สิ่งหนึ่งที่ PISA ให้ความส าคัญในการประเมิน คือ การใช้วิทยาศาสตร์ใน สถานการณ์ต่าง ๆ อย่างหลากหลายในการจัดการกับประเด็นทางวิทยาศาสตร์ การเลือกวิธีการที่ใช้
มักจะขึ้นอยู่กับสถานการณ์ของประเด็นปัญหานั้น ปัญหาแบบเดียวกันแต่ถ้าอยู่ในสถานการณ์ที่
ต่างกัน วิธีการที่เลือกใช้ก็จะต่างกัน ดังนั้นในการสร้างข้อสอบจึงมีการจัดสถานการณ์ หรือจ ากัด บริบทของภารกิจในการประเมินข้อค าถามของ PISA จะเป็นการทดสอบความรู้ความเข้าใจในแนวคิด หลักการทางวิทยาศาสตร์ที่ได้เรียนรู้มาจากหลักสูตร เพื่อน ามาใช้ในการตอบค าถามเรื่องวิทยาศาสตร์
ที่เกิดขึ้นในชีวิตจริง เช่น เกิดกับตัวเอง ครอบครัว หรือเพื่อน (บริบทส่วนตัว) ประเด็นที่ส่งผลกระทบ ต่อสังคม วัฒนธรรม สุขภาพ หรือชีวิตมนุษย์ (บริบทสังคม) ประเด็นทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นข่าวในสื่อ หรือมีผลกระทบสืบเนื่องถึงสังคมโลกหรือต่อโลกอนาคต (บริบทโลก) เป็นต้น
ค าถามของการประเมินผล PISA จึงอยู่ในสถานการณ์ที่เป็นส่วนหนึ่งในโลกชีวิต จริงของนักเรียน และไม่จ ากัดอยู่เฉพาะสถานการณ์ในโรงเรียนเท่านั้น แต่จะเป็นสถานการณ์ที่อาจ เกี่ยวข้องกับตัวเอง ครอบครัว ชุมชน หรือสถานการณ์ของโลกก็ได้ หรือแม้กระทั่งค าถามที่อยู่ใน บริบทประวัติศาสตร์ก็สามารถน ามาใช้ประเมินความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการและความก้าวหน้า ของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้
ส่งผลต่อ บริบท
สถานการณ์ในชีวิตที่เกี่ยวข้อง กับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
- ระดับบุคคล - ระดับท้องถิ่น - ระดับประเทศ - ระดับโลก
สมรรถนะ - การอธิบายปรากฏการณ์เชิง วิทยาศาสตร์
- การประเมินและออกแบบ กระบวนการสืบเสาะหา ความรู้ทางวิทยาศาสตร์
- การแปลความหมายข้อมูล และการใช้ประจักษ์พยาน เชิงวิทยาศาสตร์
ความรู้
- ความรู้ด้านเนื้อหา - ความรู้ด้านกระบวนการ - ความรู้เกี่ยวกับการได้มา ของความรู้
เจตคติ
- ความสนใจในวิทยาศาสตร์
- การเห็นคุณค่าของวิธีการ ทางวิทยาศาสตร์ในการสืบ เสาะหาความรู้
- ความตระหนักถึงสิ่งแวดล้อม
บุคคลต้อง แสดงออกถึง สมรรถนะต่างๆ
21 ตาราง 1 ระดับของบริบทส าหรับการประเมินการรู้เรื่องวิทยาศาสตร์ของ PISA
บริบท ระดับส่วนตัว
(ตัวเอง ครอบครัว เพื่อน)
ระดับท้องถิ่น/ระดับชาติ
(ชุมชน สังคม)
ระดับโลก (ชีวิตทั่วโลก) สุขภาพและโรคภัย การดูแลรักษาสุขภาพ
อุบัติเหตุ โภชนาการ
การควบคุมโรค แพร่เชื้อในสังคม การเลือกอาหาร สุขภาพ ชุมชน
โรคระบาด
การระบาดข้ามประเทศ
ทรัพยากรธรรมชาติ การใช้วัสดุ
และพลังงาน
การรักษาจ านวน ประชากรให้คงที่
คุณภาพชีวิต
ความมั่นคง การผลิตและ การกระจายอาหาร การ จัดหาพลังงาน
แหล่งทรัพยากรที่เกิด ใหม่ได้และแหล่ง ทรัพยากรที่เกิดใหม่
ไม่ได้ การเพิ่มจ านวน ประชากร การใช้
ประโยชน์จากสิ่งมีชีวิต ชนิดต่าง ๆ อย่างยั่งยืน คุณภาพสิ่งแวดล้อม พฤติกรรมเป็นมิตรกับ
สิ่งแวดล้อม การใช้และ การก าจัดวัสดุและ อุปกรณ์
การกระจายของ
ประชากร การก าจัดขยะ ผลกระทบต่อ
สิ่งแวดล้อม
ความหลากหลายทาง ชีววิทยา ความยั่งยืนของ ระบบนิเวศ
การควบคุมมลพิษ การเกิดและการสูญเสีย ผิวดิน/ชีวมวล
อันตราย การประเมินความเสี่ยง ภัยจากทางเลือกการ ด าเนินชีวิต
การเปลี่ยนแปลง กะทันหัน (แผ่นดินไหว สภาพอากาศเลวร้าย) การเปลี่ยนแปลงอย่าง ช้าๆ และต่อเนื่อง (การกัดเซาะชายฝั่ง การตกตะกอน) การประเมินความเสี่ยง
การเปลี่ยนแปลงสภาพ ภูมิอากาศ ผลกระทบ จากการสื่อสาร สมัยใหม่
22 ตาราง 1 (ต่อ)
บริบท ระดับส่วนตัว
(ตัวเอง ครอบครัว เพื่อน)
ระดับท้องถิ่น/ ระดับชาติ
(ชุมชน สังคม)
ระดับโลก (ชีวิตทั่วโลก) ความก้าวหน้าของ
วิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยี
แง่มุมทางวิทยาศาสตร์
เกี่ยวกับงานอดิเรก เทคโนโลยีที่ใช้ส่วน บุคคล กิจกรรมทาง ดนตรีและกีฬา
วัสดุ เครื่องมือและ กระบวนการใหม่
การดัดแปลงพันธุกรรม เทคโนโลยีเกี่ยวกับ สุขภาพ การคมนาคม ขนส่ง
การสูญพันธุ์ของ สิ่งมีชีวิต การส ารวจ อวกาศ การเกิดและ โครงสร้างของจักรวาล
2.2 สมรรถนะทางวิทยาศาสตร์
PISA ประเมินการรู้เรื่องวิทยาศาสตร์โดยให้ความส าคัญเป็นพิเศษกับสมรรถนะ ทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Competencies) และนิยามการประเมินสมรรถนะทางวิทยาศาสตร์
ว่าเป็นการประเมินความสามารถของนักเรียนในการท าสิ่งต่อไปนี้
1. การอธิบายปรากฏการณ์ในเชิงวิทยาศาสตร์ (Explain Phenomena Scientifically)
2. การประเมินและออกแบบกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์
(Evaluate and Design Scientific Enquiry)
3. การแปลความหมายข้อมูลและการใช้ประจักษ์พยานในเชิงวิทยาศาสตร์
(Interpret Data and Evidence Scientifically)
2.2.1 การอธิบายปรากฏการณ์ในเชิงวิทยาศาสตร์
การอธิบายปรากฏการณ์ในเชิงวิทยาศาสตร์เป็นสมรรถนะที่จ าเป็นส าหรับ การรู้เรื่องวิทยาศาสตร์ การแสดงออกถึงสมรรถนะนี้บุคคลที่รู้เรื่องวิทยาศาสตร์ต้องสามารถระลึกถึง ความรู้ด้านเนื้อหาที่เหมาะสมในสถานการณ์ที่ก าหนดให้ และใช้ความรู้เพื่อแปลความหมาย และให้ค าอธิบายต่อปรากฏการณ์ต่าง ๆ สมรรถนะนี้รวมถึงการวาดแบบจ าลองทางวิทยาศาสตร์
เพื่อใช้อธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดในชีวิตประจ าวัน การบรรยายและการตีความปรากฏการณ์
การคาดการณ์หรือการพยากรณ์การเปลี่ยนแปลงที่อาจจะเกิดขึ้น รวมถึงการให้นักเรียนระบุว่า ค าบรรยาย ค าอธิบายใดสมเหตุสมผลหรือไม่ อย่างไร ค าคาดการณ์จะเป็นไปได้หรือไม่ ด้วยเหตุผล อะไร เป็นต้น
23 โดยสรุปแล้ว สมรรถนะการอธิบายปรากฏการณ์ในเชิงวิทยาศาสตร์ หมายถึง การมีความสามารถในการรับรู้ เสนอ และประเมินค าอธิบายที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ
และเทคโนโลยี โดยสามารถท าสิ่งต่อไปนี้
1. น าความรู้ทางวิทยาศาสตร์มาใช้สร้างค าอธิบายที่สมเหตุสมผล 2. ระบุ ใช้ และสร้างแบบจ าลองและการน าเสนอข้อมูลเพื่อใช้ในการ อธิบาย
3. เสนอสมมติฐานเพื่อใช้ในการอธิบาย
4. พยากรณ์การเปลี่ยนแปลงในเชิงวิทยาศาสตร์และให้เหตุผลที่
สมเหตุสมผล
5. อธิบายถึงศักยภาพของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่สามารถน าไปใช้
เพื่อสังคม
2.2.2 การประเมินและออกแบบกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์
บุคคลที่รู้เรื่องวิทยาศาสตร์ต้องมีความสามารถในการประเมินและออกแบบ กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เพื่อใช้ในการสร้างความรู้ที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับโลก ธรรมชาติ การแสดงออกถึงสมรรถนะด้านนี้ บุคคลต้องสามารถประเมินข้อค้นพบทางวิทยาศาสตร์
อย่างมีวิจารณญาณ แยกแยะค าถามทางวิทยาศาสตร์ว่าค าถามใดสามารถตอบได้ด้วยการส ารวจ ตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ สมรรถนะนี้จ าเป็นต้องใช้ความรู้เกี่ยวกับลักษณะส าคัญของการส ารวจ ตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ เช่น การทดสอบที่เที่ยงตรงต้องท าอย่างไร ต้องเปรียบเทียบอะไร ควบคุม ตัวแปรใด และเปลี่ยนแปลงตัวแปรใด ต้องค้นคว้าสาระ และข้อมูลอะไรเพิ่มเติมอีก และต้องท าอะไร อย่างไรจึงจะเก็บข้อมูลที่ต้องการได้ นอกจากนี้ ยังต้องรู้ถึงความส าคัญและคุณค่าของงานวิจัยที่ผ่าน มาที่ส่งผลต่อการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์เรื่องอื่น ๆ ต่อไป รวมถึงการเข้าใจถึงความส าคัญของ การตั้งข้อสงสัยในการรายงานของสื่อ เกี่ยวกับเรื่องวิทยาศาสตร์ว่า ข้อค้นพบจากงานวิจัยต่าง ๆ อาจมีความคลุมเครือ ไม่แน่นอน หรือมีความล าเอียงได้ เป็นต้น
โดยสรุปแล้ว สมรรถนะการประเมินและออกแบบกระบวนการสืบเสาะหา ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ หมายถึง การมีความสามารถในการอธิบายและประเมินคุณค่าของการส ารวจ ตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ และน าเสนอแนวทางในการตอบค าถามอย่างเป็นวิทยาศาสตร์
โดยสามารถท าสิ่งต่อไปนี้
1. ระบุปัญหาที่ต้องการส ารวจตรวจสอบจากการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่
ก าหนดให้
2. แยกแยะได้ว่าประเด็นปัญหาหรือค าถามใดสามารถตรวจสอบได้ด้วย วิธีการทางวิทยาศาสตร์
24 3. เสนอวิธีส ารวจตรวจสอบปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่ก าหนดให้
4. ประเมินวิธีส ารวจตรวจสอบปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่ก าหนดให้
5. บรรยายและประเมินวิธีการต่าง ๆ ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการยืนยันถึง ความน่าเชื่อถือของข้อมูล และความเป็นกลางและการสรุปอ้างอิงจากค าอธิบาย
2.2.3 การแปลความหมายข้อมูลและการใช้ประจักษ์พยานในเชิงวิทยาศาสตร์
บุคคลที่มีสมรรถนะการแปลความหมายข้อมูลและใช้ประจักษ์พยานเชิง วิทยาศาสตร์ ต้องแสดงออกถึงความสามารถในการตีความข้อมูลและหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ใน การสร้างค ากล่าวอ้างหรือลงข้อสรุปน าเสนอข้อมูลที่ได้รับในรูปแบบอื่น เช่น ใช้ค าพูดของตนเอง แผนภาพ หรือการแสดงแทนอื่น ๆ ได้ ซึ่งสมรรถนะนี้จ าเป็นต้องใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ในการ วิเคราะห์หรือสรุปข้อมูล และใช้ความสามารถในการใช้วิธีการพื้นฐานในการแปลงข้อมูลเป็นการแสดง แทนในรูปแบบอื่น ๆ นอกจากนี้ ยังต้องสร้างข้อสรุปที่สมเหตุสมผลบนพื้นฐานของประจักษ์พยาน ข้อมูล หรือประเมินข้อสรุปที่ผู้อื่นสร้างขึ้นว่าสอดคล้องกับประจักษ์พยานที่มีหรือไม่ รวมถึงสามารถให้
เหตุผลสนับสนุนหรือโต้แย้งข้อสรุปอย่างสมเหตุสมผล
ส าหรับนักเรียนวัย 15 ปี สมรรถนะการแปลความหมายข้อมูลและ ใช้ประจักษ์พยานเชิงวิทยาศาสตร์ หมายถึง การที่บุคคลต้องมีความสามารถในการวิเคราะห์และ ประเมิน ข้อมูล ค ากล่าวอ้าง และข้อโต้แย้งและลงข้อสรุปทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างเหมาะสม โดยสามารถท าสิ่งต่อไปนี้
1. แปลงข้อมูลที่น าเสนอในรูปแบบหนึ่งไปสู่รูปแบบอื่น
2. วิเคราะห์และแปลความหมายข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ และลงข้อสรุป 3. ระบุข้อสันนิษฐาน ประจักษ์พยาน และเหตุผล ในเรื่องที่เกี่ยวกับ วิทยาศาสตร์
4. แยกแยะระหว่างข้อโต้แย้งที่มาจากประจักษ์พยานและทฤษฎีทาง วิทยาศาสตร์กับที่มาจากการพิจารณาจากสิ่งอื่น
5. ประเมินข้อโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์และประจักษ์พยานจากแหล่งที่มาที่
หลากหลาย (เช่น หนังสือพิมพ์ อินเทอร์เน็ต และวารสาร)
2.3 ความรู้ทางวิทยาศาสตร์: แนวคิดและเนื้อหาที่ครอบคลุม
การประเมินการรู้เรื่องวิทยาศาสตร์ของ PISA 2015 มีส่วนของความรู้ทาง วิทยาศาสตร์แตกต่างจากการประเมินในรอบที่ผ่านมา การประเมินความรู้ทางวิทยาศาสตร์
(Scientific Knowledge) ที่ PISA 2015 ก าหนดไว้นั้นครอบคลุมความรู้ทางวิทยาศาสตร์สามด้าน ได้แก่
1. ความรู้ด้านเนื้อหา (Content Knowledge)