初中物理探究性試題的特征及解法

皋志勇

科學(xué)探究是學(xué)習(xí)物理的重要方法，貫穿初中物理學(xué)習(xí)過程的始終，因此也是近年來各地中考的熱點試題。探究型試題的命題主要是從科學(xué)探究的七個基本要素入手：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流。從而考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，檢測學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維的水平。

科學(xué)探究的七個要素的基本要求是：1. 提出問題是進行科學(xué)探究的前提。試題主要涉及一些日常現(xiàn)象、自然現(xiàn)象、實驗觀察等問題，要求同學(xué)們能根據(jù)題設(shè)和已有的知識，提出與物理學(xué)有關(guān)的問題。

2. 猜想與假設(shè)是探究活動的重要環(huán)節(jié)，它是使同學(xué)們思維發(fā)散的最為活躍的階段。在提出猜想與假設(shè)時，必須注意：它是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)科學(xué)原理和科學(xué)事實而提出的，并不是“天方夜譚”。

3. 制定計劃與設(shè)計實驗，需要同學(xué)圍繞探究的目的，分析實驗原理，選擇實驗儀器，運用所學(xué)知識來設(shè)計實驗方案，達到實驗?zāi)康摹?/p>

4. 進行實驗與收集證據(jù)是得出探究結(jié)論的基礎(chǔ)，要求同學(xué)們根據(jù)探究方案，利用觀察、實驗等方法，收集數(shù)據(jù)和信息，進行科學(xué)歸納和總結(jié)，得出結(jié)論。

5. 分析與論證、評估、交流，要求同學(xué)們運用歸納等思維方法，從物理現(xiàn)象和實驗收集的大量證據(jù)中找出規(guī)律，得出初步結(jié)論。

針對以上具體要求，探究性試題常以“方法選用型”、“實驗探究型”、“數(shù)據(jù)分析型”、“情景閱讀型”等題型出現(xiàn)，現(xiàn)分別作簡析如下。

一、 方法選用型

初中物理中常用的研究問題的方法有：猜想法、觀察法、實驗法、分析法、綜合法、歸納法、分類法、隔離法、假設(shè)法、比較法、等效（替代）法、建立理想模型法、控制變量法、實驗推理法、轉(zhuǎn)換法、類比法等研究物理問題的方法。

例1 人類在探索自然規(guī)律的過程中，總結(jié)出了許多科學(xué)研究方法，如：“控制變量法”、“等效替代法”、“類比法”、“理想模型法”等。下面是初中物理中的幾個研究實例：

① 研究電流時，把電流比作水流；

② 研究磁場時，引入“磁感線”；

③ 研究動能與速度的關(guān)系時，讓物體的質(zhì)量保持不變；

④ 研究光的傳播時，引入“光線”。

其中，采用了相同研究方法的是（ ）

A. ①和② B. ②和③

C. ②和④ D. ③和④

例2 在科學(xué)實驗時，為了減小誤差或?qū)ふ移毡橐?guī)律，經(jīng)常需要進行多次實驗。

① “測量物體的長度”時，多次測量；

② “研究杠桿的平衡”時，改變動力（臂）和阻力（臂），多次測量；

③ “研究串、并聯(lián)電路的電流特點”時，換用不同定值電阻，多次測量；

④ “用電壓表和電流表測導(dǎo)體的電阻”時，多次測量電阻兩端電壓和通過電阻的電流值。

上述實驗中為了尋找普遍規(guī)律的是（ ）

A. ①② B. ①③

C. ②③ D. ②④

答案是22題（C），25題（C），此類試題考查學(xué)生是否掌握研究物理問題的方法，熟悉一些研究方法，掌握其內(nèi)涵是解決此類試題的關(guān)鍵。

二、 實驗探究型

圍繞科學(xué)探究過程中七個要素的要求，設(shè)計試題，以全面考查此方法的掌握程度和探究能力。

例3 在探究景程導(dǎo)體電阻大小的因素時：

（1） 小兵、小紅兩位同學(xué)作出了如下猜想：①導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān)；②導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；③導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。

（2） 他們在實驗室選擇了4根電阻絲，規(guī)格、材料如下表：

為了驗證上述猜想，他們設(shè)計了如圖所示的實驗電路：

（3） 為了驗證上述猜想①，應(yīng)該選用編號為 兩根電阻絲進行實驗；如果選用編號為A、C兩根電阻絲進行實驗，是為了驗證猜想 （填序號）；如果選用編號為A、D兩根電阻絲進行實驗，是為了驗證猜想 （填序號）。分別將A和D兩電阻絲接入電路中M、N兩點間時，電流表示不相同，由此，初步得到的結(jié)論是：長度和橫截面積相同時， 。

（4） 討論交流時，有同學(xué)認為：可以根據(jù)燈泡亮度的變化來判斷接入的電阻絲的變化情況。老師指出：此實驗中這種方法不可取。這是因為電源電壓一定時，所選電阻絲的阻值相差太小，燈泡亮度變化 （明顯/不明顯）。

三、 數(shù)據(jù)分析型

此類題型通常會給出一個表格和大量數(shù)據(jù)，要求學(xué)生找出數(shù)據(jù)中的所隱藏的規(guī)律，通過分析、歸納得出結(jié)論或完成實驗。

例4 某物理興趣小組用海波和石蠟探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律，他們的實驗數(shù)據(jù)記錄如下，請回答下列相關(guān)問題。

（1） 從表中數(shù)據(jù)分析得出，______是晶體，其熔點為______℃，在熔化過程中要_____熱。

（2） 海波在10～11min溫度上升快，原因是： 。

四、 情景閱讀型

此類題目通常通過一段文字介紹，在設(shè)置的情景隱含一定的相關(guān)信息，讓學(xué)生去挖掘、處理、探究，注重從生活走向物理，從物理走向社會，考查學(xué)生的閱讀信息解決問題和探究新知的能力。

例5 積雪對公路行車的危害主要表現(xiàn)在路況的改變，路面積雪經(jīng)車輛壓過后，車輪與地面間的摩擦力減小，汽車易左右滑動。同時，汽車的制動距離也難以控制，一旦車速過快、轉(zhuǎn)彎太急，都可能發(fā)生交通事故。專家研究表明，氣溫不同，積雪的厚薄不同，對行車的危害也不一樣。當積雪厚度在5～15cm，氣溫在0℃左右時，汽車最容易發(fā)生事故。因為在這種條件下，路面上的冰雪常會是“夜凍晝化”現(xiàn)象的發(fā)生，即在相同氣溫條件下，融化了的冰雪不再結(jié)冰，從而減少交通事故的發(fā)生。

（1） 提出問題：在相同的氣溫條件下，為什么灑了鹽的水不再結(jié)冰？

（2） 作出猜想： 。

猜想的理由： 。

（3） 能否設(shè)計一個實驗驗證你的猜想，寫出實驗方案及步驟，進行分析與交流。

① 設(shè)計實驗： 。

② 實驗步驟： 。

③ 分析與交流： 。

解此類探究題，要認真閱讀，抓住題目所給的重要信息，針對所問的問題，聯(lián)系相關(guān)的知識點，遷移和運用相關(guān)物理知識，創(chuàng)造性地解決問題，同時注意語言表述的層次清晰，簡潔明了。

總之，同學(xué)們在平時探究物理知識和應(yīng)用物理知識解決問題的過程中，要注重歸類題型，歸納特征，總結(jié)方法，找出規(guī)律，一定會不斷進步，取得累累碩果！