架构分类2015架构

健康與 疾病
自然 資源
環境的 品質
個人
地區/國家
健康維持、意外、 疾病控制、社會交
營養學
流、食物選擇、社
區衛生
物料與能源的個 人使用
人口數量的維 持、生活品質、安 全、糧食的產出與 分佈、能源供給
對環境友善的行 人口分佈、垃圾控
動、使用與控制 制、環境衝擊、在
材料與設備
地天氣
全球 流行病、傳染病的 傳播
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PISA 2015 科學能力素養 (2)
• 評估和設計科學探究
– 展現出描述、評價科學調查和提出科學問題 的解決方法之能力：
• 在探討特定的科學研究中，提出問題； • 在科學調查中，分辨出可能的問題； • 在探討特定的科學問題中，提出解決方法； • 在探討特定的科學問題中，評估解決方法； • 描述和評估多種科學家用來確保資料的可靠性、
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PISA 2015 科學知識素養 (4)
• 知識觀
– 上述的構念和特徵在證明科學知識中所扮演的角 色，是：
• 科學數據和推論如何支持科學的主張； • 以不同形式的實證調查來建立知識、目標(測試解釋性
假說或驗證模式)和設計(觀察、控制實驗、相關研究)； • 測量誤差如何影響科學知識的信心程度； • 物理學、系統和抽象模型的使用和所扮演的角色與其
新物料、儀器革 物種的滅絕、太空
新、基因改革、醫 探索、宇宙的起源
療科技、運輸
與結構
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PISA 2015 科學能力素養 (1)
• 解釋科學現象
– 展現出識別、嘗試、評估和解釋自然與科技 現象之能力：
• 回憶和應用適當的科學知識； • 識別、使用、產生解釋性模型以及陳述； • 做出與證明適當的預測； • 提出解釋性假說； • 解釋社會科學知識的潛在影響。
以其他考慮為基礎； • 從不同來源(例如：報紙、網路、期刊)評估科學論
點和證據。
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PISA 2015 科學知識素養 (1)
• 內容
自然科學，需要了解：
• 物質結構(例如：粒子模型、鍵結) • 物質的性質(例如：狀態的變化、導熱性和導電) • 物質的化學變化(例如：化學反應、能量的轉移、酸/鹼)
生命科學，需要了解：
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科學範例1-溫室(2)
一位名叫小德的學生對於地球大氣層的平均溫度和地球上二氧化碳排放 之間的可能關係感到興趣。他在圖書館找到下列兩幅曲線圖。
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科學範例1-溫室(3)
小德從這兩幅曲線圖得出結論，確信地球大氣層的平均溫度的增加是由 於二氧化碳排放的增加。
PISA 2015 科學評量理論架構
情境
• 個人
要求個人展示出
• 地區/國家
• 全球
能力
• 解釋科學現象 • 評估和設計科學
探究 • 闡釋科學資料和
證據
知識
• 內容 • 程序性 • 知識觀
這樣做是受到以下的影響
態度
• 對科學的興趣 • 對科學探究方
法的重視 • 對環境的意識来自PISA 2015 科學的情境向度(1)
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PISA 2015 科學知識素養 (2)
• 程序性
– 變數的概念，包含應變數、自變數和控制變數； – 測量的概念，例如定量[測量]、定性[觀察]、量表的使用、
分類和連續變數； – 評估和減少不確定性的方法，例如重複和平均測量 – 確保可複製性(以相同方法重複測量多次，可獲得一致的
結果)和準確數據(被量測的值與真實的側量值之間非常接 近)的機制 – 適當的使用表、圖、圖表等常見方法呈現抽象或描述的數 據 – 在實驗設計中加入變項控制策略，或使用隨機控制實驗， 以避免混淆發現，並找出可能的因果機制 – 針對特定的科學問題，做出適當的設計，例如實驗、實務 研究或是尋找規律。
限制； • 合作和批判以及同儕審查有助於建立科學主張的信心； • 科學知識和其他形式的知識一樣，可以辨識並解決社
會與科技的議題。
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科學範例1-溫室(1)
閱讀文章並回答下列問題。
溫室效應：事實還是想像？
生物需要能量才能生存。維持地球上生命的能量來自於太陽，由於太陽 是如此熾熱，因此將能量輻射到太空中。這些能量只有一小部分會到達 地球。 地球的大氣層就像包裹著我們星球表面的保護毯一樣，避免存在於真空 世界裡的溫度差異。 大部分來自太陽的輻射能量穿過地球的大氣層。地球吸收部分這些能量， 而部分則從地球表面反射回去。部分這些反射的能量會被大氣層吸收。 正由於如此，地球表面以上的平均溫度比如果沒有大氣層時來得高。地 球大氣層有著和溫室一樣的效應，因此有了溫室效應一詞。 據說溫室效應在二十世紀變得越來越顯著。 事實上，地球大氣層的平均溫度已經增加。報章雜誌經常聲稱，二氧化 碳排放的增加是二十世紀溫度上升的主要原因。
• 細胞(例如：結構和功能、DNA、植物和動物) • 人群(例如：物種、進化、生物多樣性、遺傳變異) • 生態系統(例如：食物鏈、物質和能量流)
太空學，需要了解：
• 地球系統(例如：岩石圈、大氣圈、水圈)
• 地球系統的變化(例如：板塊構造、地球化學循環、建設性和破壞
性的力量)
• 地球的歷史(例如：化石、起源和演化)
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PISA 2015 科學知識素養 (3)
• 知識觀
– 建構和定義科學的特徵，是：
• 科學觀測、事實、假說、模型和理論的本質； • 科學的用途和目標(產生對自然世界的解釋)不同於
科技(產生人類需要的最佳解決方案)，什麼是科學 或科技為基礎的適當問題與數據； • 科學的價值，例如對發表的承諾、客觀性和消除 偏見； • 在科學推理的本質，例如演繹、歸納、最佳解釋 推論(溯因)、類比、以模型為基礎；
再生和非再生的自 然系統、人口生育、 物種平衡
生物多樣性、永續 生態、污染控制、 土壤或生質能源的 產出與流失
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PISA 2015 科學的情境向度(2)
災害
科學與 科技的
探索
個人 生活方式選擇的 風險評估
科學興趣、個人 化科技、音樂與 運動活動
地區/國家
全球
劇變(地震、極端氣 氣候改變、現代通 候)、漸近的變化 訊的影響 (海岸侵蝕、陸地沈 降)、風險評估
客觀性與概化解釋的方法。
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PISA 2015 科學能力素養 (3)
• 闡釋科學資料和證據
– 在多元的敘述中，展現出分析和評估科學數 據、主張和論點以及做出適當的結論之能力：
• 從一個陳述到另一個陳述中轉換數據； • 分析和解釋數據，並做出適當的結論； • 在科學相關的文本中，區分假設、證據和推理； • 區分每個論點是以科學證據、理論為基礎，還是