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PISA는 수학 · 읽기 · 과학 영역 내의 개념을 이해하고 습득한 지식을 활용하여 실제 생활에서 접할 수 있는 다양한 상황과 맥락에서 문제를 해결하는 능력의 평가를 강조한다. 이러한 평가를 위하여 지식, 과정, 상황이라는 세 차원으로 이루어진 평가틀을 설계하되, 평가 영역의 특성을 반영하여 영역에 따라 차원을 구체화하고 하위 요소를 구성한다. 평가틀의 축을 이루는 세 차원의 의미는 영역에 따라 다소 차이가 있지만 공통적인 의미는 각각 다음과 같다. 먼저 ‘지식’은 문제 해결에 필요한 개념, ‘과정’은 문제 해결을 수행하는 인지과정, ‘상황’은 지식과 인지 과정이 적용되는 상황과 맥락을 의미한다. PISA 2012에 실시된 컴퓨터 기반 평가(CBA), 즉 CBAPS, CBAM, DRA에서 평가하는 각 소양의 정의 및 평가틀의 차원과 하위 요소에 대해서는 각각 Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ장에 상세히 기술되어 있다. CBA 평가도구는 PBA 평가도구에 포함된 문항들과 다른 문항들로 구성되지만 동일 영역 내의 평가틀은 CBA와 PBA에 거의 동일하게 적용된다. 예를 들어 수학 영역의 경우, CBAM 평가도구는 수학 지필평가 검사지와 그 평가틀을 공유한다.
PISA는 실제 생활에서 접할 수 있는 상황과 맥락에서 문제를 해결하는 능력의 평가를 강조한다. 세 차원으로 이루어진 평가틀을 설계한다. 세 차원의 의미는 공통적인 의미는 ‘지식’은 문제 해결에 필요한 개념, ‘과정’은 문제 해결을 수행하는 인지과정, ‘상황’은 지식과 인지 과정이 적용되는 상황과 맥락을 의미한다.