基于PISA科学素养的研究性学习一例

蔡天津

摘要：自经合组织（DECD）# PISA2015科学素养的测试结果公布后，引起社会各界的高度关注和广泛讨论。文章通过原电池活动探究的一例运用，力图呈现PISA对“科学素养”的基本认识，描述科学问题如何在情境、知识、能力和态度等内容上的体现。

关键词：PISA2015科学素养;研究性学习;原电池

文章编号：1008-0546（2019）02-0028-02 中图分类号：0632.41 文献标识码：B

科学素养的培养是中学教育的主旋律，PISA2015科学素养测试公开试题所要求的科学素养对中学教育及中学化学教育有一定参考价值。通过对PISA2015科学素养测试公开试题的分析，可以看出，PISA2015的科学测试框架从情境、知识、能力及态度四个维度建构。即情境方面，关注个人、地方、国家和全球中，需要一些对科学和技术的理解的问题;在知识方面，要求对科学知识基础的理解，科学知识涵盖了内容性知识、过程性知识和认识性知识;能力方面，是PI-SA2015科学素养能力，包括科学地解释现象、评估和设计科学探究、科学地解释数据和证据;态度方面，指对科学技术感兴趣，重视科学研究方法，以及对环境问题的认识和意识。

引导学生关注社会背景、社会现实问题，将与生活息息相关的具体问题融入到学习中，有助于帮助学生更好地理解科学知识研究，更好地适应未来的社会生活，帮助学生了解科学知识的应用，实现真正的学以致用。

开展研究性学习，可以始于对某一现实问题，利用学科的中心概念和原理，把学生融入有意义的任务完成的过程中，让学生积极地研究、学习，自主地进行知识的建构，以实现学生知识的生成和能力的培养。

原电池的研究性活动是高中化学一个常见的活动。因为电池是现代生活必不可少的东西，电池的污染也是现在社会关注的一个重要的问题。根据PISA2015科学素养，笔者设计多个项目，不仅让学生理解原电池基础知识，并能对原电池的使用进行评估、探究和实验，重视对环境问题的认识。活动设计如下文。

一、课题名称

调查市场常见化学电池的种类，讨论它们的主要工作原理，生产工艺和对环境的影响。

二、实施类型

本项目学习为主题式项目，是学生对原电池学习的拓展。由教师布置主题，学生分四个小组共同承担项目，各小组安排时间计划表，并与教师及时沟通。在单元的最后，由个人或小组在班中展示其最终成果，结束后要求学生把所学到的拓展性知识迁移到以后的单元学习中。

三、预期目标：借助项目课程，让学生进行研究性学习和跨学科学习，培养学生的科学素养。

背景意义：让学生了解知识来源于生活，运用于生活，并改变了生活。

知识方面：了解原电池的化学原理，不同原电池的结构及原理、应用，并理解使用它们的益处，了解设计活动方案的一般步骤和基本内容。

能力方面：能科学解释现象;通过信息资料的查找、收集、处理、加工，对所即将开展的探究进行评估和设计，掌握小组学习法，体验组内的分工合作及与人共处，树立团队意识和合作精神;展示过程中科学解释数据和证据，通过报告会及经验展示会的形式作学习经验及成果交流，提高语言表达能力与信息交流能力。

态度方面：感受原电池的发现和发展历程，获得成功的启示和经验，提高学生对科学技术的兴趣，以及对环境问题的认识和意识，树立正确的人生观、价值观，进行评价与自我评价。

四、教学组织

整个项目课程可按以下模式分四阶段加以组织实施：

1.寻求科学地解释现象——项目准备、学生讨论

教师向学生介绍原电池的基本知识后，与学生商讨计划，使学生明确研究的目的、意义、内容、方法，了解最终完成的作品形式及要求，并培养学生对本计划的兴趣。着重培养三种核心能力：

在对项目论证时，引导学生进行可行性论证，论证的内容有：时间是否充分，是否需要集中教学，哪些可供活动使用的学校环境，是否可能获得对完成项目所需的资料、跨专业知识技能，在课程实施中所需物质材料是否均可以获得，经费来源渠道是否有保障。

其次，通过学生自由组合、教师宏观调控的方式成立工作小组，每个小组负责一个子课题然后在小组长的召集下设计小组活动方案、分发‘‘项目学习报告”、工作时间表、人员安排、拟采用的成果展示形式。

2.评估和设计科学探究——分工合作、进行探究，分享经验、整合成果

本阶段是项目课程的核心阶段，即解决问题阶段。在此阶段学生按预定计划和实施方案，在教师指导下，采取小组自主活动形式。在一周内分别完成小组项目目标与任务。在实施过程中，学生会请教有关教师或专家、收集资料、调查取证、处理信息、最终完成子课题。主要有四个子课题：介绍干电池组成和应用小组，调查干电池的使用情况和处理情况并提出防治措施小组，介绍铅蓄电池组成及工作原理小组，搜集并介绍新型电池小组。

3.科学地阐述数据和证撰卜一一分享经验，整合成果

本阶段采取课堂教学的形式，使用了一节课，全班集中完成对项目的总结、评价和拓展。各小组完成初步成果后，先在課外对资料进行汇编整理，完成了报告，附以由实物、文字、插图、像片及影像等资料处理而成的项目最终成果，然后举行项目成果报告会。

课程展示过程：

第一组介绍Zn-Mn干电池原理及其回收，回收实验操作时使用简单的过滤方式呈现。

第二组根据第一组的滤液进行水质被污染的实验，引入说明电池污染的严重性，并汇报调查结果，提出防止电池污染的可行性意见。本组电池的污染性实验以小鱼为试验品，观察其在电池滤液中的生存情况，引起同学们极大震撼。

第三组通过实物铅蓄电池的拆解，讲述其构造及工作原理和注意事项。

第四组通过表演小品“卖电池”，展示一些日常新型电池。

四、反思和评价阶段

课程结束后，组织小组的同学从以下几个方面进行反思：如何把这节课学的一些知识应用于生活中;在此次活动中，作为角色扮演组织信息的个体，你做得较好的是什么;在本次活动中，当你通过阅读、写作、组织、角色扮演、集体合作和呈现信息时，什么是你最为有收获的，什么时候感觉最不舒服;你认为如果有下一次这样的活动，我们可以怎样做会更好。

通过此种方式的学习，参与的同学的感受都较深，不仅增长了知识，学习了科学探究技能还初步了解了团队合作方式，环境意识有了较大提高。研究性学习在科学素养的培养方面有其特有的优势。

参考文献

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