基于PISA測試和核心素養培育的情境教學

卞蘋蘋　周精華

摘 要：通過介紹PISA測試的特點，結合核心素養的培育要求，闡述了情境教學對學生核心素養培育的重要意義.例證如何在教學的多個環節中創設情境以實現對學生核心素養的培育.

關鍵詞：PISA測試;核心素養;情境教學

文章編號：1008-4134（2019）14-0011中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

PISA是“Program for International Student Assessment（國際學生評估項目）”的縮寫，PISA測試是一項由經合組織（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）統籌的學生能力國際評估計劃.以初三與高一為主的15歲學生擔任調查對象，測試學生是否能夠掌握社會所需的知識與技能.評估主要分閱讀素養、數學素養及科學素養三個領域.PISA類測試是一種國際性的科學的評價方法，可強化對考生知識面、綜合分析、創新素養方面的考查.因此，試題著重于應用及情境化.受測學生必須靈活運用學科知識與認知技能，針對情境化的問題自行建構答案，因此能深入檢視學生的基礎素養及在訪問和檢索、整合和解釋、反思和評價等認知方面的能力.

自2016年9月13日發布核心素養以來，廣大教育人員通過多種方法對“核心素養”的認識和理解已達到了深刻和深入的層次.學生發展核心素養，主要是指學生應具備的，能夠適應個人終生發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力.把問題的解決能力放在首位.核心素養是每個人發展與完善自我、融入社會及勝任工作起基礎作用的共同素養，是適用于一切情境和所有人的最關鍵的、有益于學生終身發展的DNA，是一種跨學科素養，是知識、能力和態度的綜合表現.

通過以上所述，我們不難發現：PISA測試和核心素養的培育在目標和意義上是統一的，可以說PISA測試是核心素養培育效果的階段性檢測，兩者之間是相互促進、互相優化的.現在培養的學生就是將來社會發展的建設者和推動者，他們現在要解決的必然是情境化的問題.情境觀認為：知識是個體與環境交互作用過程中建構的一種交互狀態，是一種人類協調一系列行為，去適應動態變化發展的環境的能力.并強調：學習的設計要以學習者為主體，內容與活動的安排要與人類社會的具體實踐相聯通，最好在真實的情景中，通過類似人類真實實踐的方式來組織教學，同時把知識的獲得與學習者的發展等統合在一起.

學科教學、學科課堂教學是發展學生核心素養的主要途徑.創設情境進行教學，對培養學生的物理學科核心素養具有關鍵作用.筆者認為：我們應該把情境創設貫穿教學始終，才更利于學生PISA測試的優勝和核心素養的培育.

1 課題引入情境

新課的引入是課堂教學的前奏曲，良好、有效的引入方式應該是瞬間提起學生的探知興趣，開啟集中思維模式，為新知識的學習提供了強大的內需力.我們的生活離不開物理，是物理學的發展改善了我們的生活方式.從生活的真實情境中引入物理的應用，引發學生對應用原理的關注和思考，是培養學生良好的觀察習慣和思維習慣的高效措施，也是培養熱愛科學、崇尚科學、應用科學的情感和發展科學、服務社會的責任感的契機.

在“兩種電荷”的新課引入時，可以播放視頻“靜電狗”.學生看到女主人用自己的毛呢大衣在小狗狗的身上摩擦幾下，狗狗的絨毛就炸炸起來了（如圖1所示）.學生立即瞪大了眼睛，不停地眨動，驚奇地和同學對視一下，像找東西一樣趕忙打開課本的相應位置，急切地想明白其中的道理.可以想象出這節課的學習效果還會差嗎？ 同樣在“大氣壓強”的新課引入時，教師在課堂上利用真空收納袋把孩子的毛絨玩具裝進去，不斷地抽氣，收納袋很快變得癟癟的、硬硬的.教師立即追問：是什么把袋子壓癟的呢？

這些情境都來源于生活事實，這樣的情境引入能順應學生的思維方式，激活情感系統，誘發深度思考，體現由境生情、意在誘思.經過思維加工的知識才能轉化為智慧，應用智慧處理和解決生活和社會中的問題就是核心素養中的關鍵能力.

2 概念建立情境

物理概念的建立需要創設情境.學生在學習物理概念之前，基于生活經驗形成了大量的經驗性常識，要在此基礎上建構物理概念，必須對所觀察的現象重新加工，抽象事物的本質特征，完成從經驗性常識向物理概念的轉變[1].

例如，在“慣性”概念的教學中，學生通常認為：運動的物體才有慣性，速度大的物體慣性較大.針對學生的錯誤認識，教師可以在桌面上放置直徑在5厘米左右的兩個等大的球，一個是鐵球一個是泡沫球，用嘴向它們吹氣，可以看到泡沫球立即運動起來，而鐵球卻無動于衷.為什么泡沫球那么弱不禁風呢？它們原來的狀態是什么？誰保持原來狀態的能力較強？你認為它保持原來運動狀態能力強的原因是什么？學生在觀察現象的基礎上很容易回答這些問題，在回答問題的過程中理解了“慣性是物體保持原來運動狀態的性質、慣性的大小與質量有關”.教師接著再讓這兩個球以相同速度滾向一豎立在桌面上的紙板，結果泡沫球停了下來，而鐵球碾壓過去繼續滾動.同樣讓學生思考、回答以上的問題.通過對比可以加深對“慣性的大小與質量有關”的理解，同時對“慣性的大小與速度有關”的錯誤認識得到了更好的糾正.

再如，在“力的作用是相互的”概念教學中，學生往往會有一些錯誤的、片面的認識：弱者受力強者不受力;主動施加力的那個物體不受力，另一個物體才受力;施力物體和受力物體往往都是固體;或者是只有壓力、拉力這樣的力的作用才是相互的.教師應創設大量的情境幫助學生建立正確的、全面的概念.如圖2所示，分析汽車的變形是受到了橡膠路錐施加給它的力的作用.

接著可以安排兩學生做如圖3中①所示的體驗，通過學生談感受得出主動施加力的那個同學也受到了力的作用.通過演示圖3中的②、③、④ 實驗，在學生觀察現象的基礎上，通過思考、分析和總結，很容易明白無論是不同種類的物體（固、液、氣），還是不同種類的力（拉力、摩擦力、浮力），兩個物體之間力的作用總是相互的.加深對“力的作用是相互的”概念的全面、正確的理解.

諸多教學實踐都可以證明：在物理概念的教學中，創設體現概念本質特征的情境，可以發展學生的思維，質疑原有的認知，正視新情境，建立正確的概念，形成科學的物理觀念，有效促進物理學科核心素養的形成.

3 規律發現情境

物理學基本規律是初中物理教學的主要內容之一.但如果單純地去講授或呈現這些定律，學生很難對物理學科感興趣，對規律的了解和理解的程度往往只停留在表層，對其應用的靈活性也有一定的局限和影響，更不能把物理的學科特征及它的理性表現得淋漓盡致.正如愛因斯坦所說：“科學結論幾乎是以完成的形式出現在讀者面前，讀者體會不到探索和發現的過程，感覺不到思維形成的生動過程” [2].相反，如果創設學生發現規律的實驗情境或社會生活、生產情境，讓學生親身經歷、體驗規律的發現過程，進行實驗探究，應用物理學研究思想和方法，享受重大發現后成功的喜悅和問題解決后的成就感.

在“大氣壓的測量”教學中，教師可以把一個直徑為5厘米的吸盤掛鉤“吸”在教室的窗玻璃上，鼓勵一名學生把它拉開.學生感到很費勁，可見大氣壓很大.如何測量呢？學生從剛才的體驗中能夠想到用彈簧測力計把它拉開，從測力計中讀出力的大小;用刻度尺測出吸盤的直徑，計算出面積;根據公式P=F/S計算出大氣壓強.學生會因問題得到解決而表露出自豪的表情.但這個方案很快就會被評議為可操作性不強、誤差較大，因而被否定.怎么解決呢？需要設計新的方案.這時教師通過演示實驗創設新的情境：用一支30厘米長的試管裝滿水，倒扣在水槽中，試管中的水不會下落;然后換用一根長1米的細玻璃管重復上面的實驗，細玻璃管中的水仍然沒有下落;設想有一根可以自由伸長的玻璃管，或許水還會充的滿滿的.因為水柱的高度使實驗的可操作性受到了限制.新的困難又出現了，怎么辦？根據公式P=ρgh，分析可知水柱的高度較大的原因是因為水的密度較小，可以換用密度較大的液體來做實驗.哪種液體呢？海水（有學生回答）.可以得到改觀，但由于海水和水的密度差別很小，故問題得不到徹底解決.最后歷史的重任只能落在水銀上，引入了托里拆利實驗.這樣逐層深入，把學生的思維引導到新方案的設計上來.在這個過程中，學生的思維一直處在積極的活動狀態，在解決問題的過程中進行了深入思考，在深入思考之后，學生的思維習慣和思維能力得以培養和提升.

科學探究是物理學習的主要方式之一，也是一種綜合能力.科學探究的過程是自然科學所獨有的學習過程，在這個過程中，學生的科學思維和能力不斷加強.科學嚴謹的探究過程的遷移為學生認識世界、認識自然提供了辦法和途徑[3].

4 試題評價情境

評價作為教學不可缺少的重要環節，具有課堂教學的導向性和教學效果的檢測功能.我們在課堂教學中發展的學生物理學科的核心素養的達成效果可以通過試題的評價快速、便捷、直接體現.評價內容的設計應以物理基本概念和規律為依托，圍繞物理學科核心素養的具體要求，創設有利于學生討論、探究的真實而有價值的問題情境，評價學生在真實學習環境中物理學科核心素養的表現水平，以提高評價的真實性和準確性[4].

例1 仔細回憶一下，家中哪些用電器的插頭是三腳的？仔細觀察圖4，它的三只腳的長度特點，并思考、回答其中的原因.

例2 陳鋒同學的家到學校本是一條在同一水平面上的直路，愛動腦的陳鋒做了這樣的設想：要是從家到學校的路挖成一個“V”字形（如圖5所示），那么只要從家騎上自行車后，不用剎車也不用踩車，等車停下來就可以到達學校了.

請你簡要說明： （1） 陳鋒同學的設想中機械能的轉化過程;（2） 陳鋒同學的設想在現實中可以實現嗎？如果不能實現，請根據有關物理知識說明理由;如果能，請說明應該怎么做？

例3 Argo浮標廣泛應用于臺風預測、海洋資源開發等領域，結構如圖6所示，堅硬殼體外下方裝有可伸縮油囊，當液壓式柱塞泵將殼體內的油注入油囊時，油囊排開水的體積等于注入油的體積，當油囊中的油全部被抽回殼內時，油囊體積忽略不計，已知浮標總質量為55kg，其中含油20kg，浮標殼體體積為0.04m3，油的密度為0.8×103kg/m3，海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg.問題如下：（1）該浮標下沉20m，浮標總重力做功多少焦？（2）液壓式柱塞泵將殼體中的油全部注入油囊時，浮標最終露出水面的體積為多少立方米？

以上分別是樂學善思、問題解決及技術應用的素養要點的評價問題設計.試題的情境來源于生活實際、學生的奇思妙想、科學發展與技術革新給社會進步帶來的現實性的方便.學生在解決這樣的問題時表現出較高的興致.經常盡量多地設計這樣的情境試題能夠培養學生的觀察意識、思維習慣、解決問題的能力和創新精神.我們不妨關注一下每屆PISA測試的試題，每道題都是通過創設生產、生活、科技、工程等方面的真實情境，來引入考查的全面知識、綜合方法或多項能力.

在全面推進素質教育、發展學生的核心素養已成為教育教學共識的今天，教師的主要作用在于喚醒、激發、引導.通過教學實現學生的智力結構、能力結構、情感結構、思品結構的不斷自我超越、自我成長，不斷滿足學生的成長需要和成就需要[5].學生將來的成就是推動社會發展的具體貢獻，而創新是社會發展的第一動力.核心素養中的實踐創新要求是：培養學生善于發現和提出問題，有解決問題的興趣和熱情;能依據特定的情境和具體條件，選擇制定合理的解決方案;具有在復雜環境中行動的能力.建構主義主張設計真實、復雜、開放的具有挑戰性的學習環境與問題情境，誘發、驅動學習者的探索、思考，使教學過程成為學生解決問題的探究活動過程[6].我們必須明確情境刺激在教學中的促進作用，可以激活學生的學習活力.在教學過程中要樹立多元化的情境刺激意識，深入挖掘課程內容，充分開發課程資源，盡可能多地創設有效情境，全面、全方位、全程跟進學生核心素養的培育.

參考文獻：

[1]吳潤清.PISA理念下的數學核心素養提升策略研究[J].教育教學論壇，2019（12）：221-224.

[2]王海濤，劉永東.四種科學課堂教學方法對PISA2015科學表現影響的探析與啟示[J].上海教育科研，2019（03）：34-38.

[3]黃蓉.優化教學情境 培養核心素養——淺談情境教學中培養學生核心素養的教師作用[J].新智慧，2018（25）：127.

[4]孫恒盛，王瓊燕，張婷.在核心素養下初中物理情境教學的“再”應用[J].課程教育研究，2018（35）：164.

[5]童艷.基于PISA測試和學生核心素養培育的教學改革研究[J].考試研究，2016（06）：89-93+88.

[6]吳玫，虎秋璇.核心素養評價的國際經驗——來自PISA的啟示[J].教育與考試，2016（04）：90-96.