基于PISA測試和核心素養(yǎng)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(yǎng)的培育要求，闡述了情境教學對學生核心素養(yǎng)培育的重要意義.例證如何在教學的多個環(huán)節(jié)中創(chuàng)設情境以實現對學生核心素養(yǎng)的培育.

關鍵詞：PISA測試;核心素養(yǎng);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(tǒng)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(yǎng)、數學素養(yǎng)及科學素養(yǎng)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(chuàng)新素養(yǎng)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(yǎng)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(fā)布核心素養(yǎng)以來，廣大教育人員通過多種方法對“核心素養(yǎng)”的認識和理解已達到了深刻和深入的層次.學生發(fā)展核心素養(yǎng)，主要是指學生應具備的，能夠適應個人終生發(fā)展和社會發(fā)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(yǎng)是每個人發(fā)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(yǎng)，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(fā)展的DNA，是一種跨學科素養(yǎng)，是知識、能力和態(tài)度的綜合表現.

通過以上所述，我們不難發(fā)現：PISA測試和核心素養(yǎng)的培育在目標和意義上是統(tǒng)一的，可以說PISA測試是核心素養(yǎng)培育效果的階段性檢測，兩者之間是相互促進、互相優(yōu)化的.現在培養(yǎng)的學生就是將來社會發(fā)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(huán)境交互作用過程中建構的一種交互狀態(tài)，是一種人類協(xié)調一系列行為，去適應動態(tài)變化發(fā)展的環(huán)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(fā)展等統(tǒng)合在一起.

學科教學、學科課堂教學是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的主要途徑.創(chuàng)設情境進行教學，對培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)具有關鍵作用.筆者認為：我們應該把情境創(chuàng)設貫穿教學始終，才更利于學生PISA測試的優(yōu)勝和核心素養(yǎng)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(fā)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(fā)學生對應用原理的關注和思考，是培養(yǎng)學生良好的觀察習慣和思維習慣的高效措施，也是培養(yǎng)熱愛科學、崇尚科學、應用科學的情感和發(fā)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(jié)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(tǒng)，誘發(fā)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(yǎng)中的關鍵能力.

2 概念建立情境

物理概念的建立需要創(chuàng)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(tài)是什么？誰保持原來狀態(tài)的能力較強？你認為它保持原來運動狀態(tài)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(tài)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(xù)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(chuàng)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(chuàng)設體現概念本質特征的情境，可以發(fā)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(yǎng)的形成.

3 規(guī)律發(fā)現情境

物理學基本規(guī)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(guī)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(fā)現的過程，感覺不到思維形成的生動過程” [2].相反，如果創(chuàng)設學生發(fā)現規(guī)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(guī)律的發(fā)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(fā)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(chuàng)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(tài)，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(yǎng)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(huán)節(jié)，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(fā)展的學生物理學科的核心素養(yǎng)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(guī)律為依托，圍繞物理學科核心素養(yǎng)的具體要求，創(chuàng)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(huán)境中物理學科核心素養(yǎng)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(fā)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(yǎng)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(fā)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(yǎng)學生的觀察意識、思維習慣、解決問題的能力和創(chuàng)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(chuàng)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(fā)展學生的核心素養(yǎng)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(fā)、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(fā)展的具體貢獻，而創(chuàng)新是社會發(fā)展的第一動力.核心素養(yǎng)中的實踐創(chuàng)新要求是：培養(yǎng)學生善于發(fā)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(huán)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(zhàn)性的學習環(huán)境與問題情境，誘發(fā)、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(fā)課程資源，盡可能多地創(chuàng)設有效情境，全面、全方位、全程跟進學生核心素養(yǎng)的培育.

參考文獻：

[1]吳潤清.PISA理念下的數學核心素養(yǎng)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(yōu)化教學情境 培養(yǎng)核心素養(yǎng)——淺談情境教學中培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)評價的國際經驗——來自PISA的啟示[J].教育與考試，2016（04）：90-96.