科學(xué)探究要素的考查特征

科學(xué)探究既是學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式，如何對(duì)學(xué)生的探究水平進(jìn)行客觀正確的評(píng)價(jià)，一直是我們基礎(chǔ)教育工作者努力探索的課題。在實(shí)施新課程的近幾年中，各地教育部門，充分發(fā)揮中學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)考試（中考）對(duì)日常教學(xué)的導(dǎo)向作用，運(yùn)用不同的探究題型，全面考查科學(xué)探究七個(gè)要素所對(duì)應(yīng)的35個(gè)基本要求的達(dá)成程度，通過對(duì)探究中過程與方法的考查，把是否真正經(jīng)歷科學(xué)探究的學(xué)生區(qū)分開來，綜觀近幾年的中考探究性試題，有如下幾個(gè)顯著的特征。

1 提問與猜想的概念性

對(duì)于一個(gè)生活現(xiàn)象隨便提出一個(gè)問題或猜想是很容易的，但要提出一個(gè)有價(jià)值的物理問題或猜想，卻非易事，有時(shí)學(xué)生并不明白什么樣的問題才算是一個(gè)物理問題。我們知道，物理知識(shí)是以物理概念為基礎(chǔ)，以物理規(guī)律為核心，以物理方法為紐帶的知識(shí)體系，應(yīng)該說只要包含有相關(guān)物理概念、物理規(guī)律或物理方法的問題就是一個(gè)物理問題。因此，這類試題往往給出一個(gè)生活現(xiàn)象，要求學(xué)生能夠分析出所給情景中所隱含的物理概念和規(guī)律，然后緊扣這些物理概念和規(guī)律進(jìn)行提問或猜想，然后用物理語(yǔ)言把問題或猜想表述出來。

例1 （河南05年第8題）讓足球和鉛球都靜止在地面上，足球輕輕一踢就能運(yùn)動(dòng)起來，但要使鉛球運(yùn)動(dòng)起來卻不那么容易，針對(duì)以上情景，提出一個(gè)值得探究的物理問題__________。

解析 由題中情景可以看出，這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)和力的問題，我們應(yīng)當(dāng)首先把所給的物理現(xiàn)象與相關(guān)的物理概念和規(guī)律對(duì)應(yīng)起來，足球與鉛球的不同——質(zhì)量不同；踢球——力的作用；運(yùn)動(dòng)起來——運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變的容易程度——慣性等。應(yīng)當(dāng)從質(zhì)量、力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系方面進(jìn)行多角度提問，如:為什么質(zhì)量越輕運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變呢？改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，質(zhì)量越大所用的力越大嗎?在相同力的作用下，質(zhì)量越小的物體，速度變化越快嗎?

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可操作性

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是從操作的角度把探究的猜想與假設(shè)具體化、程序化，因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可操作性是完成科學(xué)探究的前提和保障。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題所考查的往往是，能否把一個(gè)驗(yàn)證猜想的程序，設(shè)計(jì)成可實(shí)現(xiàn)的操作過程。這就要求學(xué)生在明確探究目的的基礎(chǔ)上，緊緊圍繞要探究的物理概念和規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，要考慮選用什么器材，采用什么方法顯示有關(guān)的物理量。需要測(cè)量的，要明確用什么儀器，如何測(cè)量。要考慮實(shí)驗(yàn)過程中影響問題的主要因素，不但要有控制變量的意識(shí)，還要知道用什么方法，如何進(jìn)行變量控制等，很多儀器的選取和方法設(shè)計(jì)都需要學(xué)生經(jīng)過創(chuàng)造性思維才能完成。

例2 （河南06年第21題）下圖是某小組研究“滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？”時(shí)實(shí)驗(yàn)的示意圖。

（1）本實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生摩擦力的方法是______。

（2）用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在木板上滑動(dòng)時(shí)，每次都要保持勻速運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)開______。

（3）比較b、c兩步，你能得出正確的結(jié)論嗎？________。原因是________。

解析 （1）本實(shí)驗(yàn)的目的是要探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，在經(jīng)歷了基本的提問和猜想后，就要進(jìn)行操作性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要考慮用什么器材用什么方法產(chǎn)生摩擦力，摩擦力產(chǎn)生的條件是接觸面粗糙、有壓力、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題中的示意圖就可知道，本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生摩擦力的方法就是讓木塊在水平的木板上滑動(dòng)。

（2）產(chǎn)生摩擦力的方法確定后，就要考慮如何顯示摩擦力，如何在運(yùn)動(dòng)時(shí)測(cè)量摩擦力，這需要運(yùn)用二力平衡的原理，如果用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平木板上勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，木塊所受的摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)就顯示了木塊所受摩擦力的大小。

（3）在探究的開始，就可能猜想到，摩擦力的大小可能與壓力、粗糙程度和表面的材料有關(guān)，為了研究摩擦力的大小與某一個(gè)因素的關(guān)系，就要控制其它的因素保持不變，這就是控制變量的方法，由示意圖可以看出，（b）、(c)兩步既沒有控制表面的粗糙程度相同，又沒有控制壓力相同，這樣，從（b）、(c)就不能得出摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，因?yàn)闆]有控制變量。

3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)時(shí)技能的全面性

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)是整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的核心，“能通過觀察和實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)”、“會(huì)使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，能正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”、“具有安全操作的意識(shí)”是探究性試題中考查頻率較高的二級(jí)目標(biāo)。不同的探究過程，對(duì)實(shí)驗(yàn)技能都有不同的具體要求和體現(xiàn)。在這類試題中，與測(cè)量?jī)x器相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能，考查頻率相對(duì)較高，比如天平、彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、溫度計(jì)、電流表、電壓表等儀器的使用與測(cè)量，要了解這些不同儀器的使用要求和操作要領(lǐng)，會(huì)辨明儀器的測(cè)量范圍和最小分度值，能正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還要事先設(shè)計(jì)并繪制好用于記錄數(shù)據(jù)的表格，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單、明了地填在表格中等。因此在探究性試題中，有關(guān)實(shí)驗(yàn)技能的考查題目具有全面性和綜合性。

4 分析與論證的邏輯性

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的客觀記錄，它不等于探究的結(jié)論，要想得出探究的結(jié)論，就要在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過綜合論證得出具有普遍意義的規(guī)律。分析論證就要通過對(duì)數(shù)據(jù)的比較，尋找數(shù)據(jù)之間相互關(guān)系的特征和邏輯關(guān)系，因此，分析論證類試題考查的是學(xué)生能否運(yùn)用物理規(guī)律和方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行綜合分析、邏輯推理的過程。例如北京07年第31、32題；上海07年第21題；河南07年第22題等。

5 評(píng)估的重要性

評(píng)估是對(duì)探究過程的質(zhì)疑和反思，通過對(duì)自己或他人實(shí)驗(yàn)過程中信息的科學(xué)性、過程的嚴(yán)密性、數(shù)據(jù)的可靠性的重新審視，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。近幾年中考試題中，很多試題都涉及到對(duì)評(píng)估能力的考查，例如河南05年第22題要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程評(píng)估實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性；河南06年第22題要求學(xué)生指出數(shù)據(jù)表格設(shè)計(jì)中的一個(gè)不當(dāng)之處，間接考查功率的平均值和額定功率的區(qū)別；北京市07年第35題要求學(xué)生“根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象簡(jiǎn)要說明小林的解釋是錯(cuò)誤的”；廣州07年第24題要求學(xué)生“分別指出小明、小英的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中各有哪些可改進(jìn)之處”；哈爾濱市07年第43題要求學(xué)生對(duì)題目中的方法進(jìn)行評(píng)估“你認(rèn)為這種方法是否可行”。從題目中我們可以看出，涉及評(píng)估要求的試題，在考查學(xué)生是否具有評(píng)估意識(shí)的同時(shí)，仍然是考查學(xué)生運(yùn)用物理概念和規(guī)律進(jìn)行分析、判斷和推理的能力。

6 交流與合作的滲透性

物理試題是物理教育的一部分，新課程的中考試題都盡力發(fā)揮試題的教育功能，在考查知識(shí)和能力的同時(shí)加強(qiáng)情感目標(biāo)的滲透。交流與合作目標(biāo)的達(dá)成，重在過程和體驗(yàn)，更多的探究性試題則是以滲透的形式體現(xiàn)交流與合作的重要性。例如山西06年第23題“如果你是小組成員，請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材，還能完成哪些實(shí)驗(yàn)？”；江西07年第27題“請(qǐng)你幫助小林設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)紀(jì)錄表格”；昆明07年第23題“小麗在與同學(xué)的交流中發(fā)現(xiàn)了自己錯(cuò)誤的操作步驟”；北京07年試題所有的探究題目都是采用第三人稱的方法，讓考生以第二人稱的身份加入到探究中去，完成不同的探究?jī)?nèi)容。這些探究性試題字里行間都充滿了交流與合作的氣氛，使學(xué)生在考場(chǎng)上就感受到探究需要合作，合作就要交流。(欄目編輯趙保鋼)