从PISA命题思想审视科学教育 科学素养的架构与培养.ppt

从PISA命题思想审视科学教育科学素养的架构与培养,http:/,一、科学素养的概念二、PISA对科学素养的架构三、科学素养的测试四、科学课程中科学素养的体现,http:/,2010年中国具备基本科学素养的公民比例达到3.27%，其中，了解必要科学知识的公民比例为14.67%，掌握基本科学方法的公民比例为9.75%，崇尚科学精神的公民比例为64.94%。(美国公众在1985年达到基本科学素养水平的比例为5，到1990年时，这个数字已经达到6.9%)基本的科学方法：例求平均值的意义,http:/,我国公民科学素养的现状为：1、总体上公民科学素养水平近年来逐渐提高，但与发达国家相比还有较大差距；2、不同群体表现出明显的差异：男性高于女性；较低年龄段高于较高年龄段；受教育程度越高整体水平越高；城市公民高于农村；,http:/,3、公民科学素养水平的变化显示，近年来科学素养较低的群体的水平有较快提高，特别是女性、受教育水平较低（指受初中教育）和农村公民科学素养整体水平提高的幅度较大，对公民整体科学素养提高影响显著；4、公民对科学研究的过程和方法理解水平较低；,http:/,5、公民科学精神比较欠缺，还存在大量相信迷信的公民，青少年与科学精神有关的调查结果出现回落，学校对科学精神的培养还存在较大问题。,http:/,国际上普遍将科学素养（Scientific Literacy）概括为三个组成部分，即对于科学知识达到基本的了解程度；对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度；对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。科学的知识 科学的方法 科学的应用(STS),一、科学素养的概念,http:/,AAAS（the American Association for the Advancement of Science)通过对一个具有科学素养的人（a scientifically literate person）的描述来界定：一个有科学素养的人，“知道科学、数学和技术是相互联系的人类智慧的创造物，伟大但仍有局限；明白科学中的一些关键性概念和原理；对世界和自然了解，并认识到世界的多样性和统一性；在个人和社会生活中，能运用科学知识和科学的思考方式。”,http:/,（the National Academy of Science,简称NAS）“科学素养是人们在进行个人决策，参与社会、文化和经济事务时所需要了解的科学知识、概念及过程，科学素养有不同的层次和形式，科学素养的提高和扩展是一生的事，而非仅仅在校期间。”,http:/,（the National Science Foundation,简称NSF）:一个有科学素养的学生应该知道，“广义的科学到底是什么，科学、数学、工程和技术方面的专家们的工作内容和性质，如何评估所谓的科学信息，社会如何作出关于科学和工程方面的理性决策。”,http:/,OECD：运用科学知识，确定问题和作出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和作出决定的能力。运用知识/确定问题与证据/解释与方案决定/是一种能力,一、科学素养的概念,http:/,Pella等认为科学素养有以下七个方面的含义：（1）具有科学素养的人明白科学知识的本质；（2）有科学素养的人在和环境交流时，能准确运用合适的科学概念、原理、定律和理论；（3）有科学素养的人采用科学的方法来解决问题，作出决策，增进其对世界的了解；,http:/,（4）有科学素养的人和世界打交道的方式和科学原则是一致的；（5）有科学素养的人明白并接受科学、技术和社会之间的相关性；（6）有科学素养的人对世界有更丰富、生动和正面的看法；（7）有科学素养的人具有许多和科学技术密切相关的实用技能。,http:/,Miller认为，科学素养是一个与时并进的概念，时代不同，科学素养的内涵也会发生变化。他在“当代情景下”（contemporary situation），定义了科学素养概念的三个维度如下：（1）对科学原理和方法（即科学本质）的理解；（2）对重要科学术语和概念（即科学知识）的理解；（3）对科技的社会影响的意识和理解。,http:/,PISA：要求对科学概念的理解，应用科学观点的能力和对证据的科学思维。,一、科学素养的概念,http:/,个体达到的程度 具有科学知识并将知识应用于相关问题，获取新的知识，解释科学现象并得出基于证据的与科学相关问题的结论。理解科学作为人类知识和探究的形式的特征。了解科学和技术如何影响我们的物质、知识和文化环境。作为有思考力的公民，参与科学相关问题，具有科学意识。,一、科学素养的概念,http:/,欧盟国家科学素质调查的领导人J杜兰特认为科学素养有三部分构成：理解基本科学观点、理解科学方法、理解科学研究结构的功能。,一、科学素养的概念,http:/,我们的观点：科学素养就是掌握必要的科学知识和科学方法，具备一定的科学能力，具有积极端正的科学态度、情感与价值观。可以简单地表达成：科学素养是以科学知识与方法为基础，科学态度为支撑，科学能力为核心的关于科学理解与科学应用的个体的内在特质。,一、科学素养的概念,http:/,一、科学素养的概念,科学素养（科学知识与方法、科学能力与科学态度）的关系图,http:/,PISA定义“科学素养”和创立科学评价任务或问题包含于以下列四个方面1学生需要的或获取的知识或知识的结构（举例：对科学概念的熟悉程度）；2学生需要应用的能力（举例：完成一个特殊的科学步骤）；3学生遇到科学问题和相关知识与技能应用的环境（举例：在与个人生活相关的问题上作出决策，理解世界事务）；4学生对科学的态度与个性品质（dispositions）。,二、PISA对科学素养的架构,http:/,PISA2006评价领域总览表,http:/,就个体而言，PISA对科学素养的定义为：（1）从相关的科学问题中识别问题、获取新知识、解释科学现象、从证据中得出结论的知识和知识的运用。例如，当个体阅读一个健康相关问题时，他们能否区分文本中的科学的和非科学方面？他们能否运用知识作出个人决策？,PISA对科学素养的定义,http:/,（2）理解科学的性质是人类知识和探究的一种形式。例如，个体是否知道基于证据的解释与个人观点之间的区别？（3）对科学是如何改变我们的物质、精神和文化环境的关注（awareness）。例如，个体技术对国民经济、社会组织和文化的影响作用？个体是否关注环境变化和环境变化对经济与社会稳定的效应？（4）作为一个反思型的公民，对从事科学相关问题、科学的思想的意愿。,http:/,PISA对科学素养的架构,http:/,2006科学测试题共有108题，而报告中公布的仅很小的一部分。公布的题目主要包括题目、解析答案、描述题目的项目、正确率等。,三、科学素养的测试,http:/,辐射是人为造成的。（错）电子比原子小。（对）千百年来我们生活的大陆一直在漂移并将继续漂移。（对）早期人类和恐龙生活在同一时代。（错）地心是热的。（对）我们呼吸的氧气来自植物。（对）父亲的基因决定孩子的性别。（对）激光由汇聚声波而产生。（错）抗生素能杀死细菌和病毒。（错）宇宙始于大爆炸。（对）就我们目前所知，人类是从早期生命进化而来的。（对）吸烟导致肺癌。（对）被辐射过的牛奶经过煮沸后可以饮用。（错）,http:/,三题多选题为：光速和声速哪个快？（光速）地球绕太阳转呢，还是太阳绕地球转？（地球绕太阳转）地球绕太阳一周需要多长时间：一天，一个月，还是一年？（一年）两个问答题是：请用自己的话回答：什么是DNA?请用自己的话回答：什么是分子？,http:/,为了测量公众对科学本质的了解，NSF问卷设计了三组问题，这三组问题为：（1）报刊上经常会出现“科学研究”（scientific inquiry）这个词，你对这个词的含义是完全了解呢，还是只有一个大概了解，或者了解很少？如果是完全了解和大概了解，请用你自己的话对它进行一下解释。,http:/,（2）假设有两个科学家都想通过实验方法了解一种治疗高血压的药的疗效。第一个科学家采取让1000位患了高血压的病人服用这种药，观察其中有多少人降低了血压的方法；第二个科学家采取让500位患高血压的病人服用这种药，另外500位不服药，然后比较两组中各有多少人降低了血压的方法。你认为，这两种方法哪个较好？,http:/,（3）如果一个医生告诉一对夫妇，他们生育一个孩子，这个孩子得遗传病的机会为1/4，这是否意味着如果他们的头三个孩子健康，第四个将得遗传病？是否意味着如果第一个孩子得遗传病，他们的下面三个孩子将不会得病？是否意味着这对夫妇的每一个孩子得病的机会均等？是否意味着如果他们只生三个孩子，则三个孩子都会是健康的？,http:/,启示：评价试题的设计应强调情境性评价的价值取向应关注实际应用能力评价的维度应包括学习方式评价的结果分析应考虑背景因素评价的反馈应及时有效,http:/,对科学概念的理解（比热容为例圆的认识）对科学规律的探究（欧姆定律的探究）科学规范的建立（平均值与误差）科学方法的理解与应用（模型方法）科学素养的因素分解,四、科学课程中科学素养的体现,http:/,关于top performers的一些评价结果解释看一些图表来体会PISA的评价方法学科评价与能力评价,http:/,http:/,At Level 1 students have very limited scientific knowledge and are only able to provide possible explanations in familiar contexts.At Level 2 students draw conclusions fromsimple investigations.,http:/,At Level 3 students can identify clearly scientific issues in a variety of contexts and apply scientific principles,facts and knowledge to explain phenomena.At Level 4 students can address specific phenomena and situations,making inferences about science or technology,and they can reflect and communicate decisions using scientific knowledge and evidence.,http:/,At Level 5:students can identify the scientific components of many complex life situations,apply both scientific concepts and knowledge about science to these situations,and compare,select and evaluate appropriate scientific evidence for responding to life situations.Students at this level can use well-developed inquiry abilities,link knowledge appropriately and bring critical insights to situations.They can construct explanations based on evidence and arguments based on their critical analysis.,http:/,at the most advanced level(Level 6):students can consistently identify,explain and apply scientific knowledge and knowledge about science in a variety of complex life situations.They can link different information sources and explanations and use evidence from those sources to justify decisions.They clearly and consistently demonstrate advanced scientific thinking and reasoning,and they demonstrate willingness to use their scientific understanding in support of solutions to unfamiliar scientific and technological situations.Students at this level can use scientific knowledge and develop arguments in support of recommendations and decisions that centre on personal,social or global situations.,http:/,OECD on average 95%at Level 1,81%at Level 2,57%at Level 3,29%at Level 4,9%reached Levels 5 and 6 only 1%reaching Level 6,http:/,http:/,http:/,http:/,http:/,1、乍得湖（Lake Chad）图A表示北非撒哈拉沙漠乍得湖的水面高度变化。乍得湖于公元前20000年完全消失了，那时处于后冰河时期。大约公元前11000年乍得湖又出现了。现在，它的水面高度与公元1000年几乎相同。图B表示撒哈拉岩画（洞穴的壁上发现的图或画）和野生动物类型的变化情况。资料来源:Copyright Bartholomew Ltd 1988.Extracted from The Times Atlas of Archaeology and reproduced by permission of Harper Collins Publishers.问题：现在乍得湖的水深是多少？,阅读问题,http:/,http:/,2、警察一凶杀犯被指控，但嫌嫌犯否认一切。他声称并不认识被害人。他说从来不认识他，从来都没有遇到过他，也从来没有碰过他警察和法官认为他说的不是真话。但如何证实呢？,http:/,科学的警方武器在犯罪现场，调查人员收集每一件可能成为证据的碎片：衣物上的纤维、头发、指纹、烟头从被害人上衣上找到的极少量头发是红色的，居然发现很象是嫌犯的。如果能够证明这些头发真的是嫌犯的，那就是嫌犯曾遇到过被害人的证据。,http:/,每一个个体是唯一的 专家开始工作。他们检查头发根部的一些细胞和嫌犯的血细胞。我们血液中的每一个细胞的核都有DNA。DNA是什么？DNA象两串绞在一起的珍珠项链组成的。,http:/,想象这些珍珠分别有四种不同的颜色，几千颗着色的珍珠（组成一个基因）以一种非常特殊的次序绞在一起。同一个生物体内的所有细胞都有同样的次序：头发细胞的基因序列与大脚趾、肺部、胃部或血细胞的都是一样的。但这种珍珠的序列在不同的人之间是不一样的。这些珍珠用这种形式绞在一起，两个人之间有相同的DNA的可能性几乎没有了，除非这两人是同卵孪生子。因为每一个生命体是唯一的，这样DNA就是一种基因身份识别卡（或叫遗传密码）。,http:/,因此遗传学家能够比较嫌犯的遗传密码（从他的血液来确定）与红头发的那个人的遗传密码。如果两个遗传码是相同的，他们就知道了嫌犯事实上一定接近过被害人，而他说的从未遇到过被害人是不可能的。,http:/,仅仅是一条证据 更多的情况是在性攻击、凶杀、盗窃案或其它犯罪活动，警方采用了基因分析方法。为什么？是为了寻找两人、两物体或人与物体之间接触的证据。对调查来说证明这样的接触通常是很有用的。但对提供一个罪状的证据并不是必须的。它仅仅是许多证据当中的一个证据而已。Anne Versailles,http:/,我们是由亿万个细胞组成的 每一个生物体都有许多细胞组成。细胞其实是极小的。它也可以说是具有显微性的，因为它只能通过显微镜才能看到，在显微镜下它被放大了许多倍。每一个细胞由外层的细胞膜与细胞核构成，而在核可找到DNA。,http:/,遗传是什么？DNA是由很多基因组成的，每一个都由几千个“珍珠”。这些基因组成一个人的遗传密码。,http:/,遗传密码是如何揭示的？遗传学家从被害人身上发现的的头发根部，或从留下的烟蒂的唾液中取一些细胞。他把它们放入能摧毁细胞核（DNA）外围的所有东西的一个仪器中。他用同样的方法处理嫌犯血液中取出一些细胞。这样DNA就用一种特殊的形式为分析作好了准备。接下来，这些特殊的细胞放在一种特殊胶中，并在胶中通以电流。几个小时后，这个仪器就会产生类似商品上的条形码，在特殊的灯光下我们就可以看到像我们买来的商品上一样条形码。嫌犯DNA的条形码就可与被害人身上发现的头发的条形码进行比较。来源：Le Ligueur,27th May 1998.,http:/,参考杂志上文章回答下列问题：问题1 为解释DNA的结构，作者谈到了珍珠项链。一个人与另外一个人的珍珠项链有什么不同？A.长度上不同。B.珍珠的序列不同。C.珍珠的数量不同。D.珍珠的颜色不同。,http:/,问题2 短文框“遗传密码是如何揭示的？”介绍的目的是为了解释A.什么是DNAB.什么是条形码C.如何对细胞进行分析，发现DNA的类型D.罪犯的指控是如何被证实的,http:/,问题3作者的主要目的是A.为了警告B.为了娱乐C.为了通告（inform）D.为了说服（convince）,http:/,问题4在引文的结尾处说“但如何证实呢？”根据这段文章，调查者试图用下列方法找到这个问题的答案：A.询问目击者B.使用基因分析法C.对嫌犯进行彻底审问D.对所有调查结果重新研究,http:/,3、体验贫困（IN POOR TASTE）来自Arnold Jago 你知道吗？1996年我们援助海外穷人的钱相当于我们吃巧克力的钱。对于我们的优先权方面是否发生错误了？对这个问题你准备做些什么？是的，就是你。Arnold Jago,Mildura,http:/,这封信出现在澳大利亚1997年的报纸上。根据信件回答下列问题：问题1Arnold Jago在这封信中的目的是激起人们A.内疚感B.娱乐C.担心D.满足感,http:/,问题2你认为Arnold Jago 在信中希望推动什么样的反应或行动？Government/individuals should spend more on(overseas)aid.,http:/,4、蜜蜂蜜蜂课文本页与下页的信息来自于一本关于蜜蜂的小册子。参照这些信息回答后面的问题。采集花蜜蜜蜂制造蜂蜜是为了生存。这是他们唯一的必需食物。如果在一个蜂箱内有60,000只蜜蜂，大约三分之一的蜜蜂会去采集花蜜，而其余的箱蜂（house bees）把花蜜制造成蜂蜜。,http:/,一小部分蜜蜂承担觅寻者或搜索者的工作。他们发现花蜜的源头，然后返回蜂箱告诉其它蜜蜂花蜜所在处。觅觅寻者用完成一套舞蹈动作的方法让其它蜜蜂知道花蜜的所在地的信息，包括蜜蜂需要飞行的方向和距离。舞蹈过程中蜜蜂以“8”字形环形线路跑动时从一边到另边地摇晃其腰部。舞蹈动作如下图所示。,http:/,http:/,本图表示一只蜜蜂在蜂箱内垂直于蜂窝的界面上的跳舞动作。“8”字形的中部与蜂窝平行，则表示蜜蜂直接朝太阳飞行它们就能找到食物。如果“8”字形的中间部分与蜂窝垂直，则蜜蜂需垂直于太阳光方向才能找到食物。食物与蜂箱的距离则用蜜蜂摇晃其腰的时间长度来表达。蜜蜂晃腰时间一会儿就表示作物相当近。如果需要习很长的路则它会晃腰很长时间。,http:/,酿造蜂蜜如果蜜蜂带着花蜜到达蜂箱，它们就把花蜜传给箱蜂。箱蜂就把花蜜转移到它们的上颚暴露在蜂箱的干热空气中。当花蜜刚采集的时候含有糖份、矿物质和80%的水分。十到二十分钟后，许多多余的水分被蒸发了，箱蜂就把花蜜放入蜂窝的巢室（cell）中，在那里蒸发继续进行。三天后，巢室中的蜂蜜还含有20%的水分。在这个阶段，蜜蜂用蜂腊作盖子封住巢室。,http:/,在任何一次，一个蜂箱内的蜜蜂往往采集相同类型的花蜜，从同种花上或从同一个区域。花蜜的一些主要来源是果树、三叶草或开花的树。词汇 箱蜂 在蜂箱内工作的蜂.上颚 嘴的一部分 来源:“Hum Sweet Hum”,National Foundation for Educational Research,1993.,http:/,问题1蜜蜂跳舞的目的是什么？A.为了庆祝蜂蜜生产的成功B.为了表达觅寻者发现植物的种类C.为了庆祝新的蜂皇产生D.为了表达觅寻者发现食物的地方,http:/,问题2写出花蜜的三种主要来源1.2.3.问题3花蜜与蜂蜜的主要区别是什么？A.物质中水的比例B.糖份与矿物质的比例C.采集花蜜的植物种类D.加工这种物质的蜂的类型,http:/,问题4在舞蹈中，蜜蜂表示食物离蜂箱的距离是怎么做的？,http:/,数学问题,1一只海豹即使在睡觉的时候也要呼吸。马丁对海豹观察了一个小时。开始时，海豹跳入海底睡觉。8分钟后，慢慢浮出水面开始呼吸。3分钟后，他又回到海底，整个过程从开始到结束都非常有规律。一小时后，海豹：A.在海底；B.在上浮的过程中；C.呼吸；D.在下沉的过程中。,http:/,2 抢劫案问题：一名电视记者展示出下面的图表，并说：“图表显示，1998与1999年间的抢劫案件数字有大的增长。”你认为这名记者对于这个图表的解释合理吗？请提供一个解释以支持你的答案。,http:/,3 最佳汽车一本汽车杂志运用一套记分方法来评价新推出的汽车，从而选出总分最高的汽车为“全年最佳汽车”。现有五辆新车被评选，下表列出的是它们各项评价的得分。,http:/,评分标准如下：3分=极佳 2分=良好 1分=普通问题1：这本汽车杂志运用下列公式（个别得分的加权总和），来计算每辆汽车的总分：总分=(3 S)+F+E+T请计算汽车“Ca”的总分，并把答案写在下面。Ca的总分：_（参考答案：15分）问题2：汽车Ca的制造商认为这种计算总分的方法并不公平。请另写一条计算总分的方法，以使汽车Ca能成为优胜者。你的算式必须全部包含4个变量，请于下列算式的四个空格上填写正数以表达你的计算方法。总分=_ S+_ F+_ E+_ T,http:/,4 捕鱼 某池塘养了一些鱼，下图表示水池中鱼的总重量增长数学模型。问题：如果某渔民想若干年后捕捞池塘里的鱼，要想实现年捕鱼量最多，他需要等几年？列出论证过程。,http:/,1 应禁止转基因玉米（2006）野生生物保护组织要求禁止一种新的转基因（GM）玉米。这种玉米的设计愿意是它不会象传统的玉米那样受一种新的除草剂的影响。这种新的除草剂会杀死长在玉米田里的大多数杂草。保护主义者说，因为这些杂草可以喂养小动物，尤其是昆虫，这种新除草剂在转基因玉米上的使用对环境造成破坏。使用转基因玉米的支持者说，科学研究已经表明了那样的情况不可能发生。,科学问题,http:/,上文中提及的科学研究中有这样一些细节：玉米种在不同国家的200块田里；每一块田分成两半。使用新的强除草剂的转基因玉米种植一半田，使用传统除草剂的传统玉米种植另一半；使用新除除草剂的转基因玉米田里与使用传统除草剂的传统玉米田里的昆虫数量几乎是一样的。,http:/,问题：玉米种在跨国家的200块田里.为什么科学家使用一个以上的地点？A.这样很多农民能试用新的转基因玉米。B.为了解有多少转基因玉米能够种植。C.为尽可能多的地上能够种植转基因玉米。D.为了涵盖玉米的各种生长情况。正确:D.问题类型：多项选择 能力:识别科学问题知识类别:“科学探究”(关于科学的知识)应用领域:“科技前沿”环境:社会的 难度:421OECD国的正确率:73.6%,http:/,下列信息对你有多大兴趣？（每一行你只能勾一格）,http:/,2 大峡谷（2006）大峡谷位于美国的沙漠地区。它既大又深，涵盖许多岩石层。以前的某一时期，地壳运动使这些岩层上升了。现在大峡谷的某些地区有1.6 km 深。科罗拉多河穿过峡谷的底部。下图摄于峡谷的南部边缘地带C。在峡谷壁上可看到不同的岩层。,http:/,http:/,（1）每年约有五百万人参观大峡谷国家公园。那么多游客进入，我们担心是否会对公园造成伤害。用科学研究能否回答下列问题？下列问题能否用科学研究来（回答“是”或“否”）游客的行走造成了多少磨损？是/否公园与100年前相比较是否一样美丽？是/否正确:是，否问题类型:多项选择 能力:识别科学问题知识类别:“科学探究”(关于科学的知识)应用领域:“环境”环境:社会的 难度:485OECD国的正确率:61.34%,http:/,（2）大峡谷的气温从00C以下到超过400C。虽然是沙漠地区，岩石的裂缝中有含也有水。这种温度变化与岩石中水份是如何促进岩石崩裂的？A.沸水分解（dissolve）热岩石。B.水将岩石粘合在一起。C.冰对岩石表面丰收光滑作用。D.水的凝固使岩缝膨胀。正确:D 问题类型:多项选择 能力:科学地解释现象 知识类别:“地球与空间系统”应用领域:“环境”环境:社会的 难度:451 OECD国的正确率:67.6%,http:/,（3）在大峡谷的岩层A的石灰岩中有大量的蚌、鱼等海洋动物的化石。几百万年前发生了什么才能解释这些化石的存在？A.在古时候，人们从海洋带了海产品到这一地区。B.海洋曾经是十分风急浪狂的，海洋生物被巨浪冲到了内地。C.海洋在那时候覆盖了这一地区，后来消退了。D.一些海洋生物曾经生活在陆地上，后来迁徙到海洋。正确:C问题类型:多项选择 能力:科学地解释现象知识类别:“地球与空间系统”(科学的知识)应用领域:“自然资源”环境:社会的 难度:411OECD国的正确率:75.8%,http:/,对下列下列叙述你有多少同意的？（每行只能选一项）,http:/,3 酸雨（2006）下图的雕塑叫女像柱，2500年前建于雅典的卫城。这些雕塑是用大理石制作的。大理石是由碳酸钙组成的。,http:/,1980年，雕塑的原件移到了卫城博物馆内，而用复制件替在原位。雕塑原件过去被酸雨侵蚀。（1）正常的雨水呈微弱酸性，原因是它从空气中吸收了一些二氧化碳。酸雨的酸性比正常雨水强，因为它吸收了象氧化硫和氧化氮这样的气体。空气中的氧化硫和氧化氮是从哪里来的？,http:/,（2）酸雨对大理石的作用可以用放一片大理石于醋里来模拟。醋和酸雨的酸性程度差不多。一片大理石放在醋中会产生气泡。我们可以在实验前后分别测量干大理石的质量。一片2.0g的大理石浸没于醋中一整夜，第二天取出后烘干。烘干后的大理石片的质量会：A.小于2.0g B.正好2.0gC.介于2.0与2.4g之间 D.大于2.4g,http:/,（3）做这个实验的学生也同样放一片大理石于蒸馏水中一整夜。解释为什么这个学生要用这个实验步骤。问题类型:开放结构的问答 能力:识别科学问题知识类别:“科学探究”(关于科学的知识)应用领域:“灾害”环境:个人的 难度:满分717；部分得分：513OECD国的正确率:35.6%,http:/,你对下列信息有多大兴趣？（每行只选一个）,http:/,对下列叙述你在多大程度上同意？（每行只选一个）,http:/,4 温室（2006）温室效应：事实还是虚构？生物生存需要能量。维持生命的能量来自太阳，太阳发出的热量进入太空。很小的一部分到达地球。地球的大气就象盖在地球表面毯子一样，以免象其它无大气的星球一样温度发生变化。大多数来自太阳的辐射能量穿过地球的大气层。地球吸收一部分到达它的能量，而另一部分从地球表面反射回去。反射回去的这部分能量被大气层吸收。地球的大气层与温室的效果相当，因此称温室效应。有观点认为温室效应在二十世纪变得更显著了。说明的一个事实是地球的平均温度上升了。报刊认为，二十世纪气温上升的原因是二氧化碳的排放。,http:/,一位叫安德雷的学生对地球大气温度与二氧化碳排放之间的可能关系很感兴趣。在实验室他发现了下列二张图表。,http:/,安德雷从两张图表中得出结论：“可以肯定地球大气平均温度的增加是由二氧化碳排放的增加引起的。”（1）图表中可以支持安德雷的结论是什么？（2）另一个学生珍妮不同意安德雷的结论。她比较两张图表后认为图线的某些地方并不支持安德雷的结论。举出一个图表中不支持安德雷结论的例子。解释你的理由。（3）安德雷坚持他的结论，认为地球大气平均气温的上升归因于二氧化碳排放的增加。而珍妮认为他的结论过早。她说：“但接受这个结论前你必须确认其它可能影响温室效应的因素是不变的”。说出一个珍妮所指的因素。,http:/,5、防晒霜（2006）咪咪和迪安想知道防晒霜产品对皮肤的最佳保护作用。防晒霜产品上有防晒指数SPF（Sun Protection Factor），表达每一种产品对太阳光紫外线成份的吸收程度。一个高SPF的防晒霜比低SPF的更长的防护时间。咪咪想出一种方法来比较一些不同的防晒霜产品。她与迪安选择了下列材料：两张不吸收太阳光的透明塑料纸；一张感光纸；矿物油(M)和含有氧化锌(ZnO)的乳霜；四种不同的防晒霜命名为 S1,S2,S3,and S4。,http:/,咪咪与迪安采用矿物油的原因是它能让大多数的太阳光透过，而氧化锌几乎能彻底挡住太阳光。迪安将每一种物质在一张塑料纸上分别滴在已经圈定的一个个小圆圈内，然后用第二张纸盖于其上。他用一本大书放在两张塑料纸上并按压。咪咪再把这二张塑料纸放在感光纸上。感光纸随它在太阳下暴晒的时间增加会由灰变白（或非常浅的灰色）。最后，迪安将它们放在太阳下。,http:/,（1）下列哪一科学描述的作用是比较防晒霜与矿物油和氧化锌的的效果的？A.矿物油与氧化锌都是被测试的因子。B.矿物油是被测试因子而氧化锌是参照物质。C.矿物油是参照物质而氧化锌是被测试因子。D.矿物油和氧化锌都是参照物质。参考答案：D OECD国的正确率:40.5%,http:/,（2）下列哪个问题是咪咪与迪安想回答的？A.每一种防晒霜与其它三种比较在防护效果上如何？B.防晒霜是如何保护你的皮肤免遭紫外线的？C.是否有防晒霜防护效果比矿物油还差？D.是否有防晒霜防护效果比氧化锌还好？正确:A问题类型:多项选择 能力:识别科学问题知识类别:“科学探究”(关于科学的知识)应用领域:“健康”环境:个人的 难度:499OECD国的正确率:58.3%,http:/,（3）为什么在按压第二张塑料纸？A.为了使滴物不致于变干。B.为了尽可能地把滴物甩远。C.为了使滴物保持在圈定圆圈内。D.为了使滴物有相同的厚度。正确:D问题类型:多项选择 能力:识别科学问题知识类别:“科学探究”(关于科学的知识)应用领域:“健康”环境:个人的 难度:574OECD国的正确率:43.0%,http:/,（4）当感光纸晒于太阳下会由灰色褪成浅灰色，当长时间晒于太阳下则会变成白色。下列哪幅图显示的形式可能发生的？解释你的选择理由。,http:/,正确:A.需要解释的是ZnO滴物仍然保持灰色（因为它挡住了光线），而矿物油滴物变成白色了（因为矿物油几乎不吸收光线）。部分得分:A.对氧化锌滴物或矿物油滴物的任何一个作出正确解释，但没有全部。问题类型:开放结构的问答 能力:使用科学证据知识类别:“科学解释”(关于科学的知识)应用领域:“健康”背景:个人的 难度:满分629，部分得分616OECD国的正确率:27.1%,http:/,6、衣服（2006）英国的一个科学研究小组开发了一种衣服会给残疾儿童以说话的“功能”。这种儿童马甲用一种特殊的电子纺织品（electrotextile）制成，与语言合成器（speech synthesiser）连接，轻叩触敏（touch-sensitive）材料，儿童就能简单的理解。这种材料是由普通布料与能导电的精制浸碳纤维网（carbon-impregnated fibres）做成的。当对纤维施压时，通过导电纤维的信号形式发生了变化，计算机芯片能够检测出衣服被触及的地点。这样任何一个连接于它的电子装置都能被触发，而它赶不上两个火柴盒的大小。,http:/,“这个小东西的精巧之处在于能放入任意编织的纤维，通过任何输送给它的信号我们可以编入已有纤维中，这样你就看不到它了”，一个科学家说。这种材料洗涤、缠绕在物体上或折卷起来都不会损坏。科学家们声称能够低成本大批量生产这种材料。,http:/,（1）上文中提到的这些科学家的宣称在实验室里通过科学研究能验证吗？,问题类型:复合多项选择 能力:识别科学问题知识类别:“科学探究”(关于科学的知识)应用领域:“科技前沿”环境:社会的 难度:567OECD国的正确率:47.9%,http:/,（2）为了检测纤维是否导电，需要下列哪个实验仪器?A.伏特表 B.灯箱C.螺旋测微仪（千分尺）D.测声仪正确:A问题类型:多项选择 能力:科学地解释现象知识类别:“技术系统”(科学的知识)应用领域:“科技前沿”环境:社会的 难度:399OECD国的正确率:79.4%,http:/,7、玛丽梦特娇（2006）疫苗接种的历史玛丽梦特娇（Mary Montague）是一个美丽的女子。1715年，她患上天花病后得以生存，但留下疤痕。1717年，住在土耳其的时候，她看到一种预防接种的方法在那里普遍使用。这种治疗方法就是找一种弱型的天花病毒植入健康的年轻人的皮肤，于是被接种者就生病了，但多数情况下病情只是轻微程度。玛丽梦特娇信任这种接种方法的安全性，于是就让她的儿子和女儿都接种了。,http:/,1796年，爱德华杰纳（Edward Jenner）用一种与天花病毒相联系的牛痘的病毒接种，在体内产生了天花的抗体。与接种天花相比，这种治疗方法几乎不产生副作用，且接种者也不会传染他人。这种疗法就是著名的疫苗接种。（1）哪种疾病可以用接种方法来抵抗的？A.象血友病这样的遗传疾病。B.象脊髓灰质炎这样的由病毒引起的疾病。C.象糖尿病这样的身体功能退化的疾病。D.任何一种没法治疗的疾病。B,http:/,（2）如果动物或人生了细菌性传染病后康复了，引起疾病的这类细菌往往不太会再使人生病。这种情况的原因是什么？A.身体杀灭了可能引起疾病的所有细菌。B.这种细菌繁殖前就被身体内产生的抗体杀灭了。C.红血球杀灭了所有可能引起同一种疾病的细菌。D.红血球浮获并从身体内除掉了这类细菌。正确:B.（3）给出一个理由说明为什么尤其要推荐儿童和老年人接种流感疫苗？,http:/,