基于PISA测试和核心素养培育的情境教学

卞苹苹　周精华

摘 要：通过介绍PISA测试的特点，结合核心素养的培育要求，阐述了情境教学对学生核心素养培育的重要意义.例证如何在教学的多个环节中创设情境以实现对学生核心素养的培育.

关键词：PISA测试;核心素养;情境教学

文章编号：1008-4134（2019）14-0011中图分类号：G633.7文献标识码：B

PISA是“Program for International Student Assessment（国际学生评估项目）”的缩写，PISA测试是一项由经合组织（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）统筹的学生能力国际评估计划.以初三与高一为主的15岁学生担任调查对象，测试学生是否能够掌握社会所需的知识与技能.评估主要分阅读素养、数学素养及科学素养三个领域.PISA类测试是一种国际性的科学的评价方法，可强化对考生知识面、综合分析、创新素养方面的考查.因此，试题着重于应用及情境化.受测学生必须灵活运用学科知识与认知技能，针对情境化的问题自行建构答案，因此能深入检视学生的基础素养及在访问和检索、整合和解释、反思和评价等认知方面的能力.

自2016年9月13日发布核心素养以来，广大教育人员通过多种方法对“核心素养”的认识和理解已达到了深刻和深入的层次.学生发展核心素养，主要是指学生应具备的，能够适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.把问题的解决能力放在首位.核心素养是每个人发展与完善自我、融入社会及胜任工作起基础作用的共同素养，是适用于一切情境和所有人的最关键的、有益于学生终身发展的DNA，是一种跨学科素养，是知识、能力和态度的综合表现.

通过以上所述，我们不难发现：PISA测试和核心素养的培育在目标和意义上是统一的，可以说PISA测试是核心素养培育效果的阶段性检测，两者之间是相互促进、互相优化的.现在培养的学生就是将来社会发展的建设者和推动者，他们现在要解决的必然是情境化的问题.情境观认为：知识是个体与环境交互作用过程中建构的一种交互状态，是一种人类协调一系列行为，去适应动态变化发展的环境的能力.并强调：学习的设计要以学习者为主体，内容与活动的安排要与人类社会的具体实践相联通，最好在真实的情景中，通过类似人类真实实践的方式来组织教学，同时把知识的获得与学习者的发展等统合在一起.

学科教学、学科课堂教学是发展学生核心素养的主要途径.创设情境进行教学，对培养学生的物理学科核心素养具有关键作用.笔者认为：我们应该把情境创设贯穿教学始终，才更利于学生PISA测试的优胜和核心素养的培育.

1 课题引入情境

新课的引入是课堂教学的前奏曲，良好、有效的引入方式应该是瞬间提起学生的探知兴趣，开启集中思维模式，为新知识的学习提供了强大的内需力.我们的生活离不开物理，是物理学的发展改善了我们的生活方式.从生活的真實情境中引入物理的应用，引发学生对应用原理的关注和思考，是培养学生良好的观察习惯和思维习惯的高效措施，也是培养热爱科学、崇尚科学、应用科学的情感和发展科学、服务社会的责任感的契机.

在“两种电荷”的新课引入时，可以播放视频“静电狗”.学生看到女主人用自己的毛呢大衣在小狗狗的身上摩擦几下，狗狗的绒毛就炸炸起来了（如图1所示）.学生立即瞪大了眼睛，不停地眨动，惊奇地和同学对视一下，像找东西一样赶忙打开课本的相应位置，急切地想明白其中的道理.可以想象出这节课的学习效果还会差吗？ 同样在“大气压强”的新课引入时，教师在课堂上利用真空收纳袋把孩子的毛绒玩具装进去，不断地抽气，收纳袋很快变得瘪瘪的、硬硬的.教师立即追问：是什么把袋子压瘪的呢？

这些情境都来源于生活事实，这样的情境引入能顺应学生的思维方式，激活情感系统，诱发深度思考，体现由境生情、意在诱思.经过思维加工的知识才能转化为智慧，应用智慧处理和解决生活和社会中的问题就是核心素养中的关键能力.

2 概念建立情境

物理概念的建立需要创设情境.学生在学习物理概念之前，基于生活经验形成了大量的经验性常识，要在此基础上建构物理概念，必须对所观察的现象重新加工，抽象事物的本质特征，完成从经验性常识向物理概念的转变[1].

例如，在“惯性”概念的教学中，学生通常认为：运动的物体才有惯性，速度大的物体惯性较大.针对学生的错误认识，教师可以在桌面上放置直径在5厘米左右的两个等大的球，一个是铁球一个是泡沫球，用嘴向它们吹气，可以看到泡沫球立即运动起来，而铁球却无动于衷.为什么泡沫球那么弱不禁风呢？它们原来的状态是什么？谁保持原来状态的能力较强？你认为它保持原来运动状态能力强的原因是什么？学生在观察现象的基础上很容易回答这些问题，在回答问题的过程中理解了“惯性是物体保持原来运动状态的性质、惯性的大小与质量有关”.教师接着再让这两个球以相同速度滚向一竖立在桌面上的纸板，结果泡沫球停了下来，而铁球碾压过去继续滚动.同样让学生思考、回答以上的问题.通过对比可以加深对“惯性的大小与质量有关”的理解，同时对“惯性的大小与速度有关”的错误认识得到了更好的纠正.

再如，在“力的作用是相互的”概念教学中，学生往往会有一些错误的、片面的认识：弱者受力强者不受力;主动施加力的那个物体不受力，另一个物体才受力;施力物体和受力物体往往都是固体;或者是只有压力、拉力这样的力的作用才是相互的.教师应创设大量的情境帮助学生建立正确的、全面的概念.如图2所示，分析汽车的变形是受到了橡胶路锥施加给它的力的作用.

接着可以安排两学生做如图3中①所示的体验，通过学生谈感受得出主动施加力的那个同学也受到了力的作用.通过演示图3中的②、③、④ 实验，在学生观察现象的基础上，通过思考、分析和总结，很容易明白无论是不同种类的物体（固、液、气），还是不同种类的力（拉力、摩擦力、浮力），两个物体之间力的作用总是相互的.加深对“力的作用是相互的”概念的全面、正确的理解.

诸多教学实践都可以证明：在物理概念的教学中，创设体现概念本质特征的情境，可以发展学生的思维，质疑原有的认知，正视新情境，建立正确的概念，形成科学的物理观念，有效促进物理学科核心素养的形成.

3 规律发现情境

物理学基本规律是初中物理教学的主要内容之一.但如果单纯地去讲授或呈现这些定律，学生很难对物理学科感兴趣，对规律的了解和理解的程度往往只停留在表层，对其应用的灵活性也有一定的局限和影响，更不能把物理的学科特征及它的理性表现得淋漓尽致.正如爱因斯坦所说：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者体会不到探索和发现的过程，感觉不到思维形成的生动过程” [2].相反，如果创设学生发现规律的实验情境或社会生活、生产情境，让学生亲身经历、体验规律的发现过程，进行实验探究，应用物理学研究思想和方法，享受重大发现后成功的喜悦和问题解决后的成就感.

在“大气压的测量”教学中，教师可以把一个直径为5厘米的吸盘挂钩“吸”在教室的窗玻璃上，鼓励一名学生把它拉开.学生感到很费劲，可见大气压很大.如何测量呢？学生从刚才的体验中能够想到用弹簧测力计把它拉开，从测力计中读出力的大小;用刻度尺测出吸盘的直径，计算出面积;根据公式P=F/S计算出大气压强.学生会因问题得到解决而表露出自豪的表情.但这个方案很快就会被评议为可操作性不强、误差较大，因而被否定.怎么解决呢？需要设计新的方案.这时教师通过演示实验创设新的情境：用一支30厘米长的试管装满水，倒扣在水槽中，试管中的水不会下落;然后换用一根长1米的细玻璃管重复上面的实验，细玻璃管中的水仍然没有下落;设想有一根可以自由伸长的玻璃管，或许水还会充的满满的.因为水柱的高度使实验的可操作性受到了限制.新的困难又出现了，怎么办？根据公式P=ρgh，分析可知水柱的高度较大的原因是因为水的密度较小，可以换用密度较大的液体来做实验.哪种液体呢？海水（有学生回答）.可以得到改观，但由于海水和水的密度差别很小，故问题得不到彻底解决.最后历史的重任只能落在水银上，引入了托里拆利实验.这样逐层深入，把学生的思维引导到新方案的设计上来.在这个过程中，学生的思维一直处在积极的活动状态，在解决问题的过程中进行了深入思考，在深入思考之后，学生的思维习惯和思维能力得以培养和提升.

科学探究是物理学习的主要方式之一，也是一种综合能力.科学探究的过程是自然科学所独有的学习过程，在这个过程中，学生的科学思维和能力不断加强.科学严谨的探究过程的迁移为学生认识世界、认识自然提供了办法和途径[3].

4 试题评价情境

评价作为教学不可缺少的重要环节，具有课堂教学的导向性和教学效果的检测功能.我们在课堂教学中发展的学生物理学科的核心素养的达成效果可以通过试题的评价快速、便捷、直接体现.评价内容的设计应以物理基本概念和规律为依托，围绕物理学科核心素养的具体要求，创设有利于学生讨论、探究的真实而有价值的问题情境，评价学生在真实学习环境中物理学科核心素养的表现水平，以提高评价的真实性和准确性[4].

例1 仔细回忆一下，家中哪些用电器的插头是三脚的？仔细观察图4，它的三只脚的长度特点，并思考、回答其中的原因.

例2 陈锋同学的家到学校本是一条在同一水平面上的直路，爱动脑的陈锋做了这样的设想：要是从家到学校的路挖成一个“V”字形（如图5所示），那么只要从家骑上自行车后，不用刹车也不用踩车，等车停下来就可以到达学校了.

请你简要说明： （1） 陈锋同学的设想中机械能的转化过程;（2） 陈锋同学的设想在现实中可以实现吗？如果不能实现，请根据有关物理知识说明理由;如果能，请说明应该怎么做？

例3 Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域，结构如图6所示，坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊，当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊排开水的体积等于注入油的体积，当油囊中的油全部被抽回壳内时，油囊体积忽略不计，已知浮标总质量为55kg，其中含油20kg，浮标壳体体积为0.04m3，油的密度为0.8×103kg/m3，海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg.问题如下：（1）该浮标下沉20m，浮标总重力做功多少焦？（2）液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时，浮标最终露出水面的体积为多少立方米？

以上分别是乐学善思、问题解决及技术应用的素养要点的评价问题设计.试题的情境来源于生活实际、学生的奇思妙想、科学发展与技术革新给社会进步带来的现实性的方便.学生在解决这样的问题时表现出较高的兴致.经常尽量多地设计这样的情境试题能够培养学生的观察意识、思维习惯、解决问题的能力和创新精神.我们不妨关注一下每届PISA测试的试题，每道题都是通过创设生产、生活、科技、工程等方面的真实情境，来引入考查的全面知识、综合方法或多项能力.

在全面推进素质教育、发展学生的核心素养已成为教育教学共识的今天，教师的主要作用在于唤醒、激发、引导.通过教学实现学生的智力结构、能力结构、情感结构、思品结构的不断自我超越、自我成长，不断满足学生的成长需要和成就需要[5].学生将来的成就是推动社会发展的具体贡献，而创新是社会发展的第一动力.核心素养中的实践创新要求是：培养学生善于发现和提出问题，有解决问题的兴趣和热情;能依据特定的情境和具体条件，选择制定合理的解决方案;具有在复杂环境中行动的能力.建构主义主张设计真实、复杂、开放的具有挑战性的学习环境与问题情境，诱发、驱动学习者的探索、思考，使教学过程成为学生解决问题的探究活动过程[6].我们必须明确情境刺激在教学中的促进作用，可以激活学生的学习活力.在教学过程中要树立多元化的情境刺激意识，深入挖掘课程内容，充分开发课程资源，尽可能多地创设有效情境，全面、全方位、全程跟进学生核心素养的培育.

參考文献：

[1]吴润清.PISA理念下的数学核心素养提升策略研究[J].教育教学论坛，2019（12）：221-224.

[2]王海涛，刘永东.四种科学课堂教学方法对PISA2015科学表现影响的探析与启示[J].上海教育科研，2019（03）：34-38.

[3]黄蓉.优化教学情境 培养核心素养——浅谈情境教学中培养学生核心素养的教师作用[J].新智慧，2018（25）：127.

[4]孙恒盛，王琼燕，张婷.在核心素养下初中物理情境教学的“再”应用[J].课程教育研究，2018（35）：164.

[5]童艳.基于PISA测试和学生核心素养培育的教学改革研究[J].考试研究，2016（06）：89-93+88.

[6]吴玫，虎秋璇.核心素养评价的国际经验——来自PISA的启示[J].教育与考试，2016（04）：90-96.