xiàn) 期 望 ”（Performance Expectations），即期望學(xué)生展現(xiàn)的科學(xué)行為，TIMSS 1995 主要包括“理解簡(jiǎn)單信息”“理解復(fù)雜信息”“理論化分析和解決問(wèn)題”“使用工具、常規(guī)程序和科學(xué)過(guò)程”“調(diào)查自然世界”五部分，見(jiàn)表4、表5?？傮w上，TIMSS 主要是圍繞“問(wèn)題解決”，相關(guān)能力劃分符合學(xué)生實(shí)際情況，并伴隨年齡增長(zhǎng)日益重視推理能力的發(fā)展。

表4 TIMSS 2003-2023四年級(jí)認(rèn)知維度評(píng)價(jià)構(gòu)成變化情況

表5 TIMSS 2003-2023八年級(jí)認(rèn)知維度評(píng)價(jià)構(gòu)成變化情況

2. 水平界限日趨具體化，重視思維能力水平發(fā)展

由表 6、表7、表 8 可見(jiàn)，自 TIMSS 2007 將認(rèn)知維度定義為“知道”“應(yīng)用”和“推理”以來(lái)，三個(gè)層次的具體內(nèi)容日益呈現(xiàn)“具體化”“清晰化”“邏輯化”的特點(diǎn)。在“知道”層面的具體考核內(nèi)容方面，TIMSS 2007、2011 均為5 個(gè)水平但具體內(nèi)容有所變化，如“應(yīng)用工具和程序”改為“應(yīng)用科學(xué)工具”。TIMSS 2015 將 5 個(gè)水平調(diào)整為 3 個(gè)水平，即“回憶/識(shí)別”、“描述”和“舉例”，并沿用至TIMSS 2019。TIMSS 2023 將“回憶/識(shí)別”簡(jiǎn)化為“識(shí)別”，各個(gè)水平之間的界限更加具體化、清晰化[13]。在“應(yīng)用”層面的具體考查內(nèi)容方面，TIMSS2007、2011 都是 6 個(gè)水平且無(wú)差異。TIMSS 2015 刪去“尋找解決辦法”，并將“關(guān)聯(lián)”置于“使用模型”之前，6 個(gè)水平調(diào)整為5 個(gè)水平并沿用至TIMSS 2019。TIMSS 2023 將“使用模型”調(diào)整為“解讀模型”，使得難度有所降低。在“推理”層面的具體考核內(nèi)容方面，TIMSS 2007-2023 都是8個(gè)水平但有所調(diào)整，如TIMSS 2011 將TIMSS 2007“分析/解決問(wèn)題”簡(jiǎn)化為“分析”，“設(shè)計(jì)/計(jì)劃”簡(jiǎn)化為“計(jì)劃”。TIMSS 2015 將 TIMSS 2011“整合/綜合”簡(jiǎn)化為“綜合”，“假設(shè)/預(yù)測(cè)”改為“形成問(wèn)題/假設(shè)/預(yù)測(cè)”，并將“評(píng)估”置于“得出結(jié)論”之前，并沿用至TIMSS 2019。TIMSS 2023 將 TIMSS 2019“形成問(wèn)題/假設(shè)/預(yù)測(cè)”簡(jiǎn)化為“預(yù)測(cè)”，并將“分析”“綜合”置于“得出結(jié)論”之后，使得整個(gè)推理邏輯性更強(qiáng)?？傮w上，歷次評(píng)估變化中，三個(gè)層次水平難度雖有所降低，但界限日趨具體化、清晰化，更加重視學(xué)生思維能力水平的發(fā)展。

表6 TIMSS 2007-2023“知道”層面變化情況

表7 TIMSS 2007-2023“應(yīng)用”層面變化情況

表8 TIMSS 2007-2023“推理”層面變化情況

（三）科學(xué)實(shí)踐（Science Practices）

科學(xué)實(shí)踐方面，TIMSS 重視過(guò)程性評(píng)價(jià)，突出“基于證據(jù)”?？茖W(xué)實(shí)踐（Science Practices）是TIMSS 2015提出的新概念，其目的在于“幫助學(xué)生更好地發(fā)展自身進(jìn)行科學(xué)研究的理解力”。在此之前，TIMSS 1999-2011中并未涉及科學(xué)實(shí)踐這個(gè)概念，而是科學(xué)探究（Science Inquiry）[2]，其中 TIMSS 1999 并未單獨(dú)列出“科學(xué)探究”，僅將其納入“科學(xué)探究與科學(xué)的本質(zhì)”（Scientific Inquiry and the Nature of Science）內(nèi)容領(lǐng)域之中。由表9 可見(jiàn)，TIMSS 2023 科學(xué)實(shí)踐列出了五個(gè)具體的方法：根據(jù)觀察和理論提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)調(diào)查并形成證據(jù)、處理數(shù)據(jù)、回答研究問(wèn)題、基于證據(jù)展開(kāi)辯論。

表9 TIMSS 2023科學(xué)實(shí)踐五個(gè)方法[10]

科學(xué)探究重視“分析數(shù)據(jù)”及“解釋問(wèn)題”，而科學(xué)實(shí)踐重視“以證據(jù)為中心”及“理解科學(xué)本質(zhì)”，更加強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)踐的閉環(huán)性，即問(wèn)題的提出與解決（解釋）均建立在證據(jù)基礎(chǔ)之上，同時(shí)強(qiáng)調(diào)后續(xù)的辯論，更加深化學(xué)生對(duì)相關(guān)實(shí)踐（知識(shí)）的理解。

表10 TIMSS 2003-2011“科學(xué)探究”與TIMSS 2015-2023“科學(xué)實(shí)踐”的比較

縱向上來(lái)看，TIMSS 2023 較之 TIMSS 2019，突出了理論和調(diào)查綜合使用的特點(diǎn)[13]，如TIMSS 2023更加重視“日常生活和學(xué)校學(xué)習(xí)的各種環(huán)境因素”，不能孤立地評(píng)價(jià)科學(xué)實(shí)踐。

二、試題編制

（一）編制方式：群體適應(yīng)，基于實(shí)際選取

試題編制是科學(xué)素養(yǎng)評(píng)估體系的核心[14]。TIMSS 2023 提 出“ 群 體 適 應(yīng) 性 評(píng) 估 ”（Group Adaptive Assessment）這一新概念，即所有國(guó)家和地區(qū)都將管理相同的評(píng)估項(xiàng)目，并提供兩套難度不同的數(shù)字化評(píng)估題冊(cè)，不同國(guó)家和地區(qū)可以根據(jù)題冊(cè)難度的轉(zhuǎn)化參數(shù)，并結(jié)合自身實(shí)際進(jìn)行選取，從而達(dá)到項(xiàng)目評(píng)估難度與學(xué)生以往成績(jī)間的一致性[15]?！叭后w適應(yīng)性評(píng)估”的提出，使評(píng)估難度與學(xué)生以往成績(jī)能更好地匹配，便于更好地評(píng)價(jià)所有學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，這充分顯示了TIMSS 重視“評(píng)價(jià)應(yīng)面向全體學(xué)生，尊重學(xué)生的水平差異和個(gè)體差異”的理念。

（二）試題類型：實(shí)行PSIs，重視背景信息

TIMSS 包括多項(xiàng)選擇、問(wèn)答題兩種題型[2]。值得一提的是，TIMSS 2019 倡議并在TIMSS 2023 正式提出基于場(chǎng)景的“問(wèn)題解決和探究任務(wù)”（problem solving and inquiry tasks，簡(jiǎn)稱 PSIs），通過(guò)模擬真實(shí)世界和實(shí)驗(yàn)室的情況，鼓勵(lì)學(xué)生整合使用已有知識(shí)、技能進(jìn)行廣泛調(diào)查并參與一種或多種科學(xué)實(shí)踐，從而達(dá)到“理解科學(xué)概念和科學(xué)本質(zhì)”的效果。如TIMSS 2023 中提出“植物的養(yǎng)料”這一 PSIs 例子，通過(guò)讓學(xué)生設(shè)計(jì)并使用虛擬實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到研究植物生長(zhǎng)和發(fā)展過(guò)程的目標(biāo)。

示例1：植物的養(yǎng)料

通過(guò)按鍵▲和▼控制水量，觀察植物的生長(zhǎng)情況。

在這個(gè)例子中，首先讓學(xué)生對(duì)影響植物生長(zhǎng)的環(huán)境因素做出猜想、假設(shè)及判斷，如實(shí)驗(yàn)中涉及的水分、養(yǎng)料等。然后，讓學(xué)生通過(guò)使用模擬實(shí)驗(yàn)，探究或探明水分、養(yǎng)料等因素對(duì)植物生長(zhǎng)的實(shí)際影響。同時(shí)，讓學(xué)生通過(guò)控制水分、養(yǎng)料的多少進(jìn)行定量對(duì)比，從多方面評(píng)估這些環(huán)境因素對(duì)植物生長(zhǎng)的作用及影響，達(dá)到“學(xué)生在‘場(chǎng)景化’問(wèn)題解決過(guò)程之中實(shí)現(xiàn)對(duì)生命科學(xué)探究”的效果。

此外，TIMSS 2023繼續(xù)保持著“收集針對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)的背景政策的關(guān)鍵信息”這一傳統(tǒng)，向?qū)W生、家長(zhǎng)、教師及校長(zhǎng)等群體發(fā)放背景（經(jīng)歷經(jīng)驗(yàn)）問(wèn)卷，了解學(xué)生在家庭和學(xué)校中的表現(xiàn)情況，同時(shí)結(jié)合相關(guān)政策信息，如教育體系、課程內(nèi)容、教學(xué)實(shí)踐等，探尋這些背景信息與學(xué)生成就之間的關(guān)系。概括起來(lái)，主要包含五個(gè)具體領(lǐng)域，即學(xué)生屬性、家庭環(huán)境、學(xué)校環(huán)境、課堂環(huán)境和國(guó)家環(huán)境。通過(guò)這些豐富的背景數(shù)據(jù)，可以充分揭示學(xué)生成績(jī)與測(cè)試之間關(guān)系背后所蘊(yùn)藏的學(xué)生環(huán)境和經(jīng)歷的差異性。

（三）交付方式：“線上”為主，構(gòu)造數(shù)字情境

TIMSS 強(qiáng)調(diào)應(yīng)當(dāng)考慮學(xué)生的心理特點(diǎn)，展現(xiàn)“趣味性、生動(dòng)性和活動(dòng)性”。TIMSS 2023使用計(jì)算機(jī)輔助評(píng)估技術(shù)（eTIMSS），如開(kāi)發(fā)多種多樣的互動(dòng)項(xiàng)目類型及功能，采用彩色圖形及視頻動(dòng)畫等呈現(xiàn)方式，構(gòu)造出相應(yīng)數(shù)字環(huán)境，吸引并鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)屏幕指導(dǎo)、文本輸入、手繪圖式等方式參與問(wèn)題解決，如學(xué)生可以在數(shù)據(jù)顯示器屏幕中移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)對(duì)象來(lái)解決問(wèn)題，并可以通過(guò)輸入文本、計(jì)算方程或點(diǎn)擊圖片等方式來(lái)進(jìn)行操作。

示例2：糖的溶解

兩塊藍(lán)色糖果放在兩個(gè)相同大小的杯子中，A杯加入 75 毫升 10℃的水，B 杯加入 75 毫升 90℃的水。下面的視頻記錄了加入水后，30 秒內(nèi)杯中發(fā)生的變化。30秒后，哪杯水的濃度更大？并說(shuō)明理由。

這一例子采用嵌入式視頻，允許學(xué)生通過(guò)觀看藍(lán)色糖果在不同溫度水中的擴(kuò)散速度來(lái)推測(cè)溶解后的溶液濃度。在測(cè)試中，學(xué)生不僅可以通過(guò)視覺(jué)觀察獲得直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)，也可以通過(guò)推理進(jìn)行理性思考。物質(zhì)在水中的溶解速度受到多個(gè)因素的影響：在相同條件下，水的溫度越高溶解越快；藍(lán)色糖果在水中顏色越深，擴(kuò)展面積也越大。本題根據(jù)視頻和互動(dòng)界面演示科學(xué)概念，讓學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程中經(jīng)歷探究物質(zhì)相互作用的過(guò)程。

此外，TIMSS 2023 為便于不同國(guó)家和地區(qū)靈活使用，采取“數(shù)字”“紙質(zhì)”兩種交付方式。就數(shù)字化評(píng)估而言，可以達(dá)到“傳送形式多樣”“平臺(tái)載體靈活”“評(píng)估效率提升”的效果，如自動(dòng)收集數(shù)據(jù)并加以評(píng)分，大大降低了紙質(zhì)印刷及運(yùn)輸成本，充分展現(xiàn)了TIMSS 2023“數(shù)字化評(píng)估為主流”的定位。

示例3：植物的結(jié)構(gòu)

下面這棵植物哪些結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生花粉，請(qǐng)點(diǎn)擊它。

在信息技術(shù)的支持下，學(xué)生不僅僅可以通過(guò)點(diǎn)擊圖片中植物的不同部分，來(lái)了解植物結(jié)構(gòu)的花粉功能，還可以通過(guò)互動(dòng)界面自主選擇符合要求的植物結(jié)構(gòu)。同時(shí)，作為一道多項(xiàng)選擇題，在學(xué)生答題的過(guò)程中，系統(tǒng)也可以記錄下學(xué)生的答題過(guò)程，特別是其選擇或更改選擇的記錄，由此分析學(xué)生的認(rèn)知水平及多項(xiàng)選擇的能力。此外，該問(wèn)題也可以改編成紙質(zhì)多選題，便于信息技術(shù)支撐能力不足的國(guó)家和地區(qū)使用。

三、相關(guān)啟示

通過(guò)評(píng)估內(nèi)容、試題編制兩方面的研究可以看出，TIMSS 評(píng)估框架始終秉持著“繼承基礎(chǔ)上創(chuàng)新”的理念。為了實(shí)現(xiàn)“以評(píng)促教”“以評(píng)促學(xué)”的評(píng)測(cè)目的，通過(guò)對(duì)TIMSS 2023 科學(xué)評(píng)估框架的介紹及與前七次框架內(nèi)容的比較，并結(jié)合《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021-2035 年）》及《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》的要求，建議我國(guó)科學(xué)素養(yǎng)評(píng)估可以從以下幾方面入手：

一是強(qiáng)化學(xué)段鏈接，構(gòu)建有效評(píng)估體系。制定各學(xué)段統(tǒng)一連貫的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)是十分必要的[16]。要積極貫徹“培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)”的理念[17]，借鑒“群體適應(yīng)性評(píng)估”的概念，不僅要注重學(xué)生最后共同標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)，更要著重體現(xiàn)學(xué)生在不同起點(diǎn)上的提高的過(guò)程。

二是凸顯三維架構(gòu)，注重評(píng)估整體平衡。要堅(jiān)持“保持評(píng)測(cè)整體平衡性和多樣性”這一試題編制的重要原則，根據(jù)學(xué)生年齡特點(diǎn)如其抽象思維水平不同，進(jìn)一步細(xì)化評(píng)測(cè)目標(biāo)的層次性，并適時(shí)調(diào)整評(píng)估內(nèi)容及方式，建構(gòu)科學(xué)的評(píng)估內(nèi)容、實(shí)踐、題型及反應(yīng)類型。

三是營(yíng)造真實(shí)情境，評(píng)測(cè)解決問(wèn)題能力。STEAM 以解決真實(shí)世界的問(wèn)題為導(dǎo)向[18]。要積極破除“忽視情境”“缺少實(shí)踐”及“高分低能”的傾向，“激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，加強(qiáng)探究實(shí)踐”[19]，需要營(yíng)造相關(guān)“情境”，提倡啟發(fā)式、探究式、開(kāi)放式教學(xué)，從而保護(hù)學(xué)生的好奇心，激發(fā)其求知欲和想象力[1]15。

四是注重人機(jī)交互，增強(qiáng)學(xué)生“現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)”。積極貫徹“推進(jìn)信息技術(shù)與科學(xué)教育深度融合，推行場(chǎng)景式、體驗(yàn)式、沉浸式學(xué)習(xí)”要求[1]17，立足計(jì)算機(jī)交互任務(wù)，創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題情境，增強(qiáng)學(xué)生的“現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)”，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)化為學(xué)生知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)在組成部分，取得“評(píng)測(cè)過(guò)程也是不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程”這一效果[20-22]。

五是重視非正式環(huán)境，強(qiáng)調(diào)“基于證據(jù)中心”。要強(qiáng)調(diào)“日常生活和學(xué)校學(xué)習(xí)的各種環(huán)境因素”，突出“問(wèn)題的提出與解決（解釋）均建立在證據(jù)基礎(chǔ)之上”這一理念。如充分利用學(xué)校、家庭、社區(qū)的各種資源，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境，采取家校合作機(jī)制，圍繞科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展問(wèn)題，為家長(zhǎng)提供切實(shí)可行的咨詢和建議，提升其對(duì)科學(xué)教育的重視程度，以便學(xué)生在實(shí)際生活中樹(shù)立基本的科學(xué)態(tài)度，形成正確的價(jià)值觀和社會(huì)責(zé)任感。