《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)中阐述通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境,培养和发展学生的自主学习能力,引导学生理解物理学的本质,整体认识自然界,形成科学思维习惯,增强科学探究能力和解决实际问题的能力。[1]PISA测试是由经济合作与发展组织(OECD)发起的国际学生评估项目,关注学生将所学知识应用于情境的问题解决能力,并且在科学素养测评框架下对情境进行分类。本文以沪科版高中物理教材中的情境为研究对象,运用PISA的科学素养测评框架,对教材中情境的特征进行分析,并对教学中如何运用情境提出建议。 一、PISA2025科学素养测评框架 (一)PISA2025测评 OECD发起的PISA是目前世界上规模最大、覆盖面最广、受关注度最高的国际性大数据测评项目,是衡量15岁学生阅读、数学、科学能力的评价研究项目。[2]2023年6月,OECD发布了PISA2025科学领域的战略愿景与方向,对科学测评方向作出了重大调整,其中,框架新加入的科学身份认同这一维度,期望学生能作为科学的使用者和生产者在个人、地方和全球及生活情境中接触科学。[3] (二)PISA2025科学素养测评框架 在PISA2025测评系统中,科学素养包括科学解释现象、建构并评估科学探究设计、批判解释科学数据与证据、研究和评价并使用科学信息促进决策及行动等能力。[4]这些能力与《课程标准》中阐述的课程目标具有高度的一致性。创设情境对培养学生的物理学科核心素养具有关键作用,应让学生在实际情境中积累解决物理问题的经验,形成把情境与知识相关联的意识和能力。[1]PISA2025测试中,情境划分为个人、地方/国家、全球3个维度,每个维度又细分为健康与疾病、自然资源、环境影响与气候变化、灾害、当代科学与技术进步及挑战等领域,具体内容如下页表1所示。[4] PISA2025的情境内容具有鲜活的时代特征,譬如在“健康与疾病”领域的个人维度新增了“疫苗接种”,全球维度新增了“疫情大流行”。此类情境就非常符合当下后疫情时代的特征。在诸如此类的真实情境下,学生能够运用相关知识,解决特定情境问题,从而提升关键能力,与高中物理的育人目标不谋而合。 二、基于PISA2025科学素养测评构建高中物理教材情境框架 尝试运用PISA2025科学情境的分类框架,将教材必修1中的情境进行分类汇总。由于教材必修1的4章内容都属于“力与运动”的范畴,与“自然资源”“环境影响与气候变化”和“灾害”领域相关的情境几乎没有涉及,大量的与生活现象、科学实验和科学历史相关的情境无法与之匹配,需要重新界定教材情境的维度和拓展教材情境的领域。 (一)PISA2025科学素养情境维度与教材情境的关联 在PISA2025科学素养情境分类的三维度的基础上,需要建立高中物理教材情境与其关联的机制,如下页表2所示。[5]

(二)PISA2025科学素养情境领域与教材情境的匹配 基于教材中情境的多样性和物理学科的特点,进一步优化PISA2025科学素养情境的领域。实验探究是物理学研究的重要方法,教材中包含了大量的实验活动,是否有必要增加“科学实验”领域,那么就可以将实验都归为该类情境。例如必修1第3章第2节的学生实验——设计探究两个互成角度的力的合成规律,虽然探究以小猩猩用单臂或双臂悬挂在树枝上为素材,但是教材中的实验活动与个体生活紧密联系,可以将其归为“生活与健康”领域,实验只是作为解决情境问题的一种手段,因此无须添加“科学实验”领域。教材中包含了大量的科学发展的历程,因此增加了“科学历史”领域,如下页表3所示。

三、基于PISA2025科学素养测评的高中物理教材情境分析 (一)教材情境的类型统计 基于维度和领域的分析框架,对沪科版教材的情境进行分类统计,如31页表4所示。 依据分类标准,教材中共计178个情境,各个维度和领域都有涉及。 (二)情境的维度分布特点 (1)各维度的情境丰富。 教材中属于“个人”维度的情境共计69个,占教材情境总数的38.76%;属于“地区/国家”维度的情境共计45个,占比为25.28%;属于“全球”维度的情境共计64个,占比为35.96%。“个人”维度的情境占比最高,源于贴近学生生活的情境更能引起学生的共鸣。教材必修部分各章的“章导图”大量使用了与个人生活相关的情境,体现了物理学科引导学生在真实的情境中提出问题、提高学生综合解决实际问题的能力的观念。属于“全球”维度的情境均匀分布在教材各册,充分体现物理学发展具有时代性、全球性的特征,科学技术的发展让世界联系得更加紧密,有利于增强学生的社会责任感和全球意识。