基于教材實(shí)驗(yàn)的中考試題編制

林君祥

（嵊州中學(xué)初中部，浙江 嵊州 312400）

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)的靈魂，一套優(yōu)秀的科學(xué)試卷必定有幾道出彩的實(shí)驗(yàn)題.可以說(shuō)，實(shí)驗(yàn)題設(shè)計(jì)的好壞直接決定了一套科學(xué)試卷的質(zhì)量檔次.科學(xué)實(shí)驗(yàn)題通常是指利用所學(xué)的科學(xué)基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本技能，以實(shí)驗(yàn)為載體設(shè)計(jì)科學(xué)試題，重點(diǎn)考查學(xué)生觀(guān)察、操作、設(shè)計(jì)、測(cè)量、分析、歸納等能力的筆試試題.

由于初中階段學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的，接觸到的實(shí)驗(yàn)也是有限的，且各地市中考命題都是在封閉的條件下進(jìn)行的.受命題現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，在實(shí)驗(yàn)題的命制過(guò)程中很難有機(jī)會(huì)做實(shí)驗(yàn)，這就給命題組帶來(lái)非常大的挑戰(zhàn)，稍有不慎，就容易出現(xiàn)主觀(guān)臆斷，甚至科學(xué)性的問(wèn)題.為了保證試題的公平公正，命題組往往會(huì)充分利用教材中的豐富的實(shí)驗(yàn)資源，如教材中的“活動(dòng)”、“探究”、“討論”、“實(shí)驗(yàn)”、“思考”、“讀圖”等欄目，充分利用好教材中的這些資源，既能夠提高試題質(zhì)量，又能引導(dǎo)師生做實(shí)驗(yàn)、研究實(shí)驗(yàn).筆者通過(guò)對(duì)近3年浙江省各地市中考試題的閱讀和分析，發(fā)現(xiàn)不少試題都來(lái)源于教材實(shí)驗(yàn)，或單獨(dú)考查某種科學(xué)方法，或以某個(gè)共同知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起多個(gè)教材實(shí)驗(yàn)，或是教材實(shí)驗(yàn)的細(xì)化、創(chuàng)新和拓展等.

1 教材實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)

這類(lèi)對(duì)教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的再現(xiàn)性試題，難度相對(duì)較低，一般都能通過(guò)圖片找出相關(guān)的知識(shí)，考查的內(nèi)容主要是教材中出現(xiàn)過(guò)的部分實(shí)驗(yàn)的目的、原理、器材與儀器的使用、實(shí)驗(yàn)方法與步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等的掌握情況，通過(guò)該類(lèi)試題的考查可以幫助學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)的形成過(guò)程以及加深知識(shí)的理解和掌握.

圖1

例1.（2012年紹興）如圖1所示實(shí)驗(yàn)，表示力的作用效果與

（A）力的大小有關(guān).

（B）力的方向有關(guān).

（C）力的作用點(diǎn)有關(guān).

（D）力的大小、方向和作用點(diǎn)都有關(guān).

（來(lái)源于浙教版7年級(jí)下冊(cè)第2章第4節(jié)“力的圖示”，56頁(yè)活動(dòng)欄目）

圖2

例2.（2011年舟山）如圖2是研究光的反射定律的實(shí)驗(yàn)裝置，為了研究反射角與入射角之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是

（A）沿ON前后轉(zhuǎn)動(dòng)板E.

（B）沿ON前后轉(zhuǎn)動(dòng)板F.

（C）改變光線(xiàn)OB與ON的夾角.

（D）改變光線(xiàn)AO與ON 的夾角.（來(lái)源于7年級(jí)下冊(cè)第1章第5節(jié)“光的反射和折射”，23頁(yè)活動(dòng)欄目）

2 教材實(shí)驗(yàn)的細(xì)化

在某些教材實(shí)驗(yàn)中，往往涉及到一些重要的實(shí)驗(yàn)試劑、關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)步驟和獨(dú)特的科學(xué)方法等，但在具體實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于種種原因，如實(shí)驗(yàn)室條件不夠，無(wú)法開(kāi)展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)；教師不夠重視或教師認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)比較繁瑣、持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)，沒(méi)有好好組織實(shí)驗(yàn)等，導(dǎo)致這些相關(guān)問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有得到很好的解決，給學(xué)生留下相應(yīng)的薄弱環(huán)節(jié).當(dāng)學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)時(shí)，解決起來(lái)難度會(huì)變得較大.設(shè)置此類(lèi)試題的指導(dǎo)思想就是想讓教師和學(xué)生重視教材實(shí)驗(yàn)中的一些細(xì)節(jié)，就算有種種困難，也要想方設(shè)法讓學(xué)生有一個(gè)接觸體驗(yàn)的機(jī)會(huì).

例3.（2013年紹興）小敏利用如圖3甲所示的電路圖，探究“電壓保持不變時(shí)，電流跟電阻的關(guān)系”.

圖3

表1

（1）請(qǐng)根據(jù)電路圖，用黑筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)完成圖3乙的實(shí)物連接；

（2）實(shí)驗(yàn)中，控制定值電阻兩端電壓為2V，用5Ω的電阻完成實(shí)驗(yàn)并在表中記錄數(shù)據(jù).改用10Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，眼睛應(yīng)注視（選填序號(hào)）；

（A）滑動(dòng)變阻器的滑片.

（B）電壓表示數(shù).

（C）電流表示數(shù).

（3）小敏繼續(xù)實(shí)驗(yàn)最后得到3組數(shù)據(jù)，如表1分析數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是

分析：該題的第（2）小題的得分率相對(duì)較低，究其原因是教師在實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有分析透，學(xué)生也只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論，對(duì)操作過(guò)程未進(jìn)行深入思考.根據(jù)串聯(lián)電路分壓的知識(shí)，當(dāng)5Ω的電阻改用10Ω電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，控制變量的實(shí)驗(yàn)方法要求適當(dāng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值.

例4.（2011年舟山）在科學(xué)研究中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和操作的規(guī)范性都是確保獲得正確結(jié)論的前提.

（1）如圖4甲所示，在一空集氣瓶的上面，倒扣一個(gè)裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的集氣瓶，兩個(gè)瓶口之間用一塊玻璃片隔開(kāi).抽去玻璃片后，看到空集氣瓶中慢慢有紅棕色氣體進(jìn)入.用該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“氣體分子在不停地運(yùn)動(dòng)”不夠嚴(yán)密，因?yàn)槌霈F(xiàn)這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因，也可能是二氧化氮?dú)怏w的大于空氣.

圖4

（2）在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)鉤碼重為0.5N，彈簧測(cè)力計(jì)以如圖4乙所示的方式拉著杠桿并使之在水平位置平衡.讀數(shù)并計(jì)算后發(fā)現(xiàn)結(jié)果與杠桿平衡條件不符.該實(shí)驗(yàn)操作的不規(guī)范之處是

分析：本題主要考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和操作的規(guī)范性，（1）密度大的氣體易向下運(yùn)動(dòng)，密較小的氣體易向上運(yùn)動(dòng)，如果把較大密度的氣體放在上面，不能充分說(shuō)明氣體分子的不停運(yùn)動(dòng)；（2）研究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)垂直于杠桿施加拉力，可以使力臂與杠桿重合，便于讀出力臂，如果拉力與杠桿不垂直，力臂與杠桿不重合，直接在杠桿上讀力臂就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤.

3 教材實(shí)驗(yàn)的整合

此類(lèi)試題在知識(shí)上涉及與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的學(xué)科主干，在設(shè)計(jì)上涉及與中考實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾橄噙m應(yīng)的學(xué)科特點(diǎn)，構(gòu)成了一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)試題.命題的指導(dǎo)思想是，或以教材中某些重要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主干為模板，優(yōu)選科學(xué)教材中其他實(shí)驗(yàn)的部分裝置，并與之拼湊、重組，形成完整的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；或?qū)⒔滩膶?shí)驗(yàn)?zāi)承┭b置分解為具有一定實(shí)驗(yàn)功能的實(shí)驗(yàn)片段；或要求考生按照題目要求，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，從中選出一些裝置進(jìn)行科學(xué)組合、合理連接，以完成某一具體實(shí)驗(yàn)等.

圖5

例5.（2013年麗水）如圖5所示是一手壓電筒，按壓手柄，塑料齒輪帶動(dòng)線(xiàn)圈內(nèi)磁性飛輪高速旋轉(zhuǎn)，使燈泡發(fā)光.圖6實(shí)驗(yàn)中與手壓電筒產(chǎn)生電流的工作原理相同的是

圖6

分析：此題涵蓋了8年級(jí)下第4章中出現(xiàn)的多數(shù)實(shí)驗(yàn)，電磁感應(yīng)、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)、奧斯特實(shí)驗(yàn)、電磁鐵磁性強(qiáng)弱的決定因素等知識(shí)點(diǎn)，而根據(jù)題意，明確出手壓電筒的制成原理是解決此題的關(guān)鍵.

圖7

例6.（2011年寧波）學(xué)習(xí)光學(xué)知識(shí)后，小科對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了思考和創(chuàng)新：

（1）在如圖7所示的“探究平面鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小科用玻璃板代替平面鏡來(lái)完成探究活動(dòng)，是因?yàn)椴ＡО逵衅矫骁R所不具有的（填“反光”或“透光”）的特點(diǎn)；

（2）當(dāng)點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前20cm的A處時(shí)，玻璃板后B處的蠟燭好像也被“點(diǎn)燃”了；

（3）小科用凸透鏡替換玻璃板，將其放置在A(yíng)B中點(diǎn)且垂直AB的位置上，移動(dòng)光屏到B點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)光屏上恰好成了一個(gè)清晰的倒立、等大的像，則該凸透鏡焦距為cm.

分析：本題源于“研究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)，用玻璃代替平面鏡是由于玻璃既能成像又能透過(guò)玻璃確定出像的位置，同時(shí)還考查了測(cè)量凸透鏡焦距的方法.

4 實(shí)驗(yàn)意外現(xiàn)象或數(shù)據(jù)的分析

在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，由于分析問(wèn)題不全面或是學(xué)生知識(shí)遷移錯(cuò)誤等原因，有時(shí)會(huì)發(fā)生理論預(yù)設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符的意外情況，如果處理不當(dāng)會(huì)對(duì)學(xué)生知識(shí)的獲得產(chǎn)生負(fù)面影響，但正確、科學(xué)地處理實(shí)驗(yàn)意外不但能激起學(xué)生的探究興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，也有助于優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和操作的規(guī)范性.

例7.（2013年臺(tái)州）在“測(cè)定導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)中，電源使用2節(jié)新干電池，被測(cè)電阻的阻值約為5Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“10Ω 1.5A”.

（1）圖8甲是沒(méi)有連接完整的實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將電路連接完整；

（3）電路連接正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表2所示，其中一組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑，請(qǐng)指出并說(shuō)明判斷依據(jù)

圖8

表2

分析：第（3）小題考查了對(duì)數(shù)據(jù)的分析.表面上看，每一組數(shù)據(jù)都符合電流與電壓的規(guī)律關(guān)系，但利用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格仔細(xì)去分析計(jì)算還是不難發(fā)現(xiàn)第1次實(shí)驗(yàn)的電壓不可能低至0.6V或第1次實(shí)驗(yàn)的電流不可能低至0.12A.

5 教材實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新

在平時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)題的命制過(guò)程中，教師往往從實(shí)驗(yàn)的原理、材料和試劑、方法步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)方面入手，命制出一些簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的選擇題或非選擇題，但給人的感覺(jué)很平淡、沒(méi)有新意.中考命題時(shí)就不同了，命題組教師往往會(huì)對(duì)教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了有益的創(chuàng)新與改進(jìn)，這就要求教師們能在平時(shí)積累實(shí)驗(yàn)素材，對(duì)那些教材中現(xiàn)象不夠明顯、操作不夠簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，然后再利用改進(jìn)實(shí)驗(yàn)素材從知識(shí)、技能等方面精心設(shè)置問(wèn)題.如從實(shí)驗(yàn)原理是否科學(xué)合理，裝置的選擇是否合理等方面作相應(yīng)的深入.

例8.（2013年麗水）小云用礦泉水瓶做實(shí)驗(yàn)，如圖9所示.

（1）將兩瓶相同的礦泉水如圖9甲放置，驗(yàn)證的是壓力的作用效果與的關(guān)系.

（2）如圖9乙，他在空礦泉水瓶中裝入少量熱水，迅速倒出，再馬上蓋上瓶蓋，看到礦泉水瓶癟了，驗(yàn)證的是的存在.

圖9

圖10

分析：本題考查了壓力作用效果的影響因素及證明大氣壓的存在，教材中是采用了圖10（a）、（b）、（c）的實(shí)驗(yàn)方法，而本題只用一個(gè)簡(jiǎn)單的礦泉水瓶，就完成了以上2個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，充分體現(xiàn)了科學(xué)就在我們的身邊.

6 教材實(shí)驗(yàn)的拓展

如果教師善于挖掘教材實(shí)驗(yàn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)在某些教材實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、方法步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，往往還蘊(yùn)藏著一些可以繼續(xù)探究的內(nèi)容.對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的拓展，可從對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的再認(rèn)識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到的異?，F(xiàn)象、科學(xué)規(guī)律得出的發(fā)展史等方面展開(kāi).

圖11

例9.（2012年金華）在做“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，某學(xué)生用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一木塊在水平木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如圖11所示，實(shí)驗(yàn)記錄如表3.該實(shí)驗(yàn)是為了研究滑動(dòng)摩擦力與下列哪個(gè)因素的關(guān)系.

表3

（A）接觸面壓力大小. （B）接觸面積大小.

（C）物體的運(yùn)動(dòng)速度. （D）接觸面粗糙程度.

分析：本題考查了摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn).教材中得出了滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而分析表中數(shù)據(jù)可知，木板表面的光滑程度、木塊放置方法、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)都相同，只有木塊運(yùn)動(dòng)的快慢不同，這是對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行了適度的拓展.利用控制變量法分析可知，該實(shí)驗(yàn)是為了研究滑動(dòng)摩擦力與物體的運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系.

圖12

例10.（2013年溫州）在不同的變速運(yùn)動(dòng)中，速度改變的快慢是不同的.例如，火車(chē)進(jìn)站時(shí)速度減小得很慢，炮彈在炮筒里速度增加得很快.為了描述速度改變的快慢，在物理學(xué)中，人們引入加速度的概念.加速度等于速度的改變和發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值.

（1）根據(jù)以上描述，若用v0表示物體開(kāi)始時(shí)刻的速度（初速度），用vt表示過(guò)了一段時(shí)間t末了時(shí)刻的速度（末速度），則速度的改變?yōu)橛胊表示加速度，那么加速度的公式a＝

（A）速度大，加速度一定大.

（B）速度小，加速度一定大.

（C）速度小，加速度一定小.

（D）速度小，加速度可能大.

（3）在物理學(xué)中，把速度隨時(shí)間均勻增加的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為勻加速度直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，圖12中的直線(xiàn)分別表示兩個(gè)勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像，看圖回答的加速度大.（填“甲”或“乙”）.

（4）某汽車(chē)從靜止開(kāi)始以恒定加速度直線(xiàn)行駛，加速度的大小為6m／s2，則2s 末汽車(chē)速度的大小為m/s.

分析：本題雖然是一道高中物理題，但初中學(xué)生還是可以根據(jù)題中所給的信息并結(jié)合我們已有的學(xué)習(xí)方法和知識(shí)完成解答的.它主要考查學(xué)生對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)、分析能力.

由上可知，實(shí)驗(yàn)題作為中考試題的一個(gè)活躍板塊，其素材一般源于教材，通過(guò)改進(jìn)、變換（變換儀器、原理、方法、問(wèn)題角度等）、遷移、綜合，使之成為了一個(gè)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域.因此，作為教師在做好課堂實(shí)驗(yàn)的前提下，要重視對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的分析、挖掘，對(duì)典型實(shí)驗(yàn)的拓展和延伸，對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新和改進(jìn).