注重實(shí)驗(yàn)整合提升能力考查效度

摘要：近幾年來(lái)，淄博市中考題越來(lái)越注重整合實(shí)驗(yàn)的考查，綜合考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，但學(xué)生答題情況不容樂(lè)觀.本文通過(guò)2018年淄博市中考題實(shí)驗(yàn)探究23題，分析學(xué)生出現(xiàn)典型錯(cuò)誤的原因，并提出了對(duì)應(yīng)的突破策略，一是使用概念圖整合建構(gòu)知識(shí)體系，建立起前后知識(shí)的聯(lián)系，二是提升學(xué)生思維能力，注重思維靈活性和深刻性的培養(yǎng)，三是重視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)評(píng)估能力，引導(dǎo)學(xué)生正確地、辯證地進(jìn)行評(píng)估和交流，讓評(píng)估成為一種意識(shí)堅(jiān)決地貫徹下去.

關(guān)鍵詞：整合;概念圖;思維能力;評(píng)估能力

作者簡(jiǎn)介：徐永芝（1979-）女，山東淄博人，碩士，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：課程與課堂教學(xué).

科學(xué)探究不僅是物理學(xué)習(xí)的一種方式，而且也是一種綜合能力，它在淄博市中考題中占21分，占試卷總分值的26.25%，它能較好的考查學(xué)生分析論證能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)評(píng)估能力、邏輯思維能力、解決問(wèn)題能力等綜合能力.在2018年淄博市中考題中，科學(xué)探究23題共9分，平均得分約為3.8分，難度系數(shù)0.4左右，本題綜合性較強(qiáng)，將探究電流與電壓、電阻關(guān)系、測(cè)量定值電阻和測(cè)量小燈泡的電功率幾個(gè)實(shí)驗(yàn)整合在一起考查，對(duì)學(xué)生有較好地診斷和選拔功能.現(xiàn)從真題呈現(xiàn)、命題特點(diǎn)分析、典型錯(cuò)誤原因分析和對(duì)應(yīng)突破策略四方面進(jìn)行評(píng)析，以期使我們更好地把握中考科學(xué)探究題的發(fā)展方向和規(guī)律，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力.

1真題呈現(xiàn)

23.（9分）下圖（如圖1所示）是小明同學(xué)探究電流與電壓、電阻關(guān)系的電路圖.提供的器材有：6V的電源一個(gè)，電流表（0-0.6A，0-3A），電壓表（0-3V，0-15V）各一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值電阻各一個(gè)，“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器一個(gè)，導(dǎo)線若干（忽略導(dǎo)線電阻），以上實(shí)驗(yàn)器材完好無(wú)損，實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確無(wú)誤.

（1）探究電流和電壓的關(guān)系時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電阻兩端的電壓，進(jìn)行了多次測(cè)量，歸納得出的規(guī)律.

（2）探究電流和電阻的關(guān)系時(shí)，測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致表中第次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤，出錯(cuò)的原因是.糾正錯(cuò)誤以后，小明用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進(jìn)行第4次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行下去，為完成4次實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)給小明提出可行的解決方案（不限于提供的實(shí)驗(yàn)器材）：.

（3）利用該實(shí)驗(yàn)電路圖也可以測(cè)量定值電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)中也要進(jìn)行多次測(cè)量，其目的是;將定值電阻換成小燈泡后，利用該實(shí)驗(yàn)電路圖還可以“測(cè)量小燈泡的電功率”，實(shí)驗(yàn)中也要移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，其目的是.若被測(cè)小燈泡的額定電壓為3.8V，在調(diào)節(jié)滑片使小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V，測(cè)量誤差較大，為此，小明改動(dòng)電路，在不更換現(xiàn)有器材的情況下，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度.請(qǐng)補(bǔ)全小明的做法：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，閉合開(kāi)關(guān)，，讀出此時(shí)電流表的示數(shù);計(jì)算小燈泡的額定功率.

答案：（1）電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比（2）3 ;沒(méi)有控制（保持）電阻兩端的電壓不變（相等）; 更換最大阻值R≥30Ω的滑動(dòng)變阻器（或更換3V≤U≤5V的電源或在電路中串聯(lián)10Ω≤R≤30Ω的電阻）（3）求平均值，減小誤差 ; 改變小燈泡兩端的電壓，使小燈泡的電壓分別等于、小于、略大于其額定電壓 ;電壓表改接小量程，接到滑動(dòng)變阻器兩端;移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.2V.

2命題特點(diǎn)分析

2.1強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)的整合性，注重了前后實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系

探究電流與電壓、電阻關(guān)系，測(cè)量定值電阻和測(cè)量小燈泡的電功率三個(gè)典型電學(xué)實(shí)驗(yàn)由于電路圖、器材的相似性，滑動(dòng)變阻器的作用、多次測(cè)量的目的等可混淆性而整合在一起，比較綜合、全面地考查了學(xué)生對(duì)這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的理解和辨析.從2015年以來(lái)，淄博市越來(lái)越注重整合實(shí)驗(yàn)的考查，引領(lǐng)教師用整體、系統(tǒng)的思想進(jìn)行教學(xué).

2.2注重考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的真體驗(yàn)和真感悟，真實(shí)考查學(xué)生的思維能力

如果學(xué)生沒(méi)有做過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，單純靠老師來(lái)講解實(shí)驗(yàn)，或者教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的挖掘能力比較弱，學(xué)生都很難獲得滿意的成績(jī).試題第（2）問(wèn)，……為完成4次實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)給小明提出可行的解決方案（不限于提供的實(shí)驗(yàn)器材）：.讓學(xué)生從滑動(dòng)變阻器、電源和串聯(lián)電阻三個(gè)角度都能解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，有效診斷了學(xué)生思維的靈活性和深刻性，注重學(xué)生思維能力的考查.

2.3注重科學(xué)方法的考查

控制變量法是初中物理實(shí)驗(yàn)中最核心的科學(xué)方法，本題從結(jié)論的表述和對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的評(píng)估較好地考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的理解和應(yīng)用程度.通過(guò)本題可以得出，科學(xué)方法的學(xué)習(xí)是平時(shí)教學(xué)中的薄弱點(diǎn)，這有利于引領(lǐng)教師進(jìn)一步重視科學(xué)方法的教學(xué).

3典型錯(cuò)誤分析

3.1概念理解不清

試題第（1）問(wèn)，學(xué)生在描述電流和電壓的關(guān)系時(shí)，典型錯(cuò)誤是“電流和電壓成正比”，“電阻一定時(shí)，電壓和電流成正比”，前者沒(méi)有控制變量“電阻一定時(shí)”，后者顛倒了電流和電壓的邏輯關(guān)系.試題第（3）問(wèn)中第一空，典型錯(cuò)誤是“尋找普遍規(guī)律”或者是“求平均值，減小誤差，尋找普遍規(guī)律”，學(xué)生不明確實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的兩個(gè)目的有什么區(qū)別;試題第（3）問(wèn)中第二空，典型錯(cuò)誤是“使小燈泡兩端的電壓為額定電壓”或是“控制小燈泡兩端的電壓不變”，學(xué)生不明白測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁椿蛘呤遣荒苷_區(qū)分額定功率和電功率兩個(gè)概念.

3.2學(xué)生思維能力較弱

試題第（2）問(wèn)，……為完成4次實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)給小明提出可行的解決方案（不限于提供的實(shí)驗(yàn)器材）：.典型錯(cuò)誤是學(xué)生沒(méi)有任何思路或者只是回答換用最大阻值更大的滑動(dòng)變阻器、降低電源電壓或是串聯(lián)一個(gè)電阻.學(xué)生的思維不夠深刻或者抽象邏輯思維不強(qiáng)，不善于開(kāi)展系統(tǒng)、全面的物理思維活動(dòng)，不善于從整體上用聯(lián)系的觀點(diǎn)，進(jìn)行嚴(yán)密的推理論證.

3.3實(shí)驗(yàn)評(píng)估能力較弱

試題第（3）問(wèn)，……請(qǐng)補(bǔ)全小明的做法：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，;閉合開(kāi)關(guān)，，讀出此時(shí)電流表的示數(shù);計(jì)算小燈泡的額定功率.試題要求學(xué)生從測(cè)量結(jié)果的精確性方面，通過(guò)填寫(xiě)具體操作的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估.學(xué)生出現(xiàn)的典型錯(cuò)誤是繼續(xù)使用電壓表0-15V的量程并聯(lián)在小燈泡兩端或是滑動(dòng)變阻器兩端，沒(méi)有真正明白題干中給出的信息“電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V，測(cè)量誤差較大”的含義.

試題22題第（3）問(wèn)，小明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)記錄在下表中（表2），從表中數(shù)據(jù)可知石塊受到的浮力是N，排開(kāi)液體的重力是N.小明根據(jù)它們的大小關(guān)系歸納出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論并準(zhǔn)備結(jié)束實(shí)驗(yàn)，同組的小麗認(rèn)為實(shí)驗(yàn)還沒(méi)有結(jié)束，理由是，接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是.學(xué)生得分率也比較低，它也考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)評(píng)估能力.試題中學(xué)生的出錯(cuò)情況反映了評(píng)估作為科學(xué)探究的七個(gè)要素之一，不被廣大教師重視，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)評(píng)估能力較弱.

4對(duì)應(yīng)突破策略

4.1使用概念圖，整合建構(gòu)知識(shí)體系

概念學(xué)習(xí)一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的思維障礙點(diǎn)，要突破這種思維障礙點(diǎn)，首先教師要通過(guò)各種可能的方式關(guān)注學(xué)生獲得概念的過(guò)程，重視學(xué)生的親身體驗(yàn)和感悟，幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵和外延，辨析前后學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的相似或容易混淆的概念.而概念圖是一種可視化的思維工具，通過(guò)它構(gòu)建的知識(shí)體系層次分明，脈絡(luò)清晰，一目了然，比一般的知識(shí)梳理更能幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)，建立知識(shí)間的聯(lián)系.如圖2是使用inspiration 9.2軟件建構(gòu)的有關(guān)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念圖，這有利于學(xué)生將其納入頭腦中，形成新的知識(shí)結(jié)構(gòu)，在解決問(wèn)題時(shí)方便提煉出需要的知識(shí)或方法.

4.2提升學(xué)生思維能力

2017年9月24日中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于深化教育體制機(jī)制改革的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》 提出了學(xué)生的三種關(guān)鍵能力認(rèn)知能力（思維能力、交流能力、自主發(fā)展能力）、 合作能力和創(chuàng)

新能力.思維能力作為學(xué)生學(xué)習(xí)物理的關(guān)鍵能力之一，思維要求學(xué)生“有腦好好想”而不是有腦好好“背”.思維是高級(jí)的認(rèn)知過(guò)程，是信息加工過(guò)程，而不是機(jī)械簡(jiǎn)單記憶這種低級(jí)的認(rèn)知過(guò)程，有思維含量的物理課才是有價(jià)值的課.教師需要從思維的深刻性、靈活性、批判性、創(chuàng)造性和敏捷性等五個(gè)方面全面培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，提升學(xué)生的思維能力.學(xué)生思維能力的培養(yǎng)不是一蹴而就的事情，教師需要靜下心來(lái)，以課堂為載體堅(jiān)持不懈地進(jìn)行下去.

4.3重視實(shí)驗(yàn)評(píng)估能力

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》對(duì)評(píng)估這一科學(xué)探究要素提出了明確的要求，具體如下：有評(píng)估探究過(guò)程和探究結(jié)果的意識(shí)，能關(guān)注探究活動(dòng)中出現(xiàn)的新問(wèn)題，有從評(píng)估中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的意識(shí)，嘗試改進(jìn)探究方案，了解評(píng)估在科學(xué)探究中的意義.淄博市中考題越來(lái)越重視考查學(xué)生對(duì)探究過(guò)程或探究結(jié)果的評(píng)估能力，有對(duì)只做一次實(shí)驗(yàn)的評(píng)估，寫(xiě)出不足或往下的具體操作，例如本試題23題第（2）問(wèn)的第一和第二空.評(píng)估作為科學(xué)探究的7個(gè)要素之一，首先教師要重視，在科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中有意識(shí)地捕捉學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生正確地、辯證地進(jìn)行評(píng)估和交流，讓評(píng)估成為一種意識(shí)堅(jiān)決地貫徹下去.

參考文獻(xiàn)：

[1]陸明進(jìn).“研究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的注意點(diǎn)[J].中學(xué)物理，2015，33（24）：69-70.

注釋：

2018年淄博市中考物理試題.