基于PISA的粤西地区初中物理教学研究-毕业论文.doc

A 基础理论 B 应用研究 C 调查报告 D 其他本科生毕业论文基于PISA的粤西地区初中物理教学研究二级学院：物理科学与技术学院专 业：物理学年 级：2009级学 号：2009294221作者姓名：指导教师：完成日期：2013年5月14日基于PISA的粤西地区初中物理教学研究专业名称：物理学（师范）论文答辩小组组 长： 成 员： 论文成绩： 目录1绪论21.1 研究背景21.2 研究意义21.3 研究现状31.4 研究方法42 PISA简况42.1 PISA简介42.2 PISA教育理念与教育目标42.2.1 PISA教育理念42.2.2 PISA教育目标52.3 PISA测试结构与测评机制52.3.1 PISA测试结构52.3.2 PISA测评机制63 PISA科学素养的界定与内容63.1 PISA科学素养的界定63.1.1 PISA科学素养界定63.1.2 PISA科学素养中知识的界定63.2 PISA科学素养的内容73.2.1 PISA科学素养内容的三个维度73.2.2 PISA科学素养具体内容83.3 PISA科学素养中的科学态度93.3.1 对科学的兴趣93.3.2 对科学探究的支持93.3.3 对资源和环境的责任心94 PISA科学素养测试物理部分典型试题分析94.1 PISA科学题目样本（三）：公交车104.2 PISA2006科学题目：风力发电厂114.3 PISA2006科学题目：超声波135 粤西地区初中物理教学现状问卷调查145.1 调查目的145.2 问卷设计与发放情况145.3 调查结果分析155.3.1 物理兴趣155.3.2 物理态度155.4.3 实验教学165.4.4 教学方式176 PISA科学素养对粤西地区初中物理教学的启示186.1 学校方面186.1.1 增设物理实践活动课186.1.2 完善实验器材186.2 学生方面186.2.1 学生自主学习186.2.2 学生参与教师的教学评估196.3 物理教师自身方面196.3.1 以学生为本196.3.2 物理教师职业素养196.3.3 重视物理科学知识与人文知识的结合206.4 物理教师教学方面206.4.1 物理教学重视学生能力培养206.4.2 物理问题情境生活化216.4.3 应用现代化技术227 结论22参考文献23附录24致谢26II基于PISA的粤西地区初中物理教学研究作者：柯炎娇 指导老师：李栋宇讲师(湛江师范学院物理科学与技术学院，湛江524048)摘 要：随着新课程改革的实施，寻找适合粤西地区初中物理教育教学模式具有重要意义。本文以国际学生评估项目(PISA)为研究对象，采用文献分析和试题分析方法，简述了PISA简况及PISA科学素养的界定与内容，分析了一些典型物理试题，并采用问卷方式对粤西地区初中物理教学现状进行调查，分析物理教学存在的问题。最后，结合试题分析和调查结果，得到PISA科学素养方面对粤西地区初中物理教学启示，主要表现在：增设物理实践活动课，学生要提高学习主动性，提升物理教师职业素养，重视学生能力培养及物理问题生活化等。关键词：PISA；科学素养；粤西地区；初中物理教学Study of Physics Teaching in Junior Middle School Based on PISA in Western Guangdong Author: Ke Yanjiao Tutor: Li Dongyu LecturerPhysics Science and Technology School of Zhanjiang Normal University, Zhanjiang 524048Abstract：With the implement of the revolution in new curriculum, it is important to find a new teaching model for physics in middle schools in western Guangdong. In this paper, the Program for International Student Assessment (PISA) is the main study object. It briefly introduces the PISA and its scientific literacy assessment, the classical tests of physics, and the survey on the present physics teaching situation of junior middle schools in western Guangdong and the major problems in physics teaching. Based on the test analysis and the survey results, this paper discusses the enlightenments of the physics teaching in middle schools in western Guangdong. There are several recommendations on physics teaching: 1) The teacher should prepare more classes of physics practice; 2) The student should improve their learning initiative; 3) The teacher should be improved the professional quality; 4) The teacher should pay more attention to the practical ability of students; 5) The teacher should dicuss the physics problems on life. Key words: PISA; scientific literacy; western Guangdong; physics teaching in junior middle school 1绪论1.1 研究背景进入21世纪知识经济时代，教育在提升国家竞争力这方面的地位越来越重要，教育的质量问题更是成为各国共同关注的焦点。由此，各种国际评估项目在世界范围内正积极的开展着，如TIMSS和PISA。PISA(Programme for International Students Assessment)国际学生评估项目，是一项由经济合作与发展组织OECD(Organization for Economic Co-operation and Development)策划实施的学生能力国际评估项目，由2000年首次开始实施。PISA经过不断发展，曾被誉为教育界的世界杯，是目前世界上最具有影响力的国际学生学习评估项目之一。2004年，中国教育部决定把新课程改革选择在广东等四省、区进行实验。广东粤西地区的教育探索结合本地的经济环境与物理课程标准，寻找适合粤西地区的物理教育模式。但是粤西地区初中物理教学的现状不容乐观，学校师资的条件远比不上广东省其他地区，并且粤西地区部分学校和教师片面追求考试成绩，不重视学生能力的发展，学生整体综合素质发展不平衡。所以我们要针对这些问题，探求出适合粤西地区初中物理教学的方法。而PISA给我们提供了一个全新的平台，通过对 PISA科学素养理念、内容、试题等做分析研究，得出对粤西地区初中物理教学的启示，并寻找出与新课程理念、学生特点和时代发展等均相适应的教学方式。1.2 研究意义为什么要从PISA看粤西地区初中物理教学？因为它们具有相同的评估对象和内容：OECD成员国希望获得关于学生的知识与技能及教育表现的常规、可靠的数据资料，从而进行PISA，测试义务教育阶段结束后，15岁左右的学生在阅读、数学和科学三个领域所具备的应用知识和技能解决问题的能力。而在我国，义务教育结束后进行中考也是为了检测学生在知识、能力和情感态度方面的发展情况，并据此选拔学生进人下一阶段的学习。所以研究PISA对粤西地区初中物理教学就具有了重大的意义。目前，我国所有省份的初中都进入了新课程实施阶段，而与新课程相适应的教学方式还在进一步的探索之中，还存在很多问题，而广东省粤西地区尤为严重，基础教育发展的不平衡、大班额、资源缺乏、应试教育的影响、存在对教育作用的高期盼和对教育现状的低自信的强烈反差等。通过对 PISA 的研究，得出对粤西地区初中物理教学方式有实际价值的策略，寻找出与新课程理念、学生特点和时代发展等均相适应的教学方式，这对粤西地区初中物理教学具有重要意义。1.3 研究现状通过对相关资料的查阅、整理和分析，可以发现国内与 PISA 相关的研究是从第一次 PISA 实施后开始的。中国香港于2002年2月加入了PISA 2000后续的PISA+测试并且收集了数据资料。中国香港是中国最早参与PISA测试的地区，并为我国的PISA研究做出极大的贡献。而之后的PISA测试中国澳门、台湾都有参与，并且中国内陆上海首次参加2009年PISA测试并获得第一的好成绩，引起了国外媒体和教育界以及政府的高度重视。到了2012年国内共有11个省市，600所学校，2万多名学生参与。但是国内对PISA的研究基本上都停留在对 PISA 的理论分析，当然，有些研究也会结合相关的分析提出一些对我国新课程改革实施有益的方法及指导意见等，但是针对地区性的研究是少之又少的，尤其是一些经济比较落后的农村地区。2000年的第一次 PISA 测试的侧重领域是阅读素养，2003年侧重的是数学素养，2006年PISA侧重的是科学素养。例如：王晞、黄慧娟、许明在上海教育科研发表了PISA科学素养的界定与测评，其文章就科学素养的界定、测评的内容、评估结构等方面作简要介绍和详细分析，以期对我们能有所启发和借鉴。每一次PISA测试，OECD 的官方网站（）都会在测试结束后公开发表这次的测试结果报告及其他一些研究成果。参与PISA 测试的国家和地区在测试后，都会公布本国或本地区的研究报告和成绩分析，而国外对 PISA 的研究也正是以这些数据和报告为基础进行的，主要集中在对PISA 的框架、测试内容、测试结果等方面的研究，并且一部分是围绕本国的情况进行阐述和研究的。在2013年4月通过EBSCOhost（）检索关键词“PISA”，共查到19027篇有关PISA的文章，其中有17800篇学术理论期刊，在中国知网（/）检索全文“PISA”一共查到1234篇文章。相比之下，国内相对国外的研究就少了很多。国外的研究基于实用型，如德国根据他们在PISA测试结果来分析他们教育出现问题的原因，进而对德国教育体制的改革起到很大推动作用等。1.4 研究方法通过对学校图书馆纸质书籍材料阅读和查看EBSCO全文数据库和中国知网搜索历年 OECD 发布的与 PISA 相关的报告、文献、期刊，及国内外研究者关于 PISA 的文章，研究对粤西地区初中物理教学有所帮助的观点和论述。分析 PISA 科学素养的物理部分的一些典型试题的优缺点，从中得到 PISA 物理试题对粤西地区初中物理教学的启示。通过问卷调查，了解到粤西地区初中物理教学的现状，进而寻找教学存在的问题。2 PISA简况2.1 PISA简介国际学生评估项目(Programme for International Student Assessment，简称PISA)是由经济合作与发展组织(OECD)组织的一项大规模的国际性学生学习情况调查研究项目。参与此项目的主要是OECD的成员国，还有其他专业协作组织，如澳洲教育研究协会(ACER)、荷兰教育测量学院(CITO)。该项目选取义务教育末期即 15 岁的学生作为测评对象，通过阅读素养、数学素养和科学素养三大主要领域的测试，评估即将完成义务教育的学生，是否具备面向未来生活的知识和技能。国际学生评估项目第一次在2000年进行测试，有经合组织成员国中的28个国家和巴西、俄罗斯联邦等4个非成员国参加，共计32个国家的265000名学生接受测试，以后每三年进行一次， 2003 年有 41 个国家和地区参与，2006 年有 58 个国家和地区参与,2009 年有34个经合组织成员国和41个合作国家,2012年有67个国家和地区参与。2.2 PISA教育理念与教育目标2.2.1 PISA教育理念PISA的评估设计是基于终身教育(Lifelong education)理念，评估的重点是学生是否具备社会、生活所必需的基本知识和技能。保罗朗格朗在终身教育引论的序言中曾说：“教育和训练的过程并不随学校学习的结束而结束，而是应该贯穿于生命的全过程。这是使每个人在个性的各方面身体的、智力的、情感的、社会交往的方面，总之，在创造性方面最充分的利用其禀赋和能力的必不可少的条件。认为必须把教育看作是贯穿于人的整个一生与人的发展各个阶段的持续不断的过程。”1这在终身教育引论中已有较全面的反映，朗格朗从彻底改造传统教育制度出发，对终身教育做了较系统的阐述，并提出了明确的战略目标和实际建议，组织适当的结构和方法帮助人在其一生中保持学习和训练的连续性，同时使每个人通过多种形式的自我教育真正和充分地成为自己发展的对象和手段。除了终身教育理念，PISA还蕴含一个重要的理念，那就是STS教育理念。这里的STS是“科学技术社会”的英文“Science Technology and Society”的缩写，科学指的是自然科学即物理学、化学、生物、地理等；技术指的是人类在实践活动中，根据实践经验或科学理论创造出的各种物质手段以及经验、方法、技能等。STS 教育要求学生懂得科学知识的应用，知道科学技术与社会之间的相互影响和作用，培养学生关注社会的意识，从真实的生活环境学习科学知识，还能够树立正确的科学观。PISA要求学生能够在现实生活中应用科学知识，将学校学习的知识融会贯通，很好的用于解决未来生活中会出现的一些实际问题。2.2.2 PISA教育目标PISA 提出的教育目标是让学生掌握适应未来发展的知识和技能，这正是终身教育的体现。无论各国的文化差异所导致的教育差异有多大，但政府的教育目标都是一样的，他们最关心的问题都是：“我们的教育是否为孩子将来全面参与社会做好了准备？”2对此，OECD明确指出PISA的目标不在于了解学生掌握了多少学科知识，而在于他们是否掌握了与他们将来生活相关的基础知识和技能，能否利用自身知识和能力快速适应未来社会变革。2.3 PISA测试结构与测评机制2.3.1 PISA测试结构PISA的测试由两部分构成：试卷和问卷。试卷部分：PISA的试题是用学生的生活相关的情境将相互关联的题目组合起来。PISA采用“双位编码”，第一个编码是标准答案，第二个编码是作答标准，即学生作答了，但不是正确答案。从这个标准中，我们可以将认真作答但回答错误与没有作答的学生区分开来，并分析学生回答错误的原因。这样做能很大的调动学生回答问题的积极性与参与性。问卷部分：PISA用大约30分钟的时间进行背景调查，涉及学生的家庭背景、学习习惯、学习动机、学习环境等方面的问题。2.3.2 PISA测评机制PISA采用滚动式测评机制，定期对60多个国家进行科学素养的测评分析。PISA从2000年开始每三年重复测评三个领域，形成一个循环评估体系，每个评估周期中有2/3的时间用于重点评估领域。2000 年重点是阅读素养的评估，2003年重点是数学素养的评估，2006年重点是科学素养的评估，2009年重点又回到阅读素养的评估，2012年重点是数学素养的评估，如此循环着。3 PISA科学素养的界定与内容3.1 PISA科学素养的界定3.1.1 PISA科学素养界定PISA对科学素养的界定为：科学素养是一种能力，是指能够运用科学知识去识别问题，经论证得出结论，以助于理解人类对自然界的改造和所作的决策。2000年PISA对科学素养的界定借鉴的是米勒J.Miller在1983年提出的科学素养的三个维度：“对科学原理和方法的理解；对重要科学术语和概念的理解；对科学技术的社会影响的意识和理解。”3米勒将科学素养概括为三方面：知识、过程和情境。从2000年到2013年，循环中只有2006年的PISA重点在科学素养评估。PISA 2006 中将科学素养定义为“个体能够掌握科学知识；应用科学知识来确定问题，获得新知识，解释科学现象，得出有关科学问题的有论据的结论；理解作为人类知识和探究的形式的科学的特征；关注科技是如何影响我们的物质精神和文化生活的方式；愿意从事于科学相关的事务，有科学观念，成为会思考的公民。”43.1.2 PISA科学素养中知识的界定PISA从两方面界定了科学素养中的“知识”的内涵：科学知识和关于科学的知识，前者指的是基本的科学概念和科学规律，后者指的是科学的本质。 PISA中的科学知识（Knowledge of science）主要有物理系统、生命系统、地球和空间系统、技术系统四个领域，与国内的学科存在一定的差异。就物理而言，PISA关注的是那些能够被用于解决现实生活的物理问题，或者物理与其他学科的交叉知识，而不尽是物理的理论知识。2006年PISA首次提出关于科学的知识(Knowledge about science)，新增了科学探索和科学解释两个方面。其中科学探究包括了科学问题源于好奇心、为了回答问题而寻找证据、不同的问题需要不同的科学研究。而科学解释强调让学生了解科学家是如何利用科学证据以解释大自然的各种现象的，它主要指科学的成果及在其形成过程中的一些要素，它是科学探究的结果。从只关注科学知识到关注科学知识与关于科学的知识两方面体现了要将科学作为一个完整的系统来考虑的思想，要真正地理解科学，不应仅仅掌握具体的科学概念、科学规律，还要具备将新知识与旧知识建立起联系过程的知识，这样的科学知识才是完整的。3.2 PISA科学素养的内容3.2.1 PISA科学素养内容的三个维度PISA研究通过要求在反映现实生活、与科学相关的重要情境中利用科学知识和科学思维过程来测试即将完成义务教育的15岁学生的科学素养。基于以上PISA科学素养的界定，从科学素养三个维度确定科学素养测试的内容，相对应也分为三个维度的内容。 第一、知识指学生应掌握一定的知识体系，了解相关的原理和规律。PISA科学知识主要为物理系统、生命系统、地球和环境系统和技术系统四个领域。PISA2006新增了有关科学知识这一方面的内容，包括科学探索和科学解释两部分，更好的运用解决生活中的相关的科学问题。第二、过程指学生应理解并掌握相关领域的方法和过程。到了2006年PISA把过程改为能力，更加关注了能力方面。具体而言，PISA的科学过程应包含以下5种能力：A.科学地确定可研究的问题的能力；B.科学地确定观察所需要的论据的能力；C.得出或评估结论的能力；D.交流有效的结论的能力；E.论证对科学概念的理解的能力。第三、情境指学生能够识别应用知识、方法的情境和领域，并理解形成这些人类活动情境和领域背后的原因。PISA科学情境选择主要有个人、社会、全球等三个层次，突破了科学课程的学科知识领域的局限，尽可能地考察学生的真实的社会生活经验和社会生活实际中遇到的科学知识和概念以及解决问题的能力。3.2.2 PISA科学素养具体内容PISA科学素养的内容是一直发展着，会随着科学技术的发展、人类发展的需要等的更新及人们认识的不断深入而不断丰富着它的内涵。2000年到2012年的科学素养具体内容如下表1。表1 PISA2000PISA2012 科学素养内容内容年份PISA2000PISA2003PISA2006PISA2009PISA2012知识科学知识：物理系统、生命系统、地球和空间系统、技术系统科学知识：物理系统、生命系统、地球和空间系统、技术系统、科学知识：物理系统、生命系统、地球和空间系统、技术系统关于科学的知识：科学探究、科学解释科学知识：关于科学的知识：科学知识：关于科学的知识：过程能力（从2006年起改为能力）科学问题的认识、证据的鉴别、结论的提出、结论的交流科学问题的认识、证据的鉴别、评估与交流识别科学问题、科学地解释现象、运用科学证据识别科学问题、科学地解释现象、运用科学证据识别科学问题、科学地解释现象、运用科学证据情境(2000-2012情境方面相同，但从2006年明确情境分为三个层次)生命和健康：健康、疾病、营养学、种群保护和持续发展。地球与环境：污染、天气与气候。技术：生物技术、材料应用与废物回收、能源使用、交通。生命和健康：地球与环境：技术：生命和健康：地球与环境：技术：三个层次：个人、社会、全球生命和健康：地球与环境：技术：三个层次：个人、社会、全球生命和健康：地球与环境：技术：三个层次：个人、社会、全球态度对科学的兴趣、对科学探究的支持、对资源和环境的责任感3.3 PISA科学素养中的科学态度 2006年首次将科学态度(Scientific attitude)列入了PISA科学素养的内容中，并在试卷和问卷中同时测试了学生的科学态度。这说明PISA不仅重视学生如何获取科学知识和如何培养其自身的能力，也开始关注学生的精神方面。具体的科学态度内容如下三个部分：3.3.1 对科学的兴趣对科学和科学相关的事情感到好奇；愿意利用多种资源和方法去学习新的科学知识和技术；愿意主动搜集关于科学的信息，并对科学保持持久的兴趣，包括考虑从事于科学相关的工作。3.3.2 对科学探究的支持承认不同科学观点和争论存在的必要性；支持使用事实性的信息和理性的解释；支持在得出结论的过程中需要必要而周密的逻辑推理。3.3.3 对资源和环境的责任心表达维护自然资源和环境的可持续发展的责任感；关注个人的行为对环境的影响；愿意采取实际行动来保护自然资源。4 PISA科学素养测试物理部分典型试题分析PISA科学素养测试内容包括科学知识和关于科学的知识，其中科学知识主要为物理系统、生命系统、地球和空间系统、技术系统四个领域等，其中物理系统的科学主题和相关概念如表2。表2 PISA科学素养测试物理系统相关概念科学主题相关概念物质结构分子模型、键物质属性位移、导热性和电导率气压变化辐射、透射、大气压、压强化学变化和物理变化事物的状态、反应的速度、分解力和运动力的平衡、摩擦力、速度、加速度、动量能量转化能量守恒、能量衰变、光合作用能量和物质的相互作用光波和无线电波、声波和震波对具体的PISA科学素养物理典型试题分析，考察学生对物理相关知识的掌握，以及得出对物理教学的启示。4.1 PISA科学题目样本（三）：公交车一辆汽车正在沿着笔直的公路行驶，司机（名叫Ray）把一杯水放在了仪表盘上面的支架上，突然，他紧急刹车。5图1问题1中的图示问题1：Ray紧急刹车时杯子里面的水瞬时呈现何种状态？（ ）A保持水平B从1边溢出C从2边溢出D水会溢出，但是不能确定从哪边溢出问题2：Ray的汽车，和大多数公共汽车一样，是以柴油发动机为动力的，这类汽车导致环境污染。Ray的一个同事在某城市工作，在那里他们使用无轨电车，这类车以电力发动机为动力，其所需电能由上面的电线供给，这些电能又是火力发电厂供给的。支持使用无轨电车的人说这类公交车不会产生大气污染。这些支持者所言正确吗？发表你的观点。试题分析：这道题属于PISA科学测试中“力和运动”主题，考察学生对物体惯性和能源相关知识的掌握。这道题的情境是选自与我们的日常生活息息相关的真实的现象，有利于学生将所学知识应用于现在或未来是实际生活中去。学生对问题1和问题2的回答不仅仅体现出学生对这惯性和能源知识的掌握情况，还能反映出学生对生活中的科学现象的关注程度，从而反映出学生的科学素养的程度。教学启示：枯燥的知识讲授不利于学生学习兴趣的调动，教师尽量建构物理问题情境生活化，激发学生的需要，引发学生学习动机、唤醒学生积极的思维。一个能吸引学生的情境问题，是知识、方法和能力的载体，把这三者有机结合，这样就可以在一堂课中同时达成新课程中的三维教学目标。4.2 PISA2006科学题目：风力发电厂很多人认为，风力应该作为一种取代石油和煤炭的能源来发电。下图中的设备是一些风车，它们的桨叶会在风力的驱动下旋转。风车桨叶的转动会带动发电机开始运转，从而产生电能。6图2风力发电厂问题3：下面的曲线图表示四个地点的平均风速在一年中的变化情况。哪个曲线图表示的地点最适合建设风力发电厂？（ ）图3问题3中的图示问题4：风力越强，风车桨叶转动就越快，输出的电能就越多。尽管如此，实际上风速与发电量并不成正比。以下是某风力发电厂中发电机的四种工作状况：当风速达到V1时，风车的桨叶开始转动；当风速达到V2时，风车发电量（electric power output）达到最大值；为安全起见，风车桨叶的最大转速禁止超过风速为V2时的转速；当风速达到V3时，风车桨叶停止转动。以下哪个曲线图能最好地表达在这些工作状况下风速与发电量之间的关系？（ ）图4问题4中的图示问题5：在同样的风速条件下，海拔越高的地方，风车转动的速度越慢。能最好地解释这种现象的是以下哪个选项？（ ）A当海拔升高时，空气的密度减小B当海拔升高时，气温降低C当海拔升高时，地心引力变小D当海拔升高时，降雨更多问题6：使用风力发电与使用化石燃料（如煤炭、石油等）发电相比，有哪些具体的优点与缺点？请分别写出一个。试题分析:这道题属于PISA科学测试中“能量转化”主题，考察的是学生对能量转化知识的掌握程度。问题1要求学生在读懂风速-时间图像的基础上，对四幅图像进行分析、比较，从而得出要在风速大且长期稳定的地方建厂的结论。问题2给出了风车转动速度与其发电量之间的四种对应关系，考察学生将题目中表述的文字信息转换成对应的图像的能力。问题3融合了大气压强及自然地理中的部分内容，考察学生在风力发电厂这个实际情境中，如何去分析问题，选择什么知识来解决这个问题。问题4考察的是学生对现实问题的理解和能够给出恰当的评估，我们通常都是了解风力发电的优势，但是会选择性忽略了它的不利之处，所以这道题目考察学生的考虑是否是全面的。教学启示：PISA以与生活常见现象风车为切入点，很好的诠释了PISA教育理念。图像是物理学中常见的形式，在物理教学中要求学生能够读懂图像，还要学生学会使用图表来表达文字信息，使信息更加直观。因此，在教学中，教师应该引导学生形成图文转换的技能。现实生活中遇到的问题通常是由几个领域知识的结合，所以要实现学生能够应对未来生活挑战的目的，物理教学不仅要引入真实的生活情境，而且在处理生活化情境的问题时，要让学生综合考虑影响问题的因素，从而得出最佳的问题解决方案。4.3 PISA2006科学题目：超声波在很多国家里，可以通过超声波扫描技术显示出婴儿的图像。对于母亲和婴儿来说，人们认为超声波是安全的。7图5问题7中的图示图中这个医生正拿着探头在这个即将成为母亲的妇女腹部移动。探头发出的超声波进入妇女的腹部。在腹内，这些超声波从胎儿的皮肤表面被反射回来，然后又被探头收集起来，最后转送到可以显示影像的一个机器中。 问题7：为了形成一个影像，这个超声波仪器需要计算出婴儿表面到探头的距离。超声波通过腹部的速度为1540 m/s。这个机器必须要测量出哪个数据才能计算出婴儿表面到探头的距离？问题8：婴儿的影像也可以通过使用X光获得。可是，医生建议妇女在怀孕期间避免在腹部使用X光检查。为什么要特别强调在妇女怀孕期间要避免腹部使用X光检查 ？问题9：怀孕妈妈的超声波检查可以提供以下问题的答案？在你的选择上画圈。表3问题9中的表格超声波检查可以回答以下问题吗？能/不能肚子里有几个胎儿？能/不能胎儿的眼睛是什么颜色的？能/不能胎儿是否发育正常？能/不能试题分析:这道题主要属于PISA科学测试中“能量和物质的相互作用”，考察的是学生对超声波和X光知识的掌握程度。问题1体现了“力和运动”，要求学生理解题目的问题，知道距离和速度、时间的关系。问题2考察学生对X光的理解。问题3不仅仅是考察物理知识，而是基于物理知识上的关于科学的知识，要求学生有日常生活的常识和想象的空间。教学启示：孕妇照超声波是一种常见的情境，能够激发学生探究的好奇心。问题2与现实生活息息相关，我们经常提到说孕妇不能照X光，但却从未认真思考过这个问题，所以PISA考虑到学生不曾注意的方面。因此，教师在教学中应注意到学生选择性忽略的问题，能够更全面的阐释物理知识。学生除了有相对应的物理知识，还要有一定的想象能力，所以教师应更加注重培养学生的想象能力，让学生自己形成一定的空间想象能力，能更好的解决问题。5 粤西地区初中物理教学现状问卷调查 5.1 调查目的为了更加清楚的了解粤西地区初中物理教学现状，在参考别人调查粤西地区初中物理教学的结果上（如丘碧群对粤西地区中学教师职业倦怠状况的调查分析），再在粤西地区的两间学校展开调查，以期获得更多的数据，从而了解到粤西地区初中物理教学存在的一些问题。5.2 问卷设计与发放情况问卷分四个调查内容，分别是学生学习物理兴趣、学习物理态度、教学方式、实验教学。问卷编制在一定程度上参考了别人的调查内容，具体见附录。问卷调查分两部分，一小部分在网上进行调查，一大部分调查了吴川第一中学和吴川第三中学。共发放问卷200份，回收有效问卷200份。5.3 调查结果分析5.3.1 物理兴趣表4有关物理兴趣的调查结果 选项内容及百分比%问题调查结果ABCD1.你对物理感兴趣?很感兴趣有一点无所谓不6235212.学校有没有开展物理兴趣活动？经常一般很少没有84630163.你喜欢上物理课？ 很喜欢喜欢不喜欢无所谓3659144.你是否经常观看有关物理的书籍？经常偶尔没有87814通过调查发现，学生总体上对学习物理很有兴趣，62%的学生对物理学很感兴趣，只有1%的学生不喜欢学习物理。30%的学生认为学校很少开展物理兴趣活动，而16%的学生认为学校没有开展有关物理兴趣活动，所以学校应该多点开展物理兴趣活动，让更多的学生参与到其中。学生大部分喜欢上物理课，36%很喜欢，59%喜欢，看来物理还是吸引了很多的学生，因为物理与生活息息相关，而且初中还有很多有趣的实验。除了课本，78%的学生偶尔观看有关物理学书籍的习惯，还没有达到经常，这可能是物理科普的书看起来比较抽象，学生看这些书还比较吃力。总体来说大部分学生对物理感兴趣，但是还是有一部分的学生没有认真学习物理，造成这种结果的原因可能是：第一、学生课业负担太重，受应试教育的影响，他们把时间用在了其他学科上。第二、教师的教学方式枯燥乏味。5.3.2 物理态度表5有关物理态度的调查结果 选项内容及百分比%问题调查结果ABCD5.你平时做物理练习的情况是？做老师安排的题之外还做自己买的资料做老师安排的题之外还偶尔做其他题偶尔做一下物理题 基本不做物理题32491636.你是如何完成物理学作业的？ 独立完成抄袭别人的在别人的帮助下完成学生间相互讨论完成44712377.你学习物理学的目的是？应付课程的安排应付考试学习更多物理学方面的知识其他1584108.初中很多人认为物理是副科，没有必要学，你是怎样认为的？它很重要，应该好好学随便学一下就可以了其他课程都学不完，没时间和经历花在物理上为了考试而学习91306从调查数据中能够发现，学生学习物理的态度端正认真。32%的学生除了做老师布置的作业外还做自己买的资料，只有3%的学生基本不做物理题，说明学生还是会自觉的做物理题。在完成物理作业的调查中，有44%的学生能够独立完成，只有7%抄袭别人的，这说明学生还是会自己完成自己的作业，认真对待老师布置的作业。学生学习目的总体明确，有84%学生认为学习物理学的目的是为了学习更多物理学方面知识，只有1%的学生是应付课程安排，5%是为了应付考试，学生目标明确才会有更好的动力学习物理。在对待物理这门学科的态度上，绝大部分的学生都是态度很端正的，91%的学生认为很重要应该好好学。总体来看，学生学习物理的态度端正，目标明确，自主学习意识强。但是还是存在一部分学生没有摆正心态、明确目标。教师和学校方面应对这一部分学生进行心理上的交流，鼓励学生学习。5.4.3 实验教学 表6有关实验教学的调查结果选项内容及百分比%问题调查结果ABCD9.在上物理课，你喜欢教师多做实验还是多讲理论知识？多做实验多讲一些理论知识两者比例差不多就行其他31861010.你认为物理课中的理论重要，实验课其次实验课重要，理论课其次理论和实验都重要其他4589211.学校物理实验开展情况怎样？经常上偶尔上基本上不上从来没上过3945115调查发现，61%学生希望老师在物理课上实验和理论比例差不多就行，31%的学生认为要多做实验，多开展实验课对学生学习物理是很有帮助的，物理源于生活。在问到物理课中理论重要还是实验课重要时，89%的学生认为理论和实验都重要，新一代学生已经受到现代化的影响，也很有自己的思想和意见。在对学校物理实验开展调查中有39%的学生认为经常,45%的学生认为偶尔上，还有11%学生认为基本不上，这种教学现状还没完全符合新课改革要求的。总体下来，发觉还是实验的开展不够多，不够完善，需要学校的实验资源的完善，力求学生能在实验中学习，在实验中进步，在实验中发现问题。5.4.4 教学方式表7有关教学方式的调查结果 选项内容及百分比%问题调查结果ABCD12.在学习中学物理学时，你认为老师应多说一些物理科学前沿的知识注重基础知识的讲解注重能力的培养既注重基础知识又注重能力 23746613.你认为物理教学应该怎样进行更好？老师为主角，学生配合学生为主角，老师配合老师和学生互相配合，共同活跃课堂气氛 其他0594114.你的物理学老师_探究活动中的交流与合作。非常重视一般重视不重视不知道 86120215.教师在教学中是如何利用教材的？完全按教材组织教学基本按教材组织教学根据实际情况作适当调整 按自己的想法组织教学81075716.平时老师是怎样开展教学的？以老师讲授为主以学生自学为主以老师的教和学生的学为主完全由老师讲授为主40951调查发现在学物理学时，23%的学生渴望老师多说一些物理科学前沿的知识，66%的学生认为既要注重基础知识又要注重能力，这说明学生认识到知识与能力一样的重要。在问到“你认为物理教学应该怎样进行更好？”时，94%的学生希望老师和学生互相配合，共同活跃课堂气氛，教师与学生是相互相成的。有84%的学生认为物理老师重视探究活动中的交流与合作，说明现在的中学物理老师在努力地把新课标的理念落实在自己的课堂上。在平时教学过程中，有95%的学生认为以老师的教和学生的学为主，说明新课改革革后，以教师为主的课堂的发生了改变，学生认为课堂上教师的教和学生的学都重要。总体来说，粤西地区初中物理教学的现状存在不少问题，不重视学生能力的发展、相对应的实验资源缺乏、大班额、应试教育的影响、教师不重视引导学生自主思考学习等。6 PISA科学素养对粤西地区初中物理教学的启示根据PISA科学素养测试物理典型试题分析和粤西地区初中物理教学现状问卷调查结果，在终身教育和STS教育理念的指导下，总结出几点PISA科学素养对粤西地区初中物理教学的启示：6.1 学校方面6.1.1 增设物理实践活动课初中阶段设置分科与综合相结合的课程，综合实践活动作为必须课程，注重学科知识与学生经验和生活实际的联系。学校根据课时的安排，增设物理实践活动课，能让学生把课堂学到的知识应用在实践活动中，因为学生对此类活动反响强烈，兴趣盎然，能更加激发学生学习的动机。教师组织学生多做与生活有关的实验，让学生将书本学的知识应用到生活中去，因为物理来源于生活、来源于实践。从PISA的要求来看，PISA最根本的目的是使学生具备社会发展需要的知识和技能，而增设物理实践活动课程能增强学生的动手能力和解决实际问题的能力等社会实践能力。因此，学校在课程中开设物理实践活动课是一个很好的途径，组织学生思考一些比较热门的问题，如环保的问题、能源的问题等，学生针对问题，通过网络、书籍、调查等方式自主收集资料，建立解决方案，并进一步动手实施，在具体操作的过程中不断发现新问题，解决新问题，同时学生的动手能力将得到很大的提升。6.1.2 完善实验器材学校应该加大教育经费的投入，更新完善实验器材，注重实验器材与时代接轨，争取尽快实现多媒体教学。实验资源对教师的教学起到很大的帮助，能够优化教学手段，使教学过程动态化、形象化，并增加信息量、拓展学生视野，能使学生对物理更感兴趣。6.2 学生方面6.2.1 学生自主学习学生要勤于思考，敢于质疑，勇于创新，主动求教和学习。PISA教育理念要求学生具备终身学习的能力，这与学生自主学习的能力的形成是分不开的，只有学生具备了自主学习的能力，学生才会不断学习新的知识，形成新的能力来适应不断发展的社会。PISA要求学生能够通过网络、期刊等方式，自主的寻找解决问题的信息等，这些都是学生自主能力形成的途径。但是，学生自主学习并不是说学生一味自己学习而不需要教师的帮助，恰恰相反，由于学生的学习能力和对一些问题的认识上还存在许多不足，所以在自主学习的过程仍然需要教师指导和帮助。6.2.2 学生参与教师的教学评估义务教育阶段的教学过程，学生很少参与教师的教学评估，学生参与教师的教学评估这种情况在大学里是很常见的。从评估的参与者来划分，教师的教学评估可以分为自评和他评两种，他评指的是专业评委或同事，学生不参与评估，而学生是教育活动的主体，没有学生参与的教学评估是不完整的。通过学生参与教师教学的评估，教师可以改进自己教学策略和教学方法等，使教学更加满足学生的需求。同时，学生在参与评估的过程中会反思学习过程中的获得的知识与不足之处，使学生养成反思的习惯，能帮助学生更加清楚自己知识的结构。学生参与教师教学评估的方式有很多种，如调查问卷、定期对教师的教学给出自己的感受或建议、通过类似PISA的试题来分析学生的学习情况等，这些都能让学生很好的参与到教师教学的评估中，教学相长、相互促进。6.3 物理教师自身方面6.3.1 以学生为本学生是学习的主人，教师是为学生服务的。教师对学生有强烈的爱心和责任心，尊重学生的独立人格和个性，平等和民主的对待每一个学生，公平客观的评估学生。教师不仅要向学生系统的传授科学知识、技能，开发智力，而且要听取学生反馈的意见和要求。教师不再是传统教学中教学过程的控制者，而是学习环境的设计者。教师要以实现学生的终身学习为物理教学的最终目标。6.3.2 物理教师职业素养PISA科学素养认为教学除了教会学生物理知识还应培养学生的科学能力和科学的对待事物的态度。所以教师应具有职业素养，包括道德素养、知识素养、能力素养。首先，热爱学生是教师职业道德的基本规范，是教师做好教育教学工作的重要前提。再次，物理教师应具备扎实的专业知识，了解物理的历史、现状、发展趋势及与相邻学科的关系。PISA的情境性和综合化的倾向要求物理教师的知识不但要专业，而且要掌握一些跨学科的知识。同时，物理教师必须掌握教育科学理论和教育教学艺术，了解学生的学习心理活动，能更加有效的给学生传授知识。朱德熙先生曾说过这么一句话“教师要有学问，多从学生角度着想”，这点破了课堂教学、甚至一切教学的真谛。最后，要顺利的完成教学任务，提高课堂教学的效率，合理安排教学时间和教学内容，还要灵活运用多种教学方法和手段，注重物理课堂教学中的情感因素，这对物理教师提出了更高的能力要求。物理教师应具备良好的教学能力、讲课能力、组织管理能力、书面语言表达能力、非语言表达能力、教育科研能力、多媒体操作能力、实验能力等。物理是一门实验性比较强的学科，作为物理教师，一定要具备较强的实验操作能力和实验创新能力，实验来源生活，能更加吸引学生对物理产生兴趣。6.3.3 重视物理科学知识与人文知识的结合STS教育目的是把科学教育与社会发展相结合，把科学教育从应试的枷锁中解脱出来，将其转变成为了人的发