PISA 2012基于计算机的问题解决中国上海测评结果

“PISA 2012基于计算机的问题解决”中国上海测评结果
PISA 2012中国上海项目组
上海市教育科学研究院SHPISA研究中心

2013年12月3日经济合作与发展组织发布了PISA 2012数学、阅读和科学领域的测评结果，有65个国家（地区）参加，上海获得三个领域第一；在这次测试中，各个国家（地区）还随机抽取了约两千名学生参加了基于计算机的问题解决测试，这是OECD首次尝试用计算机的方式来测评问题解决能力，是一种全新的探索，在65个国家（地区）中有44个参加，这一结果于2014年4月1日发布。此外，2014年7月还将发布财经素养测评结果，这是OECD首次将财经素养作为可选项，有18个国家（地区）选择参加这个领域的测评。中国上海（简称上海）是少数几个参加了全部测评的国家（地区）之一。

一、基于计算机的问题解决领域的主要结果

• 上海学生问题解决平均成绩为536分，与中国澳门（540分)、中国香港（540分）、中国台北（534分）没有显著差异，分列4-7名，高于OECD平均（500分）。第1-2名为新加坡（562分）和韩国（561分），第3名为日本（552分）。
• 有89.4%的学生在问题解决上达到2级（适应未来工作和社会生活需要的最基本要求）及以上水平，有18.3%的学生达到高水平（5级和6级）。
• 男生的问题解决平均成绩比女生高25分，性别差异在各国（地区）中是较大的，OECD平均而言男生问题解决平均成绩比女生高7分。
• PISA问题解决包含多种类型问题，上海学生解决静态问题比互动问题好，获取知识比运用知识好。
• 上海学生问题解决成绩受家庭背景影响的程度与OECD平均相当。
• 上海学生和其他国家（地区）数学、阅读和科学成绩相当的学生相比，在使用计算机解决问题的表现显著较低，这与学生在家庭和学校用电脑学习的情况有关。

二、上海学生在问题解决上的表现

上海学生问题解决平均成绩为536分，显著高于OECD平均（500分）。与中国香港（540分）、中国澳门（540分）、中国台北（534分）没有显著差异，显著低于新加坡（562分）、韩国（561分）和日本（552分）。

根据学生能够答对的题目难度，可以描述出6个精熟度水平，最高为6级，最低为1级，其中2级水平是适应未来工作和社会生活的最基本要求，上海有89.4%的学生在问题解决上达到2级及以上水平。还有一些学生处于1级水平或1级水平以下，这些学生只能解决背景熟悉的、很简单的、不需要深入思考的问题，例如从一个不同品牌和价格的家具目录中选出最便宜的款式（1级水平的任务），或者找出一条对3个人来说都能在最短时间到达的见面地点（样题《交通》问题3）。上海这部分学生的比例(10.6%)显著低于OECD平均（21.4%）。

14.1%的上海学生位于5级精熟度水平，这部分学生当面对一个复杂涉及多个约束或未知条件的问题时，能有针对性地、尝试多种步骤探索和解决。4.1%的上海学生位于6级水平，他们从一开始就能对问题形成完整的认知模型，开发整体解决问题计划。OECD平均有11.4%的15岁学生处于5级水平，2.5%的学生处于6级水平。

三、上海学生在不同问题解决内容上的优势和弱点

从所要解决的问题性质来看，中国上海学生在解决静态问题上的表现优于动态问题的表现。从问题解决的过程来看，上海学生在要求获取知识的问题上表现优于运用知识的问题。

将学生在互动问题上的表现和他们在获取知识问题上的表现结合，可以把国家（地区）分为四种类型，上海属于获取知识强但互动表现弱的类型。如果上海学生能有效改善互动能力，问题解决成绩就可能有很大提高。

四、问题解决成绩的性别差异和家庭背景的影响

上海男生基于计算机的问题解决平均成绩（549.3分）显著高于女生（524.2分）。从OECD各国平均来看，男生问题解决平均成绩（503.4分）也显著高于女生（496.7分）。

上海学生问题解决的成绩差异中与14.1%是学生家庭社会经济文化地位有关，和OECD平均没有显著差异，说明上海学生问题解决成绩的公平性和OECD平均相当。

五、基于计算机的问题解决与数学领域的表现比较

上海学生和其他国家（地区）数学、阅读和科学成绩相当的学生相比，在问题解决领域的表现显著较低，说明上海学生应对学校中不太遇到的复杂现实生活问题的机会比较少。

PISA 2012问题解决测试是在计算机上进行的，对电脑的熟悉程度可能会对学生的测试成绩有影响。PISA的数据表明,参与PISA评估的OECD国家平均有95%的学生在家庭中使用电脑（包括台式机、笔记本和平板电脑），但是在上海只有86%的学生在家中使用电脑。在学校使用电脑的学生比例差距更大，OECD国家72%的学生在学校使用电脑，但在上海只有39%的学生在学校里使用电脑。

上海学生在家中使用电脑的学生问题解决平均成绩比不使用的学生高56分，在学校中使用电脑的学生比不使用的学生高16分。

上海学生基于计算机的数学和阅读与纸笔测试的数学和阅读成绩相比，分别低50分和38分，可见计算机测试方式的影响很大。

附录1. PISA 2012基于计算机的问题解决简介

问题解决能力

在没有直接明确解决办法的情况下，个人投入认知过程以理解并处理问题情境的能力，还包括个人为了实现潜能，成为具有建设性和反思能力的公民，而愿意投入到这些情境中去的意愿。

参加基于计算机的问题解决测试的国家（地区）

共44个国家（地区）参加了这项测试，其中有28个OECD成员国：澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、智利、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、匈牙利、爱尔兰、以色列、意大利、日本、韩国、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、土耳其、英格兰（联合王国）、美国。16个伙伴国家（地区）：巴西、保加利亚、哥伦比亚、克罗地亚、塞浦路斯、中国香港、中国澳门、马来西亚、黑山、俄罗斯、塞尔维亚、中国上海、新加坡、中国台北、阿联酋、乌拉圭。

测试设计

• 问题解决是在计算机上测试的，在测试中只涉及基本的计算机操作，比如使用键盘、操作鼠标、点击、拖放、使用鼠标滚轮、下拉菜单以及超链接。保证在衡量问题解决能力时，把测试对计算机操作能力的要求以及其影响降到最低。不同的学生可能被分配到不同的试题组合，每个学生答题的时间是40分钟。除了问题解决外，包括上海在内的32个国家（地区）还参加了自选的（附加的）基于计算机的数学和阅读测试，学生所答试题包括了问题解决模块以及自选模块在内。
• 计算机测试使得互动问题成为可能。在互动问题中，学生需要探索环境，得到他们操作的反馈，来获得解决问题需要的信息。测试的问题有单项选择题，也有要求学生自己建构回答的题目。
• 参加基于计算机的问题解决测试的学生还参加了2小时的数学、阅读和科学测试，还填写了1份大约30分钟的问卷，内容是关于他们的学习经历、家庭和学校的。此外，包括上海在内的一些国家（地区）还做了一份附加问卷，了解学生在运用计算机和信息技术方面的熟悉度问题。

题目类型

按问题性质分为静态问题和互动问题两大类：

静态问题：解决问题所需要的信息在一开始就全部呈现出来了，和学校教科书或试卷中的题目比较接近，例如样题1《交通》。点击链接可以预览:

http://cbasq.acer.edu.au/index.php?cmd=cbaItemPreview&unitVersionId=499

互动问题：解决问题所需要的信息不是在一开始就披露的，而要学生通过与计算机互动来探索问题情境，找到有用的信息。为了得出结论，学生要愿意探索陌生的情境，容忍怀疑和不确定性，敢于依靠直觉创造性地得出结论。例如样题2《车票》。点击链接可以预览：

http://cbasq.acer.edu.au/index.php?cmd=cbaItemPreview&unitVersionId=501

按问题解决的过程分为获取知识与应用知识两大类：

获取知识：这类问题要求探索和理解问题中所呈现的信息，用文字、图表或符号描述问题情境中的信息，通过认识问题中的相关事实和其内部关系来构思假设。获取知识的问题要求通常比较抽象，例如要求学生“画一个示意图”。

运用知识：这类问题要求通过设定目标和子目标来设计方案，并执行计划中确定的步骤。运用知识的问题中通常带有比较具体的行为动词，例如“去”“买”，或者要求学生操作设备。

参加的学生

2012年4月13日下午，参加过当天上午PISA 2012数学、阅读和科学纸笔测试的5117名学生中，随机抽取的2372名学生在所在学校于同一时间参加了基于计算机的测试，每名学生的测试时间为40分钟。全世界大约有8.5万名15岁学生参加了基于计算机的测试，参加纸笔测试的学生约51万名。