典例剖析電學(xué)難題，淺談電學(xué)復(fù)習(xí)策略

楊波

摘要：中考試題對日常教學(xué)和中考總復(fù)習(xí)都有著重要的導(dǎo)向作用.其中電學(xué)部分內(nèi)容占據(jù)突出的地位，因其可有效評價學(xué)生科學(xué)探究能力和對探究的理解而備受出卷老師青睞，也是最后復(fù)習(xí)的重中之重.然而，對于一些中等的學(xué)生而言，電學(xué)“難”題是阻礙他們前進(jìn)的絆腳石.本文針對中考考試特點(diǎn)和學(xué)生存在的核心素養(yǎng)缺失問題，對近兩年的電學(xué)試題進(jìn)行詳細(xì)剖析，還原出題人的設(shè)計意圖和考察目標(biāo)，以評卷人的角度深刻解讀試題背景的知識體系，深度解析學(xué)生遇到此類問題的瓶頸所在，同時提供電學(xué)有效復(fù)習(xí)策略.

關(guān)鍵詞：中考；物理；電學(xué)；策略

所謂電學(xué)“難”題，即電學(xué)綜合題，包括實驗探究題和分析計算題.這類型的試題題目包含大量的圖片、圖表、坐標(biāo)系和文字?jǐn)⑹龅纫?，信息量大，要素之間相互穿插，互相影響，若某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，學(xué)生就難以招架，出現(xiàn)失分甚至不得分.筆者以為，核心素養(yǎng)缺失是此類問題的癥結(jié)所在.回歸課程標(biāo)準(zhǔn)[1]可以發(fā)現(xiàn)，核心素養(yǎng)包括科學(xué)知識、科學(xué)方法以及處理實際問題的能力.當(dāng)這些素養(yǎng)以電學(xué)綜合題為載體進(jìn)行考查時，學(xué)生素養(yǎng)缺失尤其是隱性缺失就被明顯地放大了.下面筆者就以全程參與閱卷工作為基礎(chǔ)，用兩道中考題談?wù)剬W(xué)生遇到的具體問題和突破此類難點(diǎn)的方法.

例1（2016寧波26）小科用如圖1所示的實驗儀器探究“電流與電阻的關(guān)系”，滑動變阻器的規(guī)格為“10Ω 1A”，AB間接入的定值電阻的阻值為25Ω.

【實驗步驟】

①連接電路：完成圖甲中的連線，使滑動變阻器接人電路的阻值最大；

②閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P，使電壓表示數(shù)為30V，讀出電流表示數(shù)并記錄，此時滑片P在中點(diǎn)附近；

③斷開開關(guān)，在AB間換接20Ω的定值電阻；

④閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)并記錄；

⑤斷開開關(guān)，在AB間分別換接15Ω、10Ω和5Ω的定值電阻，依次重復(fù)步驟④.

【實驗數(shù)據(jù)】電阻R/Ω12512011511015電流I/A10 1210 1410， 1610 201★AB間接5Ω的定值電阻時，電流表示數(shù)如圖2所示，則表中“ ★”處的數(shù)為.【數(shù)據(jù)分析】小科找不出上述數(shù)據(jù)的定量關(guān)系.而其他同學(xué)都通過實驗得出了“電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體的電阻成反比”的正確結(jié)論.

【實驗反思】

（1）小科得不到正確結(jié)論的原因是，需要重新實驗.

（2）根據(jù)小科的實驗數(shù)據(jù)，通過進(jìn)一步分析計算可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)AB間的阻值變小時，電池組兩端的電壓將（填“變大”、“變小”或“不變”）

此例是典型電學(xué)實驗探究題，縱觀全題，從命題背景分析，有如下特點(diǎn)：（1）知識考察緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)，回歸教材；（2）情景再現(xiàn)科學(xué)探究過程，落實科學(xué)方法素養(yǎng)的考察目標(biāo)；（3）能運(yùn)用科學(xué)知識和方法解決實際問題.命題者的目的是讓學(xué)生看到試題時，有似曾相識之感，充分尊重課程標(biāo)準(zhǔn)和考試說明，核心素養(yǎng)的考查基于日常所學(xué)重點(diǎn)之上，尊重了學(xué)生的付出.命題者在設(shè)置問題時層次分明，素養(yǎng)目標(biāo)依次落實，難度依次增加，以小見大，樸實無華，照顧全局，又鼓勵個性，實為好題.

【剖析】①此空最大的問題是考生將線連于滑動變阻器右下方，而忽視了滑動變阻器下方已有兩個明顯的接線柱.在可惜學(xué)生失分時，不難看出這部分考生憑著慣性思維答題，缺少實際操作經(jīng)驗，基礎(chǔ)松散.還有部分同學(xué)直接將線接在左邊接線柱，忽略了“使滑動變阻器接入電路的阻值最大這個條件，違背了電學(xué)實驗中保護(hù)電表的原則，缺乏基本的操作素養(yǎng)；②此空屬于基礎(chǔ)知識考查，總體來看失分率較低.量程為0～06A，即分度值為002A，所以讀數(shù)為026A.平常稍作練習(xí)，認(rèn)清分度值，即可過關(guān)；③此小題將典型的問題結(jié)果拋給學(xué)生，意在考查學(xué)生在已經(jīng)歷過的探究活動中，操作是否規(guī)范，是否能正確應(yīng)用科學(xué)方法，是否具有批判和尊重數(shù)據(jù)的科學(xué)精神，也就是前文提到的阻礙中等學(xué)生考生取得突破的關(guān)鍵所在，即科學(xué)的核心素養(yǎng).下面給出此空的解析：本題實驗探究的是電流和電阻的關(guān)系，而與電壓無關(guān)，但給出的表格中5次實驗均改變了定值電阻兩端的電壓，不符合控制變量法的規(guī)則，從而出現(xiàn)了錯誤的探究結(jié)果.答案為小科實驗時未控制電阻兩端電壓不變.錯誤答案的出現(xiàn)說明學(xué)生并沒有從本質(zhì)上理解控制變量法；④最后一空是本題的亮點(diǎn)所在，精妙之處令人佩服.學(xué)生極低的得分率也恰恰驗證了出題者的高明.在失分大軍中最多的錯誤填“不變”，思維定勢及其嚴(yán)重，認(rèn)為電源電壓總是保持不變，充分暴露出現(xiàn)在的考生“脫離實際學(xué)科學(xué)”現(xiàn)象，也提醒廣大教師應(yīng)慎用題海戰(zhàn)術(shù)，真正推行以探究為核心的科學(xué)教育，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).此空解法還是要回歸到電路實物圖中，根據(jù)圖示，電阻R與滑動變阻器是串聯(lián)的，再串聯(lián)電路電流處處相等，分電壓之和等于總電壓，取第一組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：U總=UAB+U滑=012A×25Ω+012A×5Ω=36V；再取第二組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：U總=UAB′+U滑′=014A×20Ω+014A×5Ω=35V，通過兩組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，電池的電壓是在變小的.我們也可以從生活實際中發(fā)現(xiàn)這個規(guī)律，電視機(jī)遙控板在長時間使用后需要更換電池等也可說明此問題.從實際中提煉科學(xué)規(guī)律，運(yùn)用科學(xué)規(guī)律解決生活實際問題也是科學(xué)教育真正所要達(dá)到的目標(biāo).

例2（2015寧波33）如圖3所示是某規(guī)格的小燈泡L和定值電阻R的U-I圖象.

（1）圖中表示小燈泡U-I圖象的是 （填序號）.

（2）若它們串聯(lián)、并聯(lián)時總電阻的值分別為R串和R并，在答題卷對應(yīng)的圖上坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)畫出它們的U-I圖象（R串、R并得 U—I圖象分別用③和④表示）.

（3）當(dāng)它們分別以串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式接在同一穩(wěn)壓電源（已知電源電壓不高于10V）兩端時，從電源流出的電流變化了045A.求該穩(wěn)壓電源的電壓及并聯(lián)時電路消耗的總功率.

此例是非典型的電學(xué)壓軸計算題.傳統(tǒng)意義上的電學(xué)壓軸題通常將電、熱、力、磁等元素融合在一起，題目容量較大，背景較為新穎，知識點(diǎn)相互交叉，充分考查學(xué)生綜合素養(yǎng)，包括審題、分析、整合和數(shù)據(jù)處理等能力，區(qū)分度較大，選拔性較強(qiáng)，失分率很高.而此題卻推陳出新，足見命題者老師的勇氣和睿智.那么，到底新在哪里呢？筆者以為，此題具體體現(xiàn)出一下幾個特點(diǎn)：1、打破壓軸題“高大上”的傳統(tǒng)，讓知識載體更接“地氣”，更貼近學(xué)生日常學(xué)習(xí)狀態(tài)；2、減少知識考查的寬度，提高知識考查的厚度；3、更加體現(xiàn)人文關(guān)懷，體現(xiàn)考試公平.

【剖析】本題由3個問題和一張坐標(biāo)軸組成，文字和圖標(biāo)信息內(nèi)容相對較少，一改壓軸題高高在上的姿態(tài)，考生整理和提取信息的難度不大.下面進(jìn)行具體的分析.

（1）題是在①、②兩條線中選擇，不難發(fā)現(xiàn)，縱坐標(biāo)值與橫坐標(biāo)值的比值就是電阻值，而小燈泡的電阻值是隨著溫度的變化而變化的，答案選擇②.此空難度較小，試題充分開放，讓更多的學(xué)生能夠拿分，而不再是小眾壟斷得分，從側(cè)面激勵考生，體現(xiàn)了人文關(guān)懷和考試公平；

（2）題是畫圖題，考查的施串、并聯(lián)電路的特點(diǎn).知識點(diǎn)只有兩個，但需要將它們的特點(diǎn)用圖表呈現(xiàn)出來，能將數(shù)學(xué)知識和科學(xué)知識有機(jī)結(jié)合來解決問題，命題者將知識點(diǎn)進(jìn)行更深層次地挖掘，核心素養(yǎng)落實很到位.作圖像需要坐標(biāo)，因有些數(shù)據(jù)無法除盡，不妨數(shù)據(jù)整體處理，將有效數(shù)字保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位，然后結(jié)合串、并聯(lián)電路特點(diǎn)，列出表格；

分別用描點(diǎn)法將R串和R并繪于坐標(biāo)軸上（如圖4），標(biāo)上③、④.此空讓許多考生無從下手，但感覺上是有思路的，其本質(zhì)還是平時對知識點(diǎn)理解上做得不夠，缺乏處理關(guān)鍵數(shù)據(jù)的能力和信心.同時，數(shù)學(xué)學(xué)科知識應(yīng)用能力較差，須知科學(xué)是一門綜合性的課程；

（3）題是建立在第二問的基礎(chǔ)上，通過觀察曲線③、④，就可獲得正確答案.電壓不高于10V和電流變化了045A，這兩個限制條件，使得解題關(guān)鍵聚焦于“同一穩(wěn)定電壓”這一條件，然后按電壓相同這一線索，按圖索驥，即U=5V時滿足條件.此時I并=06A，P并=U并×I并=5V×06A=3W.另一種解法是直接按照上題表格數(shù)據(jù)，可直接發(fā)現(xiàn)答案.

再回頭重新審題，不難發(fā)現(xiàn)，命題者將區(qū)分度放在知識的深度上，用深度體現(xiàn)難度，實現(xiàn)試題真正的開放，更加關(guān)注學(xué)生對科學(xué)知識、方法、思維的整體考查，意在用中考這根指揮棒，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，脫離題海，落實減負(fù)，讓學(xué)生真正體會到學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣.

綜上所述可以看出，兩種類型試題考查的焦點(diǎn)集中在實驗探究能力，旨在引導(dǎo)教師走出題海的泥沼，鼓勵學(xué)生積極參與科學(xué)探究活動，在活動中提升自身的核心素養(yǎng)（知識、方法、能力），成為具有核心競爭力的考生.那么，就如何提升核心素養(yǎng)，筆者以為可以從以下幾方面著手：

1構(gòu)建基礎(chǔ)知識體系，落實基本實驗技能目標(biāo)

教師首先應(yīng)鉆研教材和課程標(biāo)準(zhǔn)，明確學(xué)生需要學(xué)什么，學(xué)到什么程度，將科學(xué)知識、原理、規(guī)律等整理成導(dǎo)學(xué)稿或思維導(dǎo)圖的形式，把龐大的、紛繁的知識組織成一個有規(guī)律可循的體系，方便自己查閱，也方便學(xué)生理解和記憶.在實驗教學(xué)中，應(yīng)著重關(guān)注學(xué)生使用基本儀器的技能.例如，通過閱讀說明書或者通過教師指導(dǎo)后會使用基本實驗儀器.其次應(yīng)關(guān)注學(xué)生裝配實驗裝置、排除實驗故障的技能培養(yǎng).例如，按電路圖將各種電路元件連接起來，正確接入滑動變阻器或選擇電表量程等.教師應(yīng)力求避免實驗知識公式化、書面化，避免知識生搬硬套，力求避免忽視基本技能培養(yǎng)的傾向.

2深入開展實驗探究活動，加深知識的理解和內(nèi)化

雖然實驗探究活動在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、觀察能力、推理能力等方面很有效，在觀念上也獲得了普遍認(rèn)同，但是在實際教學(xué)中，出現(xiàn)了表面化和八股化的現(xiàn)象.表面上看起來學(xué)生在探究，實際上學(xué)生并沒有真正進(jìn)入科學(xué)思考的狀態(tài)，或者所有的過程都是教師預(yù)先設(shè)計的，人為地將探究活動變?yōu)榱蓑炞C活動.與其在表面和形式上做文章，不如選取典型的幾個實驗活動，比如電流與電阻的關(guān)系，小燈泡電功率的測算等.教師在教學(xué)中應(yīng)積極營造問題情景，鼓勵學(xué)生用已有的知識和經(jīng)驗，提出猜想和假設(shè)，給予充分的時間進(jìn)行交流，制定探究方案，在實施方案時給予學(xué)生及時地指導(dǎo)，點(diǎn)撥學(xué)生選擇合適的探究方法，賦予實驗探究活動真正的靈魂，讓學(xué)生經(jīng)歷完整的、具體的、可操作性的活動，充分激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，而不是上課胡亂一通擺弄，下課死記硬背概念、規(guī)律，將科學(xué)知識和探究活動融為一體，相互影響，相互促進(jìn)，提高知識的內(nèi)化率.

3注重表達(dá)與交流，建立多元評價體系

“表達(dá)與交流”是核心素養(yǎng)高低的重要顯性標(biāo)志[2].在探究活動結(jié)束后，教師應(yīng)將更多的目光聚集在學(xué)生表達(dá)能力上，而非結(jié)論的正確與否上.粗暴地用“對”和“錯”評價學(xué)生探究活動，不利于核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展.探究的結(jié)果應(yīng)該是開放式的，通過交流后得出的正確結(jié)論才能使學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識解釋日?，F(xiàn)象，才能提高觀察和分析問題的能力.教師應(yīng)更加關(guān)注學(xué)生能否用語言、文字、圖表等方式表達(dá)探究過程和結(jié)果，能否運(yùn)用各種與科學(xué)有關(guān)的一般認(rèn)知方法（分類、分析、推論、預(yù)測）得出結(jié)論，能否對結(jié)果進(jìn)行描述、分類和解釋，從而內(nèi)化知識，提高科學(xué)素養(yǎng).

4研讀課程標(biāo)準(zhǔn)和考試大綱，把握電學(xué)復(fù)習(xí)方向

中考是檢驗核心素養(yǎng)的重要形式，也是診斷教學(xué)效果的重要手段，隨著新課程改革進(jìn)一步推進(jìn)，試題幾乎全部以生活實際為背景，題海戰(zhàn)術(shù)已經(jīng)無法解決全部問題.教師不宜再用繁、難、偏、舊的題型進(jìn)行高強(qiáng)度的訓(xùn)練，而應(yīng)該將重心放在基礎(chǔ)知識、常用學(xué)習(xí)方法、發(fā)散思維上面去.根據(jù)學(xué)生實際情況，精選電學(xué)試題，加以分類整理，根據(jù)“兩綱”引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，把握復(fù)習(xí)方向，鼓勵學(xué)生進(jìn)行反思、質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生批判精神和邏輯思維能力，有梯次、有批次實現(xiàn)對電學(xué)綜合題的突破.

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2]教育部基礎(chǔ)教育課程教材專家工作委員會.義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀[M].高等教育出版社，2011.