PISA2025科学身份评估推动科学教育高质量发展

摘 要：帮助学生建立对科学的认同感和归属感，进而促使学生“像科学家一样思考”已成为世界各国科学教育高质量发展的核心目标，但学界对“科学身份认同感”的培养与评估尚未达成共识。新发布的《PISA2025科学素养评估框架》在“科学态度”基础上生发出“科学身份”维 度，旨在凸显学生对科学身份的认同感与归属感，这为我国科学教育的高质量发展提供了参考。研究详细梳理了PISA2006、PISA2015和PISA2025评估框架中科学素养概念与评估维度的历史演进，厘清了科学情境、科学知识和科学能力中科学身份的内涵与特征，明晰了科学身份对促进科学教育持续高质量发展的战略意义。结合“科学身份”和我国科学教育的发展诉求，研究提出以下建议：立足科学态度，实现向科学身份的评估理念转变；创设科学情境，促进科学实践活动的落地生根；落实评估与反思，驱动科学探究全过程的改进与完善；培养学生的信息批判力，实现对科学信息的辨伪存真。

关键词：科学身份；PISA2025；科学素养；评估框架；科学教育

作者简介：孙立会，中央民族大学教育学院教授 （北京 100081）；刘俊杰，中央民族大学教育学院博士研究生（北京 100081）；周亮，中央民族大学教育学院博士研究生（北京 100081）

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1009-458ｘ（2024）7-0072-11

一、引言

2023 年 2 月 21 日，习近平总书记在二十届中共中央政治局第三次集体学习时强调， “要加强国家科普能力建设，线上线下多渠道传播科学知识、展示科技成就，树立热爱科学、崇尚科学的社会风尚”（新华社， 2023）。同时，要激发青少年的好奇心、想象力、探求欲，培育青少年具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的品质。为适应复杂而多变的数智时代，提高学生的科学素养，促使学生“像科学家一样思考”，以及运用科学思维解决真实情境中的科学问题，已成为全球各国发展科学教育的核心战略。

一直以来，我国教育部门十分重视科学教育的发展和学生科学素养的培育。2001 年，教育部编写的《义务教育科学（3～6年级）课程标准 （实验稿）》，提出要以培养全体小学生的科学素养为宗旨（教育部， 2001），自此我国科学课程改革走向培育科学素质人才的发展方向。经过多年的实践探索与修订，2017年，教育部正式发布《义务教育小学科学课程标准》，明确将培养科学素养纳入小学科学课程的总目标（教育部， 2017），这标志着我国小学科学教育在新课程标准的引领下迈向科学核心素养培育的新阶段。2022 年，教育部发布《义务教育科学课程标准 （2022 年版）》，明确规定要培育学生的“科学观念”“科学思维”“探究实践”和“态度责任”四项科学核心素养（教育部， 2022）。2023年5月，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，进一步指出要在教育“双减”中做好科学教育加法，推动各项措施全面落地，要有机整合各方资源，完善中小学科学教育体系，提高科学教育质量（教育部等十八部门， 2023）。由此可见，顺应全球科学教育发展新格局，将科技前沿与国家重大战略需求和经济社会发展目标相结合，推动科学教育高质量发展，已成为国家战略层面的核心关切。

科学教育有序而健康地发展，离不开对科学素养评估框架的持续改进和对学生科学素养的精准测评。合理的科学素养评估既能反映科学教育的初心，也能用以评促建、以评促改的方式助推科学教育高质量发展。我国科学素养的测评沿革大致可分为三个阶段：一是注重理论知识识记的科学素质评估阶段；二是注重实践能力创新的科学思维评估阶段；三是注重非认知因素影响的科学态度评估阶段。科学素养评估从科学知识、能力到态度的演变，体现了评估体系发展从知识本位到价值本位的方法论转变，这对学生的科学知识、能力及思维的全面发展至关重要（Yoon et al.， 2015）。

科学态度指的是学生对科学的兴趣、观念及对知识理解和应用的倾向性。兴趣和倾向性可以促进学生形成执着探索的科学家精神和科学家思维，这是科学研究最为重要的方法论。然而，当前关注态度的科学素养评估框架仍存在忽视学生对科学的认同和归属的“具身”理解的局限性。对科学的认同感和归属感会促使学生“像科学家一样思考”，这是提高学生科学素养、促进科学教育高质量发展的关键因素，但如何设计、评估和发展学生科学素养中的科学身份尚未形成普遍共识。经济合作与发展 组 织 （Organization for Economic Co-opera tion and Development， OECD） 发起的国际学生评估项目 （Program for International Student As sessment，PISA） 是目前全球范围内最具规模与影响力的教育监测评估项目。PISA 评估框架一直以来都十分关注学生的科学态度，同 时，出于对学生主体性、参与度和融入感的重视，PISA2025 科学素养评估框架在科学态度基础上生发出“科学身份”维度，旨在凸显学生对科学的认同感与归属感。

二、PISA2025科学素养评估框架的历史演进

（一）科学素养的概念演变

“科学素养”一词由著名科学家科南特（Conantm， J.） 于20世纪50年代提出，从传统教育层面解释了科学素养，认为科学素养会随着学生经验的增加而增加，但并没有对科学素养进行全面而深层次的解构 （Holton， 1998）。1958年，美国学者赫得 （Hurd， P. D.） 将科学素养的定位从传统教育转移至基础教育层面，认为基础教育的最终目的不是提升学生的社会责任感和科学素养，而是要求每个学生都具备一定的科学素养，以助力经济和社会的可持续发展 （Hurd， 1958）。因此，科学素养被定义为学生在社会生活中理解和应用科学的方式。此后，科学素养的内涵随着社会的发展不断丰富，20 世纪 60 年代，卡尔顿 （Carleton， R.）明确提出科学素养是对科学知识和科学过程的理解。美国科学教育协会 （National ScienceTeaching Association， NSTA） 于 1964 年首次对科学素养的概念进行详细描述，即具备一定科学素养的人应知道科学的相关概念是如何产生并发展而来的，也应理解科学的基本概念及其与人文的内在联系，进而不断反思科学在社会变革中的作用。

进入20世纪70年代，人们逐渐开始重视科学素养的培养。实际上，20世纪50年代至70 年代，科学素养主要还是强调科学概念性知识、科学本质和科学伦理，此时科学教育的主 要 目 标 是 培 养 精 英 教 育 中 的 科 学 家（Häussler & Hoffmann， 2000）。直至 20 世纪 80年代，学者才开始将研究重心转移至科学素养评估领域，促使评估科学素养的模型在科学教育实践发展过程中逐渐成熟。米勒 （Miller，J.） 全面系统地概括了科学素养包含的核心内容，将其划分为三个层面：识记科学的概念与过程，理解科学的本质，认识科学、技术与社会的内在联系（钟启泉， 1997）。

与此同时，很多教育评估组织也对科学素养的内涵进行了多视角的界定与完善，如较为权威的 PISA 科学素养全球教育监测项目。从2000年开始，PISA测评已持续开展8次，每次测评均包含科学、数学与阅读三大领域，但其主要测评领域一直处在动态轮换之中，其中PISA2000、 PISA2006、 PISA2015 和 PISA2025的评估重点是科学素养。在 PISA2000 中，科学素养被定义为使用科学知识识别问题并基于证据推演结论的能力，目的是帮助学生理解人类活动对自然界产生的影响，甚至是做出与自然界相关的决策。此时的“科学知识”包括“科学的知识”和“科学的理解”（Millar，2000）。

随着科学技术的发展，科学素养的内涵也在不断演变。为了更好地评估科学素养，PI SA2006 对其内涵进行了全面完善，主要包括四个相互关联的维度：科学情境、科学能力、科学知识和科学态度。这时的“科学知识”被解构为“科学的知识”和“科学的本质”两个部 分 （OECD， 2006）。 值 得 注 意 的 是 ， PI SA2006 框架首次将学生对科学和技术问题的态度纳入科学素养之中，这与以往 PISA 评估框架有本质区别。PISA2000 和 PISA2006 关于科学素养的定义均包含了应用科学知识理解自然世界并对自然世界做出正确决策的相关内容。

进入 21 世纪以来，人类在获取充足的水和食物、疾病和健康、能源以及生态环境问题等方面都面临重大挑战，而这些挑战均需以科学为基础创新问题的解决方案。社会急需受过良好教育的科学家进行技术创新。这类科学家既要具备科学知识与科学技能，又要对科学的本质及应用后果有深刻理解，这对迎接即将到来的全球经济、社会和环境的挑战至关重要。基于以上观念，PISA2015 科学素养评估框架由科学情境、科学能力、科学知识和科学态度四个维度组成。

PISA2025 延续了 PISA2015 的科学素养评估框架，但更加关注影响科学学习的情感因素，并将“科学态度”维度拓展为能更广泛描述学生科学参与度的“科学身份”。PISA对科学素养概念界定的转变，实际上反映了时代对学生应具备的科学素养的现实诉求。从原初的重点关注科学内容知识，侧重于学习科学内容和了解科学过程，转变为重点关注科学知识在日常生活和社会发展中的积极推动作用，强调科学与社会、文化的互动，培养人们共同参与科学决策的能力 （Naganuma， 2017），再到将科学教育的育人价值与个人、社会、国家乃至世界的发展联系起来，以学生的情感态度、科学理性和社会适应能力为出发点，高度重视对学生在真实情境中解决问题能力的培养。

（二）PISA2025科学素养评估框架

PISA2025 科学素养评估框架在 PISA2015的基础上，对科学素养的内涵与结构进行了更为精准的界定与延伸。PISA2025 中的科学素养被定义为每个人均应具备科学的知识、能力及身份，这些能力相互作用共同构成科学素养评 估 框 架 （OECD， 2023）。 PISA2025 与 PI SA2015和PISA2006的科学素养评估框架存在一定区别，具体如表 1 所示。

1. 科学情境

科学情境指学生在生活和现实中进行科学探究时面临的问题情境的总和。PISA2006 的科学情境构建主要基于学校的科学课程情境，涉及科学和技术相关的各种具体生活情境，主要包括“健康”“自然资源”“环境”“危害” “科学技术前沿”等领域。技术的发展使得国家之间的边界逐渐模糊，PISA2015 的重点也不再局限于学校范围内的科学情境，而是延伸至与自我、家庭和同伴群体 （个人）、社区（地方或国家） 乃至世界各地 （全球） 有关的生活情境。归根结底，PISA 测评并不是对科学情境的简单评估，而是在特定情境中评估学生的科学知识与能力。从 PISA2006 到 PISA2015，评估的情境从“个人、社会、全球”完善为“个人、地方或国家、全球”，这一说法一直延续至 PISA2025。时至今日，人类面临的共同生活福祉问题，甚至是各个参与科学评估学校的科学环境和教育情境也都被纳入评估框架之中。然而，PISA2025 不仅评估学生在面对全球化情境问题时的科学素养，更重要的是评估学生在个人、地方或国家以及全球情境下运用科学素养解决问题的能力。通过 PI SA2006、PISA2015 和 PISA2025 的对比发现，随着技术发展与全球化程度不断加深，PISA科学素养评估框架中的科学情境已从校本科学课程延伸至人类命运共同体面对的全球性挑战。

2. 科学知识

在 PISA2006 中，科学知识包括“科学的知识”和“科学的本质”。前者指基本的科学概念，后者指“科学探究”和“科学解释”的本质。“科学探究”指明探究是科学教育的核心过程，关注探究过程中各个组成部分的有机融合；“科学解释”代表科学探究的结果。与PISA2006 相比，PISA2015 完善并细化了科学知识的结构，将其划分为三个可区分但又相互关联的组成部分：内容性知识、程序性知识与认识论知识。“内容性知识”指关于自然世界事实、概念、思想和理论的知识，包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学知识。“程序性知识”和“认识论知识”是从 PISA2006 中 的“科学的本质”延伸而来的：“程序性知识”是反映科学活动具体过程和操作步骤的知识，学生可将其视为科学家用来获得可靠有效数据的标准化程序知识；“认识论知识”是指科学知识构建过程中必不可少的结构和定义特征的相关知识 （Duschl， 2008）。具有认识论知识的学生可以用实例解释科学的理论与假设、科学的事实与观察之间的区别。

PISA2025 是在 PISA2015 的基础上发展而来的，其关于“内容性知识”和“程序性知识”的描述变化不大，但对“认识论知识”进行了更详细的阐述。在PISA2025中，“认识论知识”主要指理解科学观察、事实、假设、模型和理论的本质，了解科学与技术的区别和联系，以及理解科学价值。确切地讲，“认识论知识”就是对科学模型、科学活动中的数据和证据、科学推理的本质理解，以及对科学解决问题过程中协作特征的认识。从 PISA2006 到PISA2025，科学知识的内涵不断完善，使得科学素养评估框架的结构变得更加全面，同时“程序性知识”和“认识论知识”的定义也得到了澄清与扩展。

3. 科学能力

在PISA2006中，“科学能力”主要指解释科学现象、识别科学问题和使用科学证据的能力。这三个核心科学能力与科学实践直接相关，也与归纳和演绎推理、系统性思维、关键决策、基于数据的论证和解释、基于模型的思维等关键能力密切相关。

PISA2015 的科学能力包含三个维度：解释科学现象，主要指识别、提供和评估对自然和技术现象的解释；评估和设计科学探究，主要指描述和评价科学调查并提出科学解决问题的方法；科学地解释数据和证据，主要指分析和评估各种科学数据、主张和论点，并得出适 当 的 结 论 。 在 PISA2015 中，科学能力维度进一步体现出“评估”的重要意义，其评估并不限于学生的科学能力，还全面评估了学生的科学现象、科学探究和科学解释。

PISA2025 中的科学能力包括解释科学现象，构建和评估科学探究模式进而批判性解释科学数据和证据，研究、评估和使用科学信息进行决策和行动。解释科学现象是指对自然现象、技术化的人工制品及技术对社会的影响进行解释性说明的能力。此种能力要求学生了解科学思想、科学模型的使用，科学实践和目标的构成，以及科学实践过程的社会和自然环境。PISA2025 将 PISA2015 中的“设计和评估科学探究过程”和“科学地解释数据和证据”能力，合并为“构建和评估科学探究模式，批判性地解释科学数据和证据”的能力。科学能力要求学生反思科学研究设计是否符合研究目的，科学探究过程的逻辑是否合理，如何改进科学探究设计，以及如何辨别科学数据和科学证据是否符合伦理规范。究其根本，PI SA2015 仅关注了科学探究中某一环节的基本能力，而 PISA2025 则关注了学生科学探究整个过程的能力链，同时，凸显了学生对所设计的科学探究方案的内生性评价。此外，社会环境的智能变化促使信息来源渠道以网络为主，但这些自下而上呈指数级增长的信息的科学性尚未完全确认，使“研究、评估和使用科学信息进行决策和行动”成为科学能力关注的重点。

4. 科学身份

科学教育的关键目标是培养学生对科学探究的兴趣，并获得科学技术知识以造福地方、国家乃至是全球的人类。积极的科学态度在科学素养培养中发挥着重要的作用，是个人对科学技术持续保持兴趣、关注和学习的基础。实际上，许多研究都将态度作为科学教育的重要成果，认为其可以影响学生的行为动机和行为意向，并以此为“志业”。

PISA2006 首次构建了科学教育中的情感态度三维评估框架——科学的兴趣、对科学探究的支持以及对资源和环境的责任。PI SA2006 通过学生完成与社会相关的科学问题时的参与度、获取科学知识和技能的意愿以及对科学相关职业的考虑来测算学生对科学的态度。科学教育培养学生面对科学问题的积极态度 可 以 促 进 学 生 自 我 效 能 感 的 长 效 发 展（Bandura， 1990）。

PISA2015 对 PISA2006 的三个方面进行了完善，变成了从对科学与技术的兴趣、是否重视科学探究方法、科学环境意识等方面评估学生的科学态度，这是未来具有科学素养学生的关键特征。

PISA2025 最大的变化是将“科学态度”演变为“科学身份”，并作为科学素养的主要维度。PISA2015 的科学态度仅描述了学生对科学和技术的兴趣与重视程度，始终是以学生为主体来审视科学的价值，描述的是学生对科学这一客体所产生的倾向性态度，学生与科学难以形成紧密联系而处于一种“割裂”的状态。而 PISA2025 的科学身份则是指学生以“科学家”的身份投身于科学的相关研究，并由此产生的认同感和归属感，打破了学生与科学之间原有的主客体二元对立的关系。学生以“科学家”的身份学习和理解科学相关的知识与技能，超越了 PISA2015 中科学态度的内涵。实际上，这种转变的根本原因依然指向适应不确定的智能社会对科学人才的需求。在科技发展迅速的时代，培养具备科学素养和能力的人才至关重要，仅关注学生是否对科学感兴趣，并不能确保他们在实际科学实践中的具体表现。从科学态度到科学身份的转变，更能凸显学生将科学视为自己的身份和使命，能使学生的职业取向与科学发展保持“同频共振”的关系，不仅可以持续并终身激发学生对科学的兴趣和热情，还能促使学生成为积极参与科学实验、观察和推理的实践者，进而培养学生的科学思维和解决问题的能力。因此，PI SA2025 全面展示了科学素养的时代内涵，从 “科学的资本与认知信念”“科学态度与倾向” 和“环境意识与环境问题”三个方面对科学身份进行系统评估。同时，科学身份的构建也吸收了有助于获得科学认同的诸多要素。对所有学生来说，科学身份所带来的科学认同感已被证实可以促进其科学深度学习的发生和科学素养的提升。简言之，身份建构超越了态度倾向的“二元对立”，规避了学生对科学课堂活动的短期或不真实的态度和情感反应，从自我建构过程来实现对未来科学共同体发展的美好愿景（Aschbacher et al.， 2014）。

三、指向科学身份的科学教育价值

PISA2025 科学素养评估框架最重要的变化在于新增“科学身份”评估维度，将科学身份视为在快速变化的数智时代影响科学知识与科学能力发展的关键因素，明晰了科学身份在科学素养中的核心地位。此外，科学身份的获得浸润在科学学习的全过程之中，当学生在科学情境中进行科学探究并积极主动地建构科学知识与科学能力时，也会不断地促进其科学身份的塑造。由此可见，科学身份与科学素养的各个评估维度密切交织，但其对各个评估维度和科学教育发展的意义尚不可知。因此，有必要明晰科学身份的内涵及特征，并在此基础上探寻科学情境、科学知识及科学能力中的科学身份指向，为科学教育的长久发展提供新动能。

（一）明晰科学身份的内涵及特征

传统的科学教育以教授学生科学知识为主要目的，消解了人在科学教育价值实现过程中的意义。实际上，这种狭隘的看法将学生与科学剥离开来，忽略了学生在科学教育中的主体地位，导致学生缺乏对科学学科的归属感。 “身份”通常用来描述人在所处的社会群体中的地位，具有一定的个人性质与社会性质。而迁移到科学教育领域之中，科学身份是在个人渴望学习科学知识并具备科学能力的“自我认可”基础上，在为之付诸行动时被“他人认可”的过程中获得的，因此，科学身份也具有一定的互动性 （Carlone & Johnson， 2007）。此 外，身份为科学教育提供了一种本体论的学习方式，能让学生思考个人与科学世界之间的相互联系，而不仅是学习纯粹的理性知识，这也是构建科学身份的基础 （Renninger， 2009）。科学身份内涵的明晰开辟了一种审视科学教育的新视角，能让学生跳出科学知识体系的禁锢，助力教师发现科学教学和学习过程中被边缘化甚至被忽略的人的问题。同时，科学身份赋予学生更强的内生动力，并将科学相关活动视为值得参与的过程，将科学作为促进学生自身价值实现的途径，从而带来更加正向、持久的影响。

然而，科学身份的社会性质决定其获得科学资本支持的程度。科学资本指与社会资本、文化资本和经济资本相关的科学资源，或是能够帮助个人提高科学成绩和科学参与度的科学资源（Archer et al.， 2012）。学生提高对科学身份的认同感与自豪感，需要时刻在周围的生活情境中感受到科学知识的存在，意识到科学与日常生活是紧密相关的。科学资本不仅包含学生能接触到的科学知识和科学技能，还包括学生参与科学实践的过程，以及家庭对科学的支持程度。更重要的是，科学身份能够重塑学生的科学态度和价值观，有助于增强学生对科学的认同感，甚至会影响学生的科学兴趣与未来职业选择。

（二）生成科学情境中的科学身份

科学身份具有社会性且结构极为复杂，随所处科学情境的变化而变化。这种科学情境不仅指与科学知识与技能相关的问题背景，还嵌入了特定的社会和文化背景。尤其在全球化壁垒逐渐消减所带来的经济发展和技术进步紧密交织的时代背景下，科学情境已从个人、地区或国家层面扩展至全球范围，并且有诸多亟须解决的全球环境、生态危机和可持续发展问题需要全世界共同面对 （Kimmerer， 2012）。PI SA2025 特别强调可持续发展和环境教育，反映了当前社会对于科学发展与人类发展之间关系的重点关注。

情境科学观认为，科学知识是在特定的社会、文化和历史背景下产生和发展而来的，并非孤立存在的。同时，科学发展的目标不仅是满足人类的物质需求，还要考虑环境保护和可持续发展的需要。这就要求科学发展在关注技术进步和经济增长的前提下，注重对自然环境的保护与可持续利用，这也是构建科学身份的重要原因。实际上，许多国家已关注到对学生进行环境教育的问题，并试图让学生以系统视角看待人类与自然生态系统的耦合关系，从而使学生将所学的科学知识和技能用于解决环境和社会相关问题（Young et al.， 2006）。

这与本体论的观点相契合，即科学情境为科学身份的发展提供了“摇篮”。具体而言，不同层次的科学情境及其背后的环境问题实践为学生呈现了真实的科学实验或问题解决环境，为学生提供与科学进行互动的可能，以及深入理解科学知识、参与科学实践的机会。这些互动使学生将自己视为促进全球生态可持续发展的重要角色，以此产生一种类似于科学家的“科学身份”一样的使命感和责任感，并意识到科学对于人类发展和解决环境问题的重要性，从而建立学生对科学教育的认同感，为科学身份的构建和发展提供实践基础 （Vin cent-Ruz & Schunn， 2018）。

（三）塑造科学知识中的科学身份

PISA2025 将科学知识划分为三个维度，其中“内容性知识”和“程序性知识”仅能帮助学生理解生命科学、地球与宇宙科学等知识系统的基本概念，或者通过循规蹈矩的标准化程序分析可靠数据，形成对物质世界与科学现象的基本解释。然而，这样的科学教育往往会忽略学生对科学知识的理解过程，导致学生通过死记硬背来记忆科学知识，始终停留在对科学知识的“浅层记忆”。实际上，人们已经达成一种共识，只掌握基本的科学知识并不能满足 21 世纪经济、政治和文化发展的需要，同 时，这种“储蓄类”的科学知识掌握现状也并非科学教育所期待的。

科学身份则通过赋予“认识论知识”新的价值内涵，打破内容性和程序性科学知识所面临的桎梏。一方面，科学身份中的主观能动性促使学生积极主动地思考自身所处的科学世界，理解其运行秩序与逻辑范式，深度挖掘科学知识的本质特征，使学生从科学知识的掌握者转变为塑造者；另一方面，科学身份作为科学态度维度的延伸，其中与情感态度相关的非认知因素促使科学知识从纯粹理性向充满人性价值的真实世界过渡。其实，PISA 的测评结果并不能直接帮助学生改善科学知识的学习，而是在更大程度上了解学生的个人特质，并利用这些特质促进学生进行有意义的科学学习。具体来说，具有积极情绪的学生可能会产生更加稳定的科学兴趣，并使用更精准的元认知策略促进科学知识的学习，而持有消极情绪、进行被动学习的学生可能会尽量避免参与科学相关的学习活动。换言之，科学教育不仅要促进学生掌握科学知识，更应促进学生个性与社会能力的发展，这样才能将学生塑造成具备科学身份的科学人（Jansen et al.， 2015）。

（四）增强科学能力中的科学身份

PISA2025 对学生应具备的科学能力提出了更进一步的要求，即学生需要具备构建和评估科学探究模式以及利用科学信息进行决策的能力。这意味着学生要在深度理解科学知识的基础上，具备设计、评估和讨论科学探究方案的基本能力。在以往的科学探究活动中，学生大都采用相同的操作步骤重复执行前人进行科学探究时的标准化流程，导致学生很容易陷入科学探究的“还原困境”，最终获得的结果都是固有的、千篇一律的“科学真理”。而科学身份的内涵强调“科学本质”与“科学思想”的重要性，即学生需具备审视科学探究过程背后所蕴含的科学思维的能力 （Allchin， 2012）。拥有科学身份的学生能像真正的科学家那样投身科学活动，有利于学生形成独立自主评估科学探究模式的能力，即能够判断科学探究的程序和流程是否合理，这也是得出正确、合理的科学结论的前提条件。具备上述能力的学生很容易习以为常地利用真正的科学思维，跳出“标准化”科学探究设计背后的思维窠臼，从而增强科学身份。

此外，科学探究设计中的研究问题确定、实验设计等都需要科学信息的支撑。但在当前信息大爆炸的智能时代，信息的数量和流动性都呈现指数增长的趋势，致使信息获取的便捷性极大提高，但也导致错误信息和虚假信息的流动性骤增。对于缺乏科学身份的学生来说，由于尚未形成真正的科学家应具备的批判性能力，往往会通过直觉来判断网络上良莠不齐的信息，导致做出错误的决策行为。由此可见，只有在科学身份与科学能力之间协同效应的影响下，才能帮助学生真正像科学家一样思考。

四、PISA2025科学素养评估框架的启示

（一） 立足科学态度，指向科学身份的理念转变

PISA2015 立足于科学态度建构科学素养框架，仅关注了学生学习过程中的态度因素，忽略了学生的主体性、主观能动性和对科学的独特情感。在现阶段科学教育中，仅关注科学课堂活动为学生带来的态度方面的短期效益，忽略了科学身份认同感带来的长期益处，而获得科学身份认同正是促进科学学习具有蓬勃生命力、实现可持续发展的必由之路。

学生科学身份的获得需要社会、学校、家庭的协同助力，不断为学生提供丰富的科学资源与心理建设支持。社会作为培养学生科学素养的大环境，应当举办各种类型的科学活动，如整合本土化资源和社会资助搭建科普场馆，举办科技竞赛与科普知识活动等，让学生亲身感受科学知识，提高对科学的兴趣 （Del Fa vero et al.， 2007）。学校肩负着塑造学生科学价值观的重担，应当建立良好的校园氛围，帮助学生形成崇尚科学、热爱科学的价值观。教师要善于挖掘生活中的科学现象，将先进的科学技术与科技成果融入课堂，培养学生对科学的兴趣和自豪感。此外，教师可采取有效的教学策略促进学生在掌握科学知识的基础上，愿意像科学家一样投身到科学学习过程中，并逐渐转变为同科学家一样进行思考。在此过程中，帮助学生增强对科学学习的信心，增加对科学身份的“自我认同”。家长在日常生活中可以为学生创造接触科学的机会，鼓励学生进行积极的科学探索，如时常观看与科学相关的电视节目、科普书籍等，一起讨论科学问题，研究科学现象，培养学生积极、持久的科学态度，及时认同并肯定学生的表现，促成学生科学身份的“他人认同”。

（二） 创设科学情境，促进科学实践的落地生根

科学教育具有极强的综合性与实践性，科学学习应当在具体的科学情境和问题中进行，这样才能帮助学生全面理解科学的本质（万东升 & 魏冰， 2016）。不同层次科学情境中的环境问题同样值得关注。创设真实环境问题相关的科学情境，会促使学生将自己视为促进全球生态可持续发展的重要角色，认可自己作为“科学家”对于社会和人类所做出的贡献，从而产生使命感、责任感和归属感，这种情感作为一种内驱力可以更好地促进学生科学素养的提升。

因此，要重视科学教育中的情境创设，促进科学实践的落地生根。具体而言，要从考查学生对科学知识的掌握，转变为考查学生在真实科学情境下解决实际问题时将科学知识与科学技能进行融合与迁移的能力。教科书作为连接理想知识与现实实践的重要桥梁，其中的教学情境设计应尽可能贴近生活，如教材内容适当融入与环境相关的问题，整理归纳每个季节中与环境可持续发展相关的科学活动，并将其融入课程教学设计之中，将真实情境与科学知识深度融合，促进学生更直观地感受自己的科学身份。同时，教师可以结合生活现象构建问题情境创设和开展基于真实科学情境的课堂活动，引导学生在掌握抽象知识的基础上进行科学探究，全面提升学生的学习兴趣。还可以应用数字化实验系统为科学教育赋能，充分探索数字技术与科学教育的深度融合 （薛耀锋 等，2013）。数字化实验系统突破了传统实验操作器材和场地等方面的束缚，数字化设备为学生提供了“具身”体验科学探究过程的理想情境，更是将无法直接观察、测量的实验数据直观形象地进行展示，促进学生全面了解科学现象发生的全过程。因此，要从教材设计、教学方式、教学工具等方面入手创设真实的科学情境，促进科学实践的落地生根。

（三） 落实评估与反思，驱动科学探究的改进完善

目前，我国科学课堂中的探究活动大都要求学生“临摹”式地执行一系列规范的实验操作，这可能会弱化学生对科学探究过程的评价与元认知反思。评价与反思能够促使学生对科学探究的设计过程、探究方法与实验结果有更深刻的认知，促进科学探究的改进与优化，帮助学生形成科学家应具备的思维方式与认知策略，从而成为真正的科学工作者。科学探究的目的是引导学生反思科学探究的实验设计的实然与应然，让学生真正了解科学探究过程并非单纯地进行实验操作，而是涵盖了更深层次的实验设计思维。科学实验的数据测量结果往往会存在一定的误差或偶然性，加之未知的科学结论无法根据已知结果直接得出，需要学生具备对实验数据进行精准评价和科学解释的能力，并通过对数据进行清洗、分析、提炼，发现潜在科学规律。此外，还需要对科学结论的合理性进行评价，进一步反思是否达到预期的实验目标，以及如何修正才能改进实验结果。

培育学生的评价与反思能力需要教师耐心引导，不能像内容性知识和程序性知识那样直接教授，需要在课堂教学中潜移默化地培养。科学身份既可以提高学生在实验设计和数据分析方面的严谨性，也有助于学生通过对现有理论和研究成果进行评估与反思提出更有意义的问题和假设，还有助于学生关注科学研究的伦理和道德问题，并积极倡导科学的社会责任。因此，教师需要在教学过程中贯穿科学的评价与反思，聚焦科学探究过程的每个环节，引导学生思考每个环节的设计是否合理，是否可以找到可借鉴的做法并加以改进，达到以评促学的目的（冯毅， 2021）。

（四） 培养信息批判力，实现科学信息的辨伪存真

信息技术飞速发展为社会变革带来机遇的同时，也带来了信息超载与信息真伪难辨的风险。科学的论点需要科学信息的支撑，然而目前的科学课程只关注科学素养能力的提升，忽略了学生对海量科学信息进行筛选与过滤能力的培养。因此，我们必须重新审视科学教育中的信息处理问题，促进学生科学信息批判能力的不断提升，减少“假共识知识”带来的负面影响。在科学教育实践中融入信息素养的相关内容，提升学生在科学调研、科学问题解决、科学论证等环节的信息批判能力，转变学生的刻板印象或已经形成的某种既定的思维习惯。在信息错综复杂的时代，对待尚未达成科学共识的信息需要培养学生保持“辨伪存真”的态度。培养学生持续追问科学探究过程中面临的诸多“为什么”的执着精神，探究“真科学知识”以促进科学知识掌握。

同时，也要培养学生对科学信息进行“交叉验证”的能力，重新审视科学信息中存在的不确定性。不同视角对同一科学知识的阐述难免会产生偏差，当面对知识对立与冲突的现象时，培养学生保持中立性和科学理性，使其能够明晰其中不同观点解释具体科学问题时的科学程度。培养学生运用科学信息的规范性，保证信息获取痕迹可以追本溯源，尽量减少学生对“二手知识”或“二手数据”的利用，提升学生对信息源头进行回溯的能力，养成对引用或借鉴的科学信息标注来源的习惯，保证引用内容的科学性和真实性。

参考文献

冯毅.（2021）. 在科学探究活动中引导学生反思评价. 中国教育学 刊（9），81-84，97.

教育部.（2001）. 全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准（实 验稿）. 北京师范大学出版社.教育部.（2017-1-19）. 教育部关于印发《义务教育小学科学课程标准》的通知. 中华人民共和国教育部网站. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/201702/t20170215_296305.html

教育部.（2022-3-25）. 教育部关于印发义务教育课程方案和课程标准（2022年版）的通知. 中华人民共和国教育部网站. https：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/S8001/t20220420_619921.htm

教育部等十八部门.（2023-5-17）. 教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见. 中华人民共和国教育部网 站. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A29/202305/t20230529_1061838.htm

万东升，& 魏冰.（2016）. 以当代科学实践为情境的科学教学模式初探. 课程·教材·教法（12），85-90.

新华社.（2023-2-21）. 习近平主持中共中央政治局第三次集体学习并发表重要讲话. 中华人民共和国中央人民政府网站.http：//www.gov.cn/xinwen/2023-02/22/content_5742718.htm

薛耀锋，祝智庭，陈汉军，陆李杨，& 王美.（2013）. 上海市中学数字化实验教学现状抽样调查与分析. 中国电化教育（1），88-93.

钟启泉.（1997）. 国外“科学素养”说与理科课程改革. 比较教育研 究（1），16-21.

Allchin， D. （2012）. Teaching the nature of science through scientificerrors. Science Education， 96（5）， 904-926.

Archer， L.， DeWitt， J.， Osborne， J.， Dillon， J.， Willis， B.， & Wong， B.（2012）. Science aspirations， capital， and family habitus： How fami⁃lies shape children’s engagement and identification with science.American Educational Research Journal， 49（5）， 881-908.

Aschbacher， P. R.， Ing， M.， & Tsai， S. M. （2014）. Is science me？ Ex⁃ploring middle school students’STEM career aspirations. Journalof Science Education and Technology， 23， 735-743.

Bandura， A. （1990）. Perceived self-efficacy in the exercise of controlover AIDS infection. Evaluation and Program Planning， 13（1），9-17.

Carlone， H. B.， & Johnson， A. （2007）. Understanding the science ex⁃periences of successful women of color： Science identity as an ana⁃lytic lens. Journal of Research in Science Teaching： The OfficialJournal of the National Association for Research in Science Tea ching， 44（8）， 1187-1218.

Del Favero， L.， Boscolo， P.， Vidotto， G.， & Vicentini， M. （2007）.Classroom discussion and individual problem-solving in the tea- ching of history： Do different instructional approaches affect interestin different ways？ Learning and Instruction， 17（6）， 635-657.Duschl， R. （2008）. Science education in three-part harmony： Balan cing conceptual， epistemic， and social learning goals. Review of Re⁃search in Education， 32（1）， 268-291.

Häussler， P.， & Hoffmann， L. （2000）. A curricular frame for physicseducation： Development， comparison with students’interests， andimpact on students’achievement and self-concept. Science Educa⁃tion， 84（6）， 689-705.

Holton， G. （1998）. 1948： The new imperative for science literacy.Journal of College Science Teaching， 28（3）， 181.

Hurd， P. D. （1958）. Science literacy： Its meaning for Americanschools. Educational Leadership， 16（1）， 13-16.

Jansen， M.， Scherer， R.， & Schroeders， U. （2015）. Students’self-con⁃cept and self-efficacy in the sciences： Differential relations to ante⁃cedents and educational outcomes. Contemporary Educational Psy⁃chology， 41， 13-24.

Kimmerer， R. W. （2012）. Searching for synergy： Integrating traditio- nal and scientific ecological knowledgein environmental science edu cation. Journal of Environmental Studies and Sciences， 2， 317-323.

Millar， R. （2000）. Science for public understanding： Developing anew course for 16-18 year old students. Critical Studies in Educa⁃tion， 41（2）， 201-214.

Naganuma， S. （2017）. An assessment of civic scientific literacy in Ja⁃pan： Development of a more authentic assessment task and scoringrubric. International Journal of Science Education， 7（4）， 301-322.

OECD. （2006）. The PISA 2006 assessment framework for science， read⁃ing and mathematics.OECD.

OECD.（2023）. PISA 2025 science framework （Draft）. OECD.Renninger， K. A. （2009）. Interest and identity development in instruc⁃tion： An inductive model. Educational Psychologist， 44（2）， 105-118.

Vincent-Ruz， P.， & Schunn， C. D. （2018）. The nature of science iden⁃tity and its role as the driver of student choices. International Jour⁃nal of STEM Education， 5（1）， 1-12.

Yoon， H.， Woo， A. J.， Treagust， D. F.， & Chandrasegaran， A. L.（2015）. Second-year college students’scientific attitudes and cre⁃ative thinking ability： Influence of a problem-based learning（PBL） chemistry laboratory course. Affective Dimensions in Chemis⁃try Education， 217-233.

Young， O. R.， Berkhout， F.， Gallopin， G. C.， Janssen， M. A.， Ostrom，E.， & van der Leeuw， S. （2006）. The globalization of socio-ecologi⁃cal systems： An agenda for scientific research. Global Environmen⁃tal Change， 16（3）， 304-316.

PISA2025 Scientific Identity Assessment Drives High Quality

Development of Science Education

Sun Lihui， Liu Junjie and Zhou Liang

Abstract： Helping students establish a sense of identity and belonging to science and then prompting stu dents to“think like a scientist”has become the core objective of the high-quality development of science edu cation in countries all over the world， but there is no consensus in the academic community on the cultivationand assessment of“sense of identity”. The newly released PISA2025 Science Literacy Assessment Frameworkderives the dimension of“scientific identity”on the basis of“scientific attitude”， aiming at highlighting students’sense of identity and sense of belonging to science， which provides a reference for the high quality of scienceeducation in China. The study has reviewed in detail the historical evolution of the concepts and assessment di mensions of science literacy in the assessment frameworks of PISA2006， PISA2015 and PISA2025， clarified theconnotation and characteristics of scientific identity in science contexts， science knowledge and science compe tence， and clarified the strategic significance of scientific identity in promoting the sustained and high-quality de velopment of science education. Combining“scientific identity”and the development demands of science educa tion in China， the study puts forward the following suggestions： to realize the change of assessment conceptsto scientific identity based on scientific attitudes; to create scientific contexts to promote the practical activitiesof science; to implement assessment and reflection to drive the improvement and refinement of the whole pro cess of scientific inquiry; and to cultivate students’ability to criticize information and enable them to distin guish falsehood while preserving truth in scientific information.

Keywords：scientific identity; PISA2025; scientific literacy; assessment framework; science education

Authors： Sun Lihui， professor of the School of Education， Minzu University of China （Beijing 100081）; LiuJunjie， doctoral candidate of the School of Education， Minzu University of China （Beijing 100081）; Zhou Liang，doctoral candidate of the School of Education， Minzu University of China （Beijing 100081）