摘 要：2014年教育部明確提出了中國學(xué)生發(fā)展的核心素養(yǎng)體系，對于物理學(xué)科而言，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)就是在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。PISA是目前世界上最有影響力的國際學(xué)生學(xué)習評價項目之一，它通過先進的評價理念考查學(xué)生解決問題的能力。本文以PISA的視角對初中物理習題的選擇進行探討，從四個方面提出了習題選擇的原則，希望能促進物理課程改革的不斷發(fā)展和完善。

關(guān)鍵詞：PISA；物理習題；問題解決能力

PISA（The Programme for International Student Assessment）是由經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）創(chuàng)立的一項國際學(xué)生學(xué)習質(zhì)量比較評估項目，其主要評量的是十五歲學(xué)生分別在閱讀、數(shù)學(xué)、科學(xué)領(lǐng)域的素養(yǎng)。PISA每三年舉行一次，每次側(cè)重考查其中一個素養(yǎng)，最近一次PISA2015側(cè)重于科學(xué)素養(yǎng)的評價。而在PISA2015中，北京、上海、江蘇、廣東組成的中國部分地區(qū)聯(lián)合體位居總分第十，引起了教育界的廣泛關(guān)注。

PISA2015對科學(xué)素養(yǎng)的測評是從背景、知識、能力和態(tài)度四個相互關(guān)聯(lián)的方面構(gòu)建框架，通過一套系統(tǒng)而完備的評價體系，考查學(xué)生運用已學(xué)知識技能去解決不同情境中問題的能力。而就物理學(xué)科而言，學(xué)生的解決問題能力很大程度上需要通過習題的練習來培養(yǎng)，所以選擇適當?shù)奈锢砹曨}就尤為重要。以下筆者借鑒PISA的測評理念，從四個方面談?wù)勥x擇物理習題的原則。

一、 選擇情境與實際生活結(jié)合的習題

PISA啟示我們，物理教學(xué)的根本目的是為了讓學(xué)生具有一定的科學(xué)素養(yǎng)，在以后的生活中能夠運用所學(xué)知識解決實際問題。所以在習題教學(xué)中，我們可以充分挖掘物理知識在真實生活中的相關(guān)應(yīng)用，選取一些建立在真實情境下的物理題。情境越真實或接近真實，就越能有效地評估出學(xué)生發(fā)現(xiàn)和處理真實情境中的問題的能力，也就越能準確地評價出學(xué)生是否從學(xué)習中獲得了“真實的知識”。

例1 小明家里的廚房有很多刀具。如圖所示，在斬切肉類的時候選用A型刀具，利用其質(zhì)量較大的特點通過增大 來增大對肉類的壓強；而切黃瓜、蘿卜等蔬菜時選用B型刀具，其刀面上的孔洞可以避免因 的作用而使蔬菜片沾在刀面上；在切割魚類時使用C型刀具，其刀刃上的鋸齒能夠通過增大 來增大刀刃和魚身之間的摩擦力。

啟示：本題通過三把刀考查了壓強、大氣壓以及摩擦力相關(guān)知識的實際應(yīng)用，其情境設(shè)置不拘泥于課本，避免了學(xué)生生搬硬套答案。筆者認為習題選擇的一個原則就是看情境的設(shè)置是否與生活貼近，是否能體現(xiàn)知識在現(xiàn)實中的應(yīng)用價值，是否能考查出學(xué)生對知識的理解程度。至于情境的選擇范圍，筆者認為最好不要局限于學(xué)生所熟悉的課本中的材料，當然如果改變熟悉情境中的一些條件也是可以的。

二、 選擇考查程序性知識和認知性知識的習題

PISA2015將知識細分為三類：內(nèi)容性知識、程序性知識和認知性知識。內(nèi)容性知識是人類已有的學(xué)科知識，程序性知識是探究獲得學(xué)科知識時所運用的科學(xué)方法，而認知性知識是對為何這樣運用科學(xué)方法的理解。

PISA測評對知識的劃分啟示我們：雖然學(xué)生通過學(xué)習主要獲取的是人類已有的學(xué)科知識，但是對程序性知識和認知性知識的掌握更能讓學(xué)生加深對知識的理解，掌握相應(yīng)的科學(xué)方法，形成一定的科學(xué)能力。而這兩類知識是蘊含在科學(xué)探究過程中的，包括考查實驗的原理、設(shè)計方案、器材的選擇和使用、科學(xué)方法的運用、數(shù)據(jù)的處理和分析、根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論。因此我們在選取習題時要充分挖掘科學(xué)探究中蘊含的方法，體現(xiàn)學(xué)生對探究過程的理解和對程序性、認知性知識的運用。

1. 考查探究過程中科學(xué)方法的運用

例2 2012年5月27日，“長征三號乙”運輸火箭一級殘骸落到湖南綏寧縣砸壞了民宅。這引起了某?？萍夹〗M的關(guān)注：豎直下落的物體與地面碰撞時對地面的作用力大小與哪些因素有關(guān)呢？某同學(xué)猜想與物質(zhì)的質(zhì)量、開始下落時離地面的高度有關(guān)。

（1）該同學(xué)為驗證他的猜想，設(shè)計了如下的實驗方案：在水平地面上平鋪一些報紙，將涂滿紅色顏料的同一籃球從不同高度由靜止釋放，籃球會在報紙上留下大小不同的圓形紅色印跡，通過比較紅色印跡的大小即可比較籃球?qū)Φ孛孀饔昧Φ拇笮　Ｔ谝陨系膶嶒灧桨钢杏玫降囊环N物理研究方法的語句下劃線，并舉出一個與此研究方法相同的例子： 。

（2）另一同學(xué)將留有紅色印跡的報紙放在電子測力計上，再將籃球放在印跡中央，用力下壓籃球，當籃球恰好將 覆蓋時，此時測力計示數(shù)即為籃球留下該印跡時對地面作用力的大小。

啟示：本題在考查科學(xué)方法時要求學(xué)生指出運用研究方法的操作以及聯(lián)想運用此方法的其他實驗。這種考查方式既能檢測學(xué)生對科學(xué)方法本質(zhì)的理解，又能培養(yǎng)學(xué)生的物理語言表達能力。該題啟示我們：其一，對科學(xué)方法的考查可以隱含于科學(xué)探究的過程中，因為脫離了探究過程的科學(xué)方法沒有實質(zhì)的意義。其二，考查科學(xué)方法時其名稱可以不必要求寫出，理解比識記更為重要。其三，對科學(xué)方法的考查設(shè)問方式需要多思考，要能反映出學(xué)生對科學(xué)方法的運用能力，讓學(xué)生理解為什么要用（認知性知識）和怎樣用（程序性知識），如本題中對操作方法劃線、舉例說明、將操作過程補充完整等設(shè)問方式都是不錯的選擇。

2. 考查數(shù)據(jù)的不同呈現(xiàn)方式

例3 閱讀短文“電動自行車是如何調(diào)速的”，回答問題：

常用電動自行車調(diào)速系統(tǒng)主要由磁鐵、霍耳傳感器、控制器和開關(guān)K四部分組成。

霍耳傳感器是將磁信號轉(zhuǎn)變成電信號的裝置，它產(chǎn)生的電壓U0隨磁場增強而增大。在轉(zhuǎn)動電動自行車手柄旋轉(zhuǎn)套時，旋轉(zhuǎn)套中磁鐵與固定在手柄中的霍耳傳感器的距離發(fā)生改變，使U0發(fā)生變化。

控制器的作用是將自身產(chǎn)生的電壓U1與霍耳傳感器的電壓U0比較后，輸出控制電壓UK，控制開關(guān)K的通斷。當U1小于U0時，UK=1V，圖甲中開關(guān)K閉合；U1大于U0時，UK=0，K斷開。endprint

（1）圖丁中折線A和直線B分別是U1和U0隨時間變化的關(guān)系圖線，在圖戊中畫出UK隨時間變化的關(guān)系圖線。

啟示：使用表格、圖形、圖表等方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)是PISA中重要的一項程序性知識。該題不僅考查了學(xué)生圖象的轉(zhuǎn)換能力，還對學(xué)生的提取信息和分析數(shù)據(jù)能力有一定的要求。從該題我們得到啟示：在初中物理的大多數(shù)探究實驗都要求進行數(shù)據(jù)處理和表達，而我們對學(xué)生這方面的要求往往過于單一，比如僅僅要求記錄數(shù)據(jù)或根據(jù)已有數(shù)據(jù)描點連線，所以我們的初中生在數(shù)據(jù)處理能力上比較欠缺。而要提高學(xué)生這方面的能力，就需要在考查方式上有所變化和整合，比如該題就提供了很好的整合方法：其一，可以豐富信息轉(zhuǎn)換的形式，如圖象和圖象之間、表格和表格之間、表格和圖象之間、文字和圖象之間的轉(zhuǎn)換方式；其二，可以將多種形式的數(shù)據(jù)進行綜合考查，如將表格、圖象、文字等綜合或者基于分析判斷的基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

三、 選擇考查科學(xué)探究能力的習題

PISA認為相對于考查抽象的科學(xué)知識和復(fù)雜的解題技巧，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)更為重要。PISA 2015的測試框架中直接將科學(xué)素養(yǎng)定義為三方面的能力：科學(xué)地解釋現(xiàn)象、評估并設(shè)計科學(xué)探究；科學(xué)地解釋數(shù)據(jù)及證據(jù)。那么我們?nèi)绾蝸砼囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)能力呢？眾所周知，能力的培養(yǎng)不能一蹴而就，所以教師除了在物理課堂教學(xué)中要注重能力的滲透，在選擇習題時也要有意識地考查這三方面的能力。

1. 考查對實驗方案的評估或改進

例4 用如圖甲所示的裝置探究二力平衡的條件。

（1）卡片的重力可能對實驗造成了影響。如果這個卡片無法更換，我們可以把這個卡片剪得小一點以減小重力，或者通過 的方法來減小卡片重力對實驗的影響。

（2）小明進行實驗時，在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度（如圖丙所示），你認為能不能用小明的裝置進行實驗？答： 。

2. 考查由證據(jù)到結(jié)論的推理

例5 利用如圖所示的電路可以驗證電功與電流的關(guān)系。

（1）小明正確操作，驗證了實驗的結(jié)論.支持該結(jié)論的實驗現(xiàn)象是 。

啟示：例4和例5的探究實驗都來自于教材，但這兩題的設(shè)問方式和角度都有變化。例4著重考查在實驗條件變化的情況下，學(xué)生對知識的遷移能力和應(yīng)變水平。例5考查科學(xué)論斷是如何由科學(xué)數(shù)據(jù)和推理支持的，不同于以往考查實驗結(jié)論的題目，這種考查方式需要學(xué)生對實驗的操作和原理理解后才能作答，靠死記硬背是無法應(yīng)付的。所以我們可以挑選一些改變實驗方法或者改變設(shè)問方式的探究題，以提高學(xué)生的應(yīng)變能力，讓學(xué)生不僅知其然，更能知其所以然。

四、 選擇開放式題型的習題

PISA科學(xué)測評非常注意題型對學(xué)生展示科學(xué)素養(yǎng)水平的影響。PISA試題包括多種形式，有選擇題、封閉性問答題和開放性問答題。選擇題包括單項選擇題和多項選擇題；封閉性問答題要求學(xué)生在非常具體的限制條件下給出回答，往往要求僅使用一個詞語或短語作答；開放性問答題要求運用復(fù)雜的和抽象的思維在特定任務(wù)情境中進行推理和計劃。因為開放性問答題通常沒有唯一途徑或答案，所以更能培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和科學(xué)語言表達能力。所以筆者認為在平時的練習中要適當選取一些開放式問題的習題，有利于提高學(xué)生的物理思維能力。

例6 請利用礦泉水瓶設(shè)計兩個實驗，并說明其物理原理。

啟示：本題答案是不固定的，所以學(xué)生需要聯(lián)系學(xué)習過的各種物理知識，進行發(fā)散性的思考才能解答。而且在解答過程中還需要學(xué)生將語言組織得有條理有邏輯，對物理語言的表達也是一種鍛煉。

參考文獻：

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[2]陸璟.PISA 測評的理論和實踐[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2013.

[3]陳怡，陸建隆.基于PISA的高考物理江蘇卷實驗題例析與應(yīng)對[J].物理教師，2016，37（3）：79-84.

作者簡介：徐祖梅，江蘇省南京市，南京市棲霞區(qū)實驗初級中學(xué)。endprint