PISA測試對以能力立意中考命題的啟示

周兆富

（佛山市教育局教研室 廣東佛山 528000）

PISA測試對以能力立意中考命題的啟示

周兆富

（佛山市教育局教研室 廣東佛山 528000）

PISA評估理念對我國基礎教育產生了一定的影響，本文通過PISA公開的測試題和近年各地市中考的物理試題進行對比，提出了命題應從簡單情景入手考查學生的觀察與思考能力，從多方面考查學生的分析與綜合能力，應注重對他們的創造性思維和創新能力的考查等．

觀察與思考 分析與綜合 創新能力

PISA（Program me for International Student Asessment）（國際學生評估項目的縮寫）測試是由經濟合作與發展組織統籌的學生能力國際評估計劃，主要對接近完成基礎教育的15歲學生每3年舉行一次評估，評估分閱讀素養、數學素養及科學素養3個領域．PISA通過測試題和評估過程所滲透出的教育理念對教育帶來了很大的影響．本文通過PISA和中考試題的對比對中考命題的相關問題進行了探討，指出了應注意的若干方面．

啟示1：命題應從簡單情景入手考查觀察與思考能力

PISA考試先進的命題思想給各地初中教育帶來了一定的影響，特別是PISA測試命題從簡單的生活現象出發，尊重現實生活，面對同一現象不斷提出新的問題來啟迪學生深度思考的命題方式，給命題帶來了影響．

【例1】（2006年科學）公交車［1］

一輛汽車正在沿著筆直的公路行駛，司機（名叫Ray）把一杯水放在了儀表盤上面的支架上，突然，他緊急剎車．

圖1 行駛汽車中盛滿水的杯子

問題1：如圖1所示，Ray緊急剎車時杯子里面的水瞬時呈現何種狀態？

A．保持水平

B．從1邊溢出

C．從2邊溢出

D．水會溢出，但是不能確定從哪邊溢出

問題2：

Ray的汽車和大多數公共汽車一樣，是以柴油發動機為動力的，這類汽車導致環境污染．

Ray的一個同事在某城市工作，在那里他們使用無軌電車，這類車以電力發動機為動力，其所需電能由上面的電線供給（像電氣化火車一樣），這些電能又是火力發電廠供給的．

支持使用無軌電車的人說這類公交車不會產生大氣污染．

這些支持者所言正確嗎？發表你的觀點．

感悟與超越：問題2提出了可引發更多思考且沒有唯一答案的問題．柴油發動機污染當下的環境，電力發動機不污染當下環境，但火力發電廠要用化石能源，這又污染電廠附近的環境，電線的布局又給當地市容帶來影響，這系列問題可引發學生更多的思考．

對問題2學生完全可以面對同樣的實事寫出支持或不支持的觀點，面對同樣問題展開不同的思路和方法，這是PISA的妙處，也是培養學生辯證思維的好方法．

【例2】（2012年佛山市物理競賽）請根據下列實驗解答相關問題：

（1）如圖2（a）和（b）所示是正常洗手的兩個動作，請你把兩個手用同樣力的大小壓緊，若每個手4個手指之間的相互作用力大小不變，請感受一下，圖（a）和圖（b）兩個動作中哪一個兩手相對運動會難一些？為什么？

圖2 人正常洗手的兩個動作

（2）請你把考試用的筆按如圖3所示方式水平放在兩個伸直的食指上，若筆的質量分布不均勻，起初兩指分開一定的距離，筆的位置左右不對稱．放置時筆的左端距左側食指A點的距離較筆的右端距右側食指B點距離長一些．在筆不掉下的情況下，緩慢移動兩指，縮小其間距離，直到并攏．圖中O點為筆的中點，在實驗中若左邊手指A先移動，則會合處可能在筆______點（選O點或C點），此點就是筆的______；若筆的重力為G，實驗過程中可以測量出各點間的距離分別為sA O，sA C，sOC，sA B，sO B，sC B，請分別求出A點和B點手受到的壓力FA，FB的大小并寫出推導過程．

圖3 水平放在兩個伸直食指上的鉛筆

感悟與超越：學生可通過實驗感受兩手之間相互作用力的變化并用語言來描述．面對相同的現象可以做出完全不同的解讀，這也正是PISA命題理念的體現和落實，也是對各類考試追求同一答案的挑戰，使辯證看待問題的思維形式滲透到命題和教學之中．

例2中問題（2）學生可在現場對實驗現象觀察與思考的過程中尋找解題的信息．其設計與PISA試測的機考實驗類試題有異曲同工之妙，機考的實驗是虛擬的實驗，學生可在虛擬實驗的操作過程中觀察實驗現象、提取實驗數據、繪制實驗圖像、尋求解決問題所需的各種因素．本題的設計比機考題的理念更先進，做法更大膽，更接近學生生活，也很好地解決了實驗與紙筆考試相結合的問題．

啟示2：命題應從多方面考查分析與綜合能力

生活中的各類現象都同物理知識有著千絲萬縷的聯系，面對同樣的現象可能有不同的解釋，每種解釋都似乎有道理，哪種解釋更具科學性呢？這就是國內外教學與考試中常用的選擇題．PISA測試中的選擇題與常見的選擇題不同之處在于，面對同一情景可能由不同的問題提出，也可能有多種題型混合的現象產生，這同傳統中考命題中規中矩的方式完全不同．

【例3】（2006年科學）星光［2］

Toshio喜歡看星星．然而，他在夜晚不能夠很好地觀察星星，因為他居住在一個大城市．

去年，Toshio到鄉下游玩，在那里他觀察到大量的在城市的時候所看不到的星星（圖4）．

圖4 夜晚觀察到的天空中星星的示意圖

問題3：為什么在鄉下觀察到的星星數目比在大城市中觀察到的多許多

A．在城市中月亮的光比較明亮，掩蓋了許多星星放出的光芒．

B．鄉村的空氣中有比城市的空氣中更多的反射光的灰塵．

C．城市中燈光的光亮使許多星星難以被觀察到．

D．由于汽車、機器和房屋排放的熱量，城市的空氣溫度較熱．

正確回答：C．

問題4：Toshio為了觀察到低亮度的星星，用了一個大口徑的望遠鏡．為什么用一個大口徑的望遠鏡能夠觀察到低亮度的星星

A．口徑越大接收到的光越多

B．口徑越大放大能力越強C．口徑越大看到的天空越多

D．大的口徑能分辨星星模糊的顏色

正確回答：A．

感悟與超越：本題4個選項中的每一項都可能是產生問題的原因，學生必須對各個選項進行分析和思考后，才能找到主要原因并得出正確的結論，這需要學生學會正確地分析產生問題的條件，評估各選項對星光是否明亮的影響程度．

問題3是在用肉眼觀察的基礎上，研究各類條件對觀察效果產生的影響進行評估；問題4則是在借用大口徑望遠鏡進行觀察且能看得很清楚“低亮度的星星”這個實事進行解讀，分析口徑大對觀察“低亮度星星”產生的影響的原因．從PISA測試各類試題的難度看，對學生的要求并不高，只要學生學完小學科學規定的相關內容，就具備了解決相關問題所需的知識，在對問題分析思維方法的訓練方面，這種嘗試有助于學生科學素養的提升．

【例4】（2012年上海市中考）［3］為了研究小球在對接斜面上運動時所能到達的最大高度，小王使小球從AB斜面上高為h處由靜止滾下，小球滾上BC斜面后，能到達的最大高度為h1，如圖5（a）所示．；逐步減小BC斜面的傾角（α1＜α2＜α3），小球能到達的最大高度分別為h2，h3，如圖（b）、（c）所示．然后，他換用材料相同、質量不同的小球再次實驗，如圖（d）所示．請仔細觀察實驗現象，歸納得出初步結論．

（1）分析比較圖（a）、（b）和（c）中小球在BC斜面上能到達的最大高度及相關條件可得，小球從同一高度由靜止滾下時，______．

（2）分析比較圖（c）和（d）中小球在BC斜面上能到達的最大高度及相關條件可得，小球從同一高度由靜止滾下時，_____．

圖5 研究小球在對接斜面上運動

正確回答：（1）BC斜面的傾角越小，同一小球能到達的最大高度越低．

（2）BC斜面的傾角相同，材料相同、質量不同的小球能到達的最大高度相同．

感悟與超越：學生需在讀題的同時，對實驗過程圖進行觀察、分析和對比，在對比過程中尋找規律，如果學生在思考為什么會出現這樣的規律時，就可以把問題逐漸引入深處，使學生有問題可研究，這是本題可延續的重要原因．

例4中問題（2）所控制的變量除小球由靜止向下運動的高度外，還保持另一斜面的傾角不變，用不同的小球做實驗并得出結論．面對同一問題從不同的角度、采用不同的方式進行實驗，得到不同的結論，這正是PISA命題常用的方法之一．由于上海連續兩次參加PISA測試，其測試思想必然會對中考命題者產生影響．

啟示3：命題應注重對創造性思維和創新能力的考查

創造性思維是具有開創意義的思維活動，是創新能力的基礎［4］，對學生創造性思維能力的培養需要一個漫長的過程，在這個培養過程中除讓學生完成相關的學習任務、參加創新活動外，還需要各類有利于學生創造性思維培養的命題．

【例5】（PISA2006年科學）風力發電廠［5］

很多人認為，風力應該作為一種取代石油和煤炭的能源來發電．圖6中的設備是一些風車，它們的槳葉會在風力的驅動下旋轉．風車槳葉的轉動會帶動發電機開始運轉，從而產生電能．

圖6 風力發電廠的風車

問題5：下面的曲線圖表示4個地點的平均風速在一年中的變化情況．哪個曲線圖表示的地點最適合建設風力發電廠？

正確答案：C．

“強弩之末”是一個成語，指威力強大的弩（，古代用來射箭的兵器，類似弓）所發的箭，已經達到射程的盡頭。比喻再強大的力量已經衰弱，起不了什么作用。

問題6：風力越強，風車槳葉轉動就越快，輸出的電能就越多．盡管如此，實際上風速與發電量并不成正比．以下是某風力發電廠中發電機的4種工作狀況：

（1）當風速達到v1時，風車的槳葉開始轉動；

（2）當風速達到v2時，風車發電量（electric power output）達到最大值；

（3）為安全起見，風車槳葉的最大轉速禁止超過風速為v2時的轉速；

（3）當風速達到v3時，風車槳葉停止轉動．

以下哪個曲線圖能最好地表達在這些工作狀況下風速與發電量之間的關系？

圖7 風力發電機發電量與風速關系曲線圖

正確答案：B．

問題7：在同樣的風速條件下，海拔越高的地方，風車轉動的速度越慢．能最好地解釋這種現象的是以下哪個選項

B．當海拔升高時，氣溫降低

C．當海拔升高時，地心引力變小

D．當海拔升高時，降雨更多

正確答案：A．

問題8：使用風力發電與使用化石燃料（如煤炭、石油等）發電相比，有哪些具體的優點與缺點？請分別寫出一個．一個優點：____________________．一個缺點：____________________．

評分標準：

滿分：描述了一個具體的優點和具體的缺點．

評分說明：風力發電廠的成本（cost）可能是一個優點，也可能是一個缺點，這取決于從哪一個角度來考慮（例如，是建造成本，還是運行成本？），因此，提到有關“成本”的詞，若沒有進一步說明，不能作為其描述了一個優點或缺點而得分的依據．

部分得分：只正確描述了一個優點或者一個缺點，而沒有把兩者都描述出來．

感悟與超越：問題5從4個地區每年風力變化情況圖像入手，學生要根據對圖像的分析解決選址的問題，此問提示學生通過數據分析后作出科學決策，這種決策方法也許會對學生未來面對各類問題的處理起到良好的示范作用．問題6描述了風力發站運轉過程的事實，當風速在某個區間內風力發電達到最大值，超越某值時風力發電站停止工作．學生需細致閱讀與理解，尋找其發電規律并作出正確判斷．此問題給學生的啟示是解決問題必須尊重事實，要詳細閱讀相關資料，否則就會出現錯誤的判斷．

問題8的亮點在于答案的多元性，學生的思維發散性給評卷帶來麻煩，命題者給出多種答案，但對學生能力的提升還是有啟發作用的．

【例6】（2013年佛山市中考）劉爽對風力發電進行研究，了解到當風速在v2和v4之間，風車可以帶動發電機發電，某段時間內甲、乙、丙、丁這4個風力發電站風速與時間關系如圖8所示．

（1）根據圖像請判斷該段時間內哪個風力發電站效能最大？

正確答案：丙．

圖8 風力發電站風速與時間關系圖

（2）如圖9所示為風力發電機的控制電路，只有發電機與風車離合器有電流通過時，風車才能帶動發電機發電，當風速分別為v1，v2，v3，v4時，擋風板帶動金屬滑片P分別和下金屬導軌及AE滑道上的A，B，C，D點接觸．

1）判斷AE滑道哪段導電并簡單說明理由？

2）完成下列控制電路圖．

圖9 風力發電機控制電路圖

正確答案：1）BD段導電，當風速在v2和v4之間滑片P在BD間滑動，風車帶動發電機．2）電路圖連接兩種連接方法均可．

（3）丙發電站有N臺風車，每臺風車車葉轉動時可形成半徑為r的圓面，當風速在v2和v4之間時，風車每平方米葉片在t0時間內接收到的風能為W0，如果風車能將10%的風能轉變為電能，求：

1）每臺發電機平均功率P0；

2）發電站在0～t時間內總發電量W．

正確答案：每臺發電機平均功率

發電站在0～t4時間內總發電量

感悟與超越：本題同例5有些相似，文字說明更加簡捷，丙圖像和丁圖像中當風速大于v4時風力發電機并不工作，很多學生會按風速越大，發電越多的習慣性想法做出錯誤的判斷，這對學生閱讀與理解能力要求較高，學生也會從自己的選擇中有所感悟．

本題的第（2）問巧妙地設計了力的傳感器并通過軌道各段是否導電對學生識圖能力、分析問題和解決問題能力、設計能力進行考查，對提升學生接受新事物、分析問題和解決問題能力的培養有促進作用，對創造性思維和創新思維能力的養成有啟發作用．對于善于思考的優秀學生可根據實際需要模仿本題的原理設計出實用的電路圖，對于本題的深度思考可能使學生有更多的收獲．

總之，PISA測試對基礎教育的影響是深層次的，其命題對于科學方法的滲透、科學素養的養成有幫助的試題經常出現，面對同一情景從多角度設問、有多種答案，這類命題的出現是對教育教學的改革，對培養學生具有創造性思維和創新精神的有益嘗試．對于中考等大規模選拔性考試的命題要以能力立意為核心，發揮考試評價的生成建構、激勵的促進的育人功能，使學生自覺的把考試過程作為成長的過程，促進教學改革和發展的過程［6］．

1 http：//se．risechina．org/kspj/stxj/200705/758．html

2 http：//se．risechina．org/kspj/stxj/200803/1488．html

3 http：//www．docin．com/p- 541242908．html

4 http：//baike．baidu．com/lin k？url＝k KGZl Asc Ml Uz2 dwpkDx0J7NZVV- BbvfRtc OCrlytWLyM- IElFs Yu Qn Qy Vr WO

5 http：//se．risechina．org/kspj/stxj/201002/3015．html

6 達州通川區中小學教研室．以能力立意的新課程中考物理命題趨勢分析．中國教育教學論壇，2009（6）

2014- 06- 23）