實(shí)驗(yàn)試題應(yīng)凸顯“實(shí)驗(yàn)味”
——2016年蘇州市中考物理試題引發(fā)的思考

倪紅飛

實(shí)驗(yàn)試題應(yīng)凸顯“實(shí)驗(yàn)味”
——2016年蘇州市中考物理試題引發(fā)的思考

倪紅飛

（江蘇省太倉市教師發(fā)展中心，江蘇太倉 215400）

·初中園地·

2016年蘇州市中考物理試卷，以豐富、新穎、多樣的問題情境為載體，注重了實(shí)驗(yàn)探究能力的考查，試題靈活性強(qiáng)，對學(xué)生思維能力，邏輯推理能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決問題的能力提出了較高的要求．試題體現(xiàn)了基礎(chǔ)性、選拔性的雙重功能．特別是實(shí)驗(yàn)試題的編制，對教材的內(nèi)容作了深度的挖掘，試題從各個(gè)角度、不同的思維層面考查了學(xué)生創(chuàng)造性解決問題的能力．試題中問題設(shè)置，表面上平實(shí)無華，卻個(gè)個(gè)觸及到了考生的軟肋，確切地說，是觸及到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的軟肋．試題體現(xiàn)了命題者對教材獨(dú)特的理解，對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考．不少教師反映，這些實(shí)驗(yàn)試題真正凸顯了“實(shí)驗(yàn)味”．

實(shí)驗(yàn)試題要凸顯“實(shí)驗(yàn)味”，試題編制時(shí)必須關(guān)注：實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生真實(shí)的體驗(yàn)；碰到實(shí)際問題時(shí)，學(xué)生真實(shí)的困惑；解決問題過程中，學(xué)生真實(shí)的思考，從而真正體現(xiàn)學(xué)生在平時(shí)實(shí)驗(yàn)中形成的解決問題的思想方法、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神．

下面結(jié)合2016年蘇州市中考物理的試題分析，談?wù)剬?shí)驗(yàn)試題如何才能凸顯“實(shí)驗(yàn)味”．

1 以情境為載體，提出真實(shí)的問題

（2016年蘇州中考卷第19題）學(xué)過天平使用的知識后，好奇的小明想用家中的一架舊天平稱一個(gè)雞蛋的質(zhì)量，在調(diào)節(jié)橫梁平衡時(shí)，先將游碼移至零刻度線處，此時(shí)指針偏向分度盤右側(cè)，則應(yīng)將平衡螺母向__________調(diào)節(jié)．他發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)平衡螺母，指針總略偏向分度盤右側(cè)，于是他在天平的左盤中放入幾粒米后重新調(diào)節(jié)平衡并進(jìn)行了測量，如圖1所示．則雞蛋的質(zhì)量__________61g（大于／等于／小于）．

圖1

試題展現(xiàn)了在天平調(diào)節(jié)和使用中許多學(xué)生遇到過的一個(gè)真實(shí)的情景：在調(diào)節(jié)橫梁平衡時(shí)，當(dāng)游碼移至零刻度線處，無論怎樣調(diào)節(jié)平衡螺母，指針都無法指在分度盤中間位置．在平時(shí)實(shí)驗(yàn)中，許多教師可能也遇到過同樣的問題，多數(shù)教師認(rèn)為，這個(gè)問題的探究已經(jīng)超出的考試的要求，在不經(jīng)意中放過了，其實(shí)真實(shí)情景中出現(xiàn)的問題才是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最應(yīng)該關(guān)注的東西．

如何解決實(shí)驗(yàn)過程中碰到的現(xiàn)實(shí)問題呢？“在天平的左盤中放入幾粒米后重新調(diào)節(jié)平衡并進(jìn)行測量”這是一種很好的解決方案，如果在實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)場，可能就有學(xué)生會(huì)想到這個(gè)方案．命題者沒有簡單地停留在問題的表面，而是進(jìn)一步追問，天平重新調(diào)節(jié)平衡對測量的結(jié)果有何影響？這個(gè)問題的回答，可以考查出學(xué)生在原來碰到類似的問題時(shí)，有沒有探究過，有沒有真正理解“在天平的左盤中放入幾粒米后重新調(diào)節(jié)平衡”這個(gè)操作的本質(zhì)．

這個(gè)試題素材源于真實(shí)的情景，突出體現(xiàn)物理知識的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，滲透了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)精神的培養(yǎng)．

2 以問題為中心，展現(xiàn)真實(shí)的探究過程

（2016年蘇州中考卷第29題）如圖2所示，小明在研究物體的浮沉?xí)r，發(fā)現(xiàn)鐵塊放入水中下沉，塑料塊浸沒在水中后上浮，為進(jìn)一步探究物體的浮沉條件，他找來了下列器材：彈簧測力計(jì)、一杯水、細(xì)線、鐵塊A、塑料塊B和塑料塊C（B與A體積相同，C與A質(zhì)量相同）．

（1）他按圖2甲和圖2乙進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，測出鐵塊受到的浮力大小為

圖2

_____________________，并與重力比較，由此得出了物體下沉的條件．

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，他無意中發(fā)現(xiàn)增大鐵塊浸沒在水中的深度，某一時(shí)刻測力計(jì)的示數(shù)會(huì)突然變小，示數(shù)變小的原因是_____________．

（3）為探究物體上浮的條件，他選擇了合適的塑料塊，利用現(xiàn)有器材在題中（1）實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟就完成了探究．

①選擇的塑料塊是_____________（B／C）．

②增加的步驟是_____________（用字母表示測得的物理量）．

③當(dāng)滿足_____________（用測得的物理量表示）條件時(shí)，物體上浮．

該試題以研究物體的浮沉條件為問題的切入口，先以鐵塊為研究對象得出了物體下沉的條件，再以塑料塊為研究對象探究物體上浮的條件．

試題的（1）、（2）兩問，是較常規(guī)的研究方法，所以考生的得分率較高，當(dāng)學(xué)生進(jìn)入第（3）小問時(shí)，遇到了障礙．究其原因，平時(shí)的課堂上問題探究環(huán)節(jié)，教師很少以真實(shí)問題探究為核心，放手發(fā)動(dòng)學(xué)生，去展現(xiàn)真實(shí)的探究過程．

顯然，研究塑料塊浮沉問題時(shí)，充分利用了第一個(gè)探究過程的成果：當(dāng)體積相同的物體浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是相同的，所以只要選定體積相同的塑料塊，那么塑料塊在水中受到的浮力就是同體積鐵塊的受到的浮力，即F?。紽1－F2，所以，判斷塑料塊是上浮還是下沉，只要比較塑料塊受到的重力與浮力大小的關(guān)系．

這個(gè)問題的探究，應(yīng)用了科學(xué)探究中問題轉(zhuǎn)化的策略，呈現(xiàn)出科學(xué)探究的雛形，而問題的探究過程體現(xiàn)了理性思維的光芒．

展現(xiàn)出真實(shí)的探究過程，永遠(yuǎn)是課堂生命力的源泉．

3 以思維為核心，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

試卷中第31題，是失分率較高的一個(gè)試題，引起了很多教師的研究的興趣，原題如下．

為研究紙錐下落的運(yùn)動(dòng)情況，小華查閱資料了解到，物體下落過程中會(huì)受到空氣阻力的作用，阻力f的大小與物體的迎風(fēng)面積S和速度v的二次方成正比，公式為f＝kSv2（k為比例常數(shù)）．

現(xiàn)用一張半徑為R、面密度為ρ（厚度和質(zhì)量分布均勻的物體，其質(zhì)量與面積之比稱為面密度）的圓紙片，按圖3甲所示將圓紙片裁剪成圓心角為n°的扇形，然后做成如圖3乙所示的紙錐，紙錐的底面積為S0（即為紙錐的迎風(fēng)面積），讓紙錐從足夠高處靜止下落．

圖3

（1）紙錐在整個(gè)豎直下落過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是_____________．

（A）一直加速． （B）一直勻速．

（C）先加速后勻速． （D）先加速后減速．

（2）下落過程中紙錐能達(dá)到的最大速度為_____________．

這個(gè)試題的失分率所以較高，是因?yàn)槊}者變換了研究問題的視角．“研究紙錐下落問題”，教材中是從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度進(jìn)行分析的，命題者對這個(gè)內(nèi)容進(jìn)行了挖掘拓展：從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的角度重新審視紙錐下落現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，這對以思維能力為核心的創(chuàng)新能力，提出了更高的要求．

由于紙錐下落過程同時(shí)受到重力與空氣阻力的作用，而阻力f的大小與物體的迎風(fēng)面積S和速度v的二次方成正比，即f＝kSv2．因此，紙錐下落過程先做加速度逐漸減少的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重力與空氣阻力相等時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

很多教師反映，初中學(xué)生由于還沒有學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對問題的理解不一定有這么透徹，而且，問題解決過程對學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力也提出了較高的要求，其實(shí)平時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思維能力的培養(yǎng)會(huì)潛移默化地影響學(xué)生，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力．

綜上所述，2016年蘇州市中考物理試卷是一份高質(zhì)量的中考試卷，真正凸顯了實(shí)驗(yàn)試題“實(shí)驗(yàn)味”．

2016－06－24）