賞析一道甄別“實(shí)驗(yàn)操作能力”的試題

曹開錚

稿件編號(hào)：P1105077

作者簡(jiǎn)介：曹開錚，本科，中教高級(jí)，教研員。

作者單位:江蘇省徐州市銅山區(qū)教育局教研室。

賞析一道甄別“實(shí)驗(yàn)操作能力”的試題

曹開錚

全日制義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》明確要求學(xué)生要“具有初步的實(shí)驗(yàn)操作技能，會(huì)使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器和測(cè)量工具，能測(cè)量一些基本的物理量”，各地的診斷性考試、中考和高考都把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力作為命題的重點(diǎn)。但能準(zhǔn)確診斷學(xué)生“是否做過實(shí)驗(yàn)、操作技能如何”的試題并不多。我區(qū)質(zhì)量調(diào)研試卷中關(guān)于“滑動(dòng)變阻器”試題的命制，在這方面進(jìn)行了探索。

一、試題賞析

1.試題

滑動(dòng)變阻器是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)常用的重要儀器之一，它在各種電路中的連接方式和作用一般不同，請(qǐng)根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)完成下列問題。

(1)要把圖1中的滑動(dòng)變阻器正確接入電路，應(yīng)該按照?qǐng)D2中_____的方式進(jìn)行繞線(選填“甲”或“乙”)，才能把導(dǎo)線壓緊。

圖1

圖2

稿件編號(hào)：P1105077

作者簡(jiǎn)介：曹開錚，本科，中教高級(jí)，教研員。

作者單位:江蘇省徐州市銅山區(qū)教育局教研室。

(2)利用圖3甲“探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是_；“探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是 _。

(3)利用圖3甲進(jìn)行“伏安法測(cè)導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是_；利用圖3乙進(jìn)行“伏安法測(cè)小燈泡的額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是_，從而保證小燈泡正常發(fā)光。

(4)不論圖3中甲、乙兩個(gè)電路研究的目的如何，滑動(dòng)變阻器對(duì)兩個(gè)電路所起的共同作用是_。

(5)在“伏安法測(cè)電阻”和“伏安法測(cè)小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，都要進(jìn)行多次測(cè)量，前者多次測(cè)量的目的是_，后者多次測(cè)量的目的是_。

圖3

(6)要測(cè)量電阻值大約為6Ω的未知電阻R0的阻值，實(shí)驗(yàn)室可供選擇的器材有：

A.干電池E：電源電壓3V，內(nèi)電阻為0

B.滑動(dòng)變阻器R1：電阻0～10Ω，額定電流1A

C.滑動(dòng)變阻器R2：電阻0～500Ω，額定電流0.6A

F.開關(guān)S及導(dǎo)線若干

①如果要使未知電阻兩端的電壓能從0V開始連續(xù)調(diào)節(jié)，請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的測(cè)量電路圖，并標(biāo)明各元件的字母代號(hào)。

②為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度，你選用的滑動(dòng)變阻器是

_，電壓表的量程是_，電流表的量程是_。

③在測(cè)量的過程中，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是_。

2.試題的答案

(1)甲

(2)改變導(dǎo)體兩端的電壓;控制導(dǎo)體兩端的電壓保持不變

(3)改變導(dǎo)體兩端的電壓進(jìn)行多次測(cè)量;調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓達(dá)到額定電壓

(4)保護(hù)電路和改變電路中的電阻，或控制電路中的電流、電壓

(5)減小測(cè)量的偶然誤差;比較實(shí)際功率與額定功率下燈泡的亮度

(6)①如圖4所示;②R13V 0.6A ;③0.9W

圖4

3.試題賞析

從試題考查的功能看，命題者獨(dú)具匠心，真正鑒別了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力和實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷。如果學(xué)生沒有親手做過電學(xué)實(shí)驗(yàn)，就不可能正確選擇導(dǎo)線的接線方式；如果學(xué)生沒有牢固掌握歐姆定律、伏安法測(cè)電阻和伏安法測(cè)小燈泡額定功率3個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理，沒有相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析處理的經(jīng)歷，就不可能準(zhǔn)確說出滑動(dòng)變阻器在各個(gè)實(shí)驗(yàn)中所起的作用和進(jìn)行多次測(cè)量的目的；如果學(xué)生沒有動(dòng)手操作的體驗(yàn)和一定的分析概括能力，總結(jié)滑動(dòng)變阻器對(duì)兩種電路的共同作用特點(diǎn)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)遺漏；如果學(xué)生沒有應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷和一定的創(chuàng)新能力，就不可能設(shè)計(jì)出從未學(xué)習(xí)過的分壓式電路，實(shí)現(xiàn)從0V開始連續(xù)調(diào)節(jié)電壓之目的?？梢?，本試題在考查滑動(dòng)變阻器相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，著重甄別學(xué)生已有的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，甄別學(xué)生靈活運(yùn)用已有知識(shí)創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題的能力。較好地解決了“學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰﹄y以進(jìn)行書面考查”的難題，試題的可信度、區(qū)分度都很高，值得研究和借鑒。

二、試題給教學(xué)的啟示

從上述賞析不難看出，學(xué)生只有勤于動(dòng)手，不斷豐富自己的實(shí)驗(yàn)操作技巧，具備創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)經(jīng)歷，才能順利完成探究性試題的解答。因此，我們?cè)诮虒W(xué)中要突出抓好三方面的工作：

1.突出主體地位，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)

著名教育家波利亞認(rèn)為：“最好的學(xué)習(xí)方法是通過自己的發(fā)現(xiàn)來學(xué)習(xí)知識(shí)”。因此，我們要多釆用問題教學(xué)模式，為學(xué)生提供更多動(dòng)腦思考、動(dòng)手操作、動(dòng)筆嘗試、動(dòng)口表達(dá)、提出問題和解決問題的機(jī)會(huì)，指導(dǎo)學(xué)生通過自學(xué)、討論、實(shí)驗(yàn)等方式，促進(jìn)學(xué)生的外部活動(dòng)逐漸內(nèi)化為內(nèi)部的智力因素，在獲取知識(shí)的同時(shí)，訓(xùn)練思維，發(fā)展智力，提高實(shí)驗(yàn)的操作能力，體驗(yàn)成功的快樂。學(xué)生只有主動(dòng)學(xué)習(xí)，親身經(jīng)歷，才能理解知識(shí)的真諦，不斷提高實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高動(dòng)手能力

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)包含實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)操作和觀察記錄、數(shù)據(jù)分析和處理等多方面的知識(shí)和能力。因此，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的有效舉措。在教學(xué)中要多利用教具、學(xué)具為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)；成立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、科技制作等課外興趣小組，定期組織相關(guān)的競(jìng)賽或展示活動(dòng)；開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生眼看、手動(dòng)、腦想、口述等多感官協(xié)同作業(yè)，在深化對(duì)物理知識(shí)理解的同時(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的技巧，提高實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

3.訓(xùn)練發(fā)散思維，做到舉一反三

美國(guó)著名心理學(xué)家吉爾福特說過“人的創(chuàng)造力主要依靠發(fā)散思維，它是創(chuàng)造思維的主要成分”。物理教學(xué)中蘊(yùn)藏著大量發(fā)散思維的時(shí)間、空間和課程資源，教師要努力挖掘，精心設(shè)計(jì)出相關(guān)的素材，創(chuàng)設(shè)出發(fā)散思維的情景，創(chuàng)造出發(fā)散思維的機(jī)會(huì)，激勵(lì)學(xué)生勇于打破定勢(shì)思維、大膽猜想、積極探究。通過開放性習(xí)題、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和程序性問題，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成多角度、多方位、多層次、多方案思考問題、分析解決問題的習(xí)慣，做到舉一反三，觸類旁通，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)過程的不斷飛躍。

筆者堅(jiān)信，只要加強(qiáng)研究，積極探索，勇于創(chuàng)新，一定能命制出高質(zhì)量的試題，用以引導(dǎo)教師優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高課堂教學(xué)效益；引導(dǎo)教師有計(jì)劃地發(fā)展學(xué)生的思維，提高學(xué)生的創(chuàng)造力；引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，體驗(yàn)過程，感悟成功；引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)探究，不斷提高實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平。從而最大限度地發(fā)揮中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教育功能，保障創(chuàng)新教育的各項(xiàng)教育目標(biāo)落到實(shí)處。

[1] 全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2008