重視實(shí)驗(yàn)教學(xué) 關(guān)注科技前沿 指向核心素養(yǎng)

盛建國

[摘要]2017年蘇州市中考物理試卷緊扣課標(biāo)，沉穩(wěn)大氣，充分體現(xiàn)了重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、關(guān)注學(xué)科能力、兼顧傳承創(chuàng)新等特色，值得我們深入學(xué)習(xí)研究。分析試卷命題特點(diǎn)，整理學(xué)生問題反饋，反思教學(xué)改進(jìn)策略，這樣能真正發(fā)揮中考物理試卷的導(dǎo)向作用，促進(jìn)物理教學(xué)的不斷優(yōu)化。

[關(guān)鍵詞]中考物理試卷；命題特點(diǎn)；問題反饋；教學(xué)建議

[中圖分類號]G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1674-6058（2017）23-0038-03

2017年蘇州市中考物理試卷沿襲了歷年蘇州市中考物理試卷緊扣課標(biāo)，不偏不怪，沉穩(wěn)大氣的基本特點(diǎn)，在很好地實(shí)現(xiàn)了雙基覆蓋的基礎(chǔ)上，突出體現(xiàn)了重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；貼近學(xué)生生活應(yīng)用；關(guān)注現(xiàn)代科技前沿；凸顯科學(xué)探究中的科學(xué)思想和科學(xué)方法；強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)物理學(xué)科能力；指向?qū)W生核心素養(yǎng)培育等特色，很好地發(fā)揮了中考試卷的導(dǎo)向作用。試卷中一些原生態(tài)的物理實(shí)驗(yàn)情境題的創(chuàng)編，以及以“量子通信衛(wèi)星”“微信”“無人機(jī)”“可燃冰”等新科技和新生活為載體的試題，讀來讓人耳目一新。全卷較好地把握了知識點(diǎn)的覆蓋和難易程度，并對學(xué)生提出了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、圖像分析及數(shù)學(xué)運(yùn)算和問題解決等能力要求，實(shí)現(xiàn)了中考物理試卷命題的傳承與創(chuàng)新，值得我們一線教師深入學(xué)習(xí)和研究。同時(shí)，通過這次中考，也暴露出學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，折射出我們物理教學(xué)中的不足，為一線物理教師針對問題改進(jìn)教學(xué)提供了目標(biāo)、參考和依據(jù)。

一、試卷命題特點(diǎn)和例題賞析

1.原生態(tài)物理實(shí)驗(yàn)情境題的創(chuàng)編，體現(xiàn)知能并重，指向核心素養(yǎng)

在試卷中，我們看到了許多原生態(tài)的物理實(shí)驗(yàn)情境題，這些試題源于我們熟悉的物理教材實(shí)驗(yàn)或課后小實(shí)驗(yàn)和小制作，但又高于教材實(shí)驗(yàn)。這種嶄新的原生態(tài)實(shí)驗(yàn)情境能更好地考查學(xué)生對知識的理解程度和問題解決能力，比常見的熟題更能公平、公正地考查學(xué)生的學(xué)科能力，真正指向?qū)W生的核心素養(yǎng)。這樣的試題難能可貴，充分體現(xiàn)了命題者艱苦而寶貴的創(chuàng)造性勞動，也對一線教師研究物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到了很好的導(dǎo)向作用。

2017年蘇州中考第11題。小明用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作了一個(gè)“浮沉子”（如圖1）。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在礦泉水瓶內(nèi)的水面上，礦泉水瓶內(nèi)留有少量空氣，擰緊瓶蓋使其密封。用力擠壓礦泉水瓶側(cè)面時(shí)“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。

A.“浮沉子”下沉?xí)r，所受重力大于它受到的浮力

B.無論怎樣擠壓礦泉水瓶側(cè)面，“浮沉子”不可能懸浮在水中

C.“浮沉子”上浮時(shí)，小瓶內(nèi)的壓縮空氣會將內(nèi)部的水壓出

D.潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同

“浮沉子”的實(shí)驗(yàn)題來源于蘇科版教材“物體的浮與沉”[WWW]中的一個(gè)課外小實(shí)驗(yàn)。該試題倡導(dǎo)廣大物理教師重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，關(guān)注實(shí)驗(yàn)課程資源的開發(fā)、應(yīng)用和研究。不但要關(guān)心教材的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)，也要關(guān)心課外實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)踐活動；不但要關(guān)心有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更要關(guān)注并揭示現(xiàn)象背后的物理原理。因?yàn)橹挥姓嬲鲞^“浮沉子”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生才會對“浮沉子能在一定條件下懸浮在水中”這一現(xiàn)象留下深刻的印象，并深入理解其浮沉原理。同樣，第30題以“密閉鐘罩內(nèi)的覆杯實(shí)驗(yàn)”為載體，如圖2所示，也是對大氣壓強(qiáng)教學(xué)中覆杯實(shí)驗(yàn)的深化和拓展，試題描述了實(shí)驗(yàn)中抽氣時(shí)的一個(gè)真實(shí)實(shí)驗(yàn)情境，巧妙地將壓強(qiáng)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析有機(jī)整合，這樣的原生態(tài)實(shí)驗(yàn)題，是“題海戰(zhàn)術(shù)”所無法攻克的，也是真正能客觀考查學(xué)生學(xué)科能力的試題。

2.新科技和新生活試題成為亮點(diǎn)，詮釋學(xué)科理念，彰顯學(xué)科特色

關(guān)心物理知識和原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，關(guān)注科技前沿與發(fā)展，這始終是物理試卷命題的特點(diǎn)，也充分詮釋了“從生活到物理，從物理到社會”的學(xué)科理念。以最新科技前沿和貼近生活的科技應(yīng)用為載體的試題成為試卷一大亮點(diǎn)。

例如，第16題以我國發(fā)射的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”為載體，重點(diǎn)宣傳了我國在量子通信研究領(lǐng)域取得的偉大成就，在科學(xué)知識的考查中滲透愛國主義和民族主義教育，讀來振奮人心、催人奮進(jìn)；第19題結(jié)合現(xiàn)代中學(xué)生最熟悉，也是應(yīng)用最廣泛的智能手機(jī)和微信“掃描二維碼”功能（如圖3）設(shè)置問題，讓試題變得更為親切而真實(shí)；第22題中“無人機(jī)”的情境共設(shè)計(jì)了4個(gè)小問（如圖4），充分挖掘了“無人機(jī)”所蘊(yùn)含的GPS定位、超聲波傳感器、氣壓傳感器等課程資源，并巧妙地將真空中的光速、電磁波傳遞信息、超聲波傳播特點(diǎn)、高度儀根據(jù)氣壓確定高度、電池容量及電功和電功率的有關(guān)計(jì)算等眾多知識點(diǎn)融合其中，讓人驚嘆命題者的獨(dú)具匠心和巧妙設(shè)計(jì)。

第22題。無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)簡稱“飛控”。無人機(jī)懸停還是飛行、向哪個(gè)方向飛行、上升還是下降等飛行指令都由飛控下達(dá)。飛控主要由感知飛行姿態(tài)的陀螺儀、GPS定位模塊、超聲波傳感器、氣壓傳感器等各種功能的傳感器及控制電路組成。

（1）GPS定位模塊利用____傳遞信息，其在真空中的傳播速度為____m/s。

（2）超聲波傳感器可探測無人機(jī)在飛行時(shí)遇到的障礙物。這是因?yàn)槌暡ň哂衉___的特點(diǎn)。

（3）氣壓傳感器可通過測定大氣壓值獲知無人機(jī)所在位置的____。

（4）某無人機(jī)由輸出電壓14.8 V、容量10000mAh的電池提供飛行能量。該電池最多可提供____kW·h的電能。若這些電能的80%用于飛行，當(dāng)飛行功率為200 W時(shí)，最長飛行時(shí)間為____h。

3.全方位落實(shí)對科學(xué)探究的考查，重視科學(xué)思維，引領(lǐng)教學(xué)改革

試卷高度重視對科學(xué)探究的考查，考查的形式和內(nèi)容涉及科學(xué)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)：從科學(xué)方法的甄別到實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、圖像的分析等，形式多樣而且頗有深度，尤其是物理圖像題更是深入考查了學(xué)生能看懂圖像獲取信息，并能綜合應(yīng)用各種已知條件對圖像進(jìn)行分析的思維能力，值得我們重視。endprint

例如，第10題以選擇題的形式要求學(xué)生對科學(xué)探究中采用的科學(xué)方法進(jìn)行甄別，題目中雖然沒有明確提出“控制變量法”“轉(zhuǎn)化法”“類比法”等方法名稱，但卻要求學(xué)生能理解各種科學(xué)方法的特征并加以區(qū)分；26題第（2）小題“根據(jù)一組數(shù)據(jù)能否得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論？”29題第（3）小題“對測得的小燈泡電功率求平均是否合理？”；28題第（4）小題“測密度實(shí)驗(yàn)的誤差分析”都考查了科學(xué)探究中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理；29題第（4）小題是圖像題，在伏安法測電功率實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生分析“下面四個(gè)圖像哪個(gè)與描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖像最相似”（如圖4），學(xué)生需要綜合應(yīng)用電路知識，結(jié)合已知條件，并在考慮小燈泡電阻隨溫度變化的前提下，對小燈泡功率P隨變阻器阻值R變化的趨勢和關(guān)鍵細(xì)節(jié)進(jìn)行分析與判斷，深入考查了學(xué)生的科學(xué)思維能力。試卷對科學(xué)探究的考查已經(jīng)不再流于形式和浮于表面，而是潛移默化地滲透到各種題型、各個(gè)知識的試題中，有效檢驗(yàn)了我們物理教學(xué)中科學(xué)探究的具體實(shí)施效果。

二、學(xué)生問題反饋和教學(xué)建議

根據(jù)筆者所在學(xué)校的考試情況和所了解到的有關(guān)考試情況分析與反饋，本次考試暴露出學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的一些問題，也折射出我們當(dāng)前物理教學(xué)的不足，為我們一線教師改進(jìn)后續(xù)教學(xué)提供了方向和依據(jù)。

1.基本運(yùn)算能力有待提升，要強(qiáng)化以分析運(yùn)算能力為基礎(chǔ)的雙基教育

這份試卷對學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力提出了一定的要求，這符合我們課標(biāo)的要求。例如，第12、18、21、22、24、25、28、30題均涉及有關(guān)計(jì)算，有力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)的，有簡單計(jì)算，也有復(fù)雜計(jì)算，雖然總體計(jì)算量不是很大，考試時(shí)間比較充裕，但仍有許多學(xué)生算得手忙腳亂，更有許多學(xué)生因?yàn)榛具\(yùn)算能力不過關(guān)，忙中出錯(cuò)，出現(xiàn)了許多本不該有的計(jì)算錯(cuò)誤。數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用能力是物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和保障，對物理核心概念的理解和把握，對物理問題的分析和思考能力也都是后續(xù)高中物理教學(xué)的基本要求，這些都值得我們進(jìn)一步重視和加強(qiáng)。

2.圖像解讀能力尚需加強(qiáng)。要關(guān)注以物理圖像為代表的科學(xué)方法教育

物理圖像中包含著豐富的信息，圖像法是科學(xué)研究的重要方法之一，也是物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。例如，第24題（如圖5）將常規(guī)計(jì)算改成了根據(jù)圖像進(jìn)行計(jì)算，許多學(xué)生無法從圖像中得到有效數(shù)據(jù)，只知道公式卻無法展開正確計(jì)算，得分率就明顯降低了許多。會根據(jù)數(shù)據(jù)畫出圖像；根據(jù)圖像找出規(guī)律；能讀懂并分析物理圖像；從中找出有意義的信息和數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；知道基本的科學(xué)方法和科學(xué)思想，并能在科學(xué)探究中加以應(yīng)用……這些都是初中物理教學(xué)應(yīng)該培養(yǎng)的能力，也是較之識記和計(jì)算更高要求的綜合能力和科學(xué)素養(yǎng)。很顯然，我們當(dāng)前的物理教學(xué)在這方面還有很大的提升空間。

24.（6分）小華和媽媽去超市購物，她們將17kg物品放在小推車中推行，小推車在某段時(shí)間內(nèi)速度。隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖5所示。已知小推車重130 N，所受阻力是總重的0.15倍。（g取10 N/kg）

（1）在0～10 s內(nèi)，水平推力（大于/小于/等于）阻力，阻力大小為N。

（2）10～20 s內(nèi)水平推力做了多少功？

（3）10～20 s內(nèi)水平推力的功率多大？

3.實(shí)驗(yàn)深入研究重視不夠，要強(qiáng)化以實(shí)驗(yàn)?zāi)芰楹诵牡膶W(xué)科能力教育

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為物理教學(xué)的內(nèi)容、方法和途徑，其重要作用無論怎樣強(qiáng)調(diào)都不為過。廣大物理教師也都已經(jīng)建立起了重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念，但當(dāng)前許多物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然停留在新奇有趣的現(xiàn)象觀察、按部就班的程序探究和淺嘗輒止的原理分析層面上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)程式化現(xiàn)象普遍存在，對物理實(shí)驗(yàn)的深入研究重視不夠。本試卷所涉及的杠桿平衡實(shí)驗(yàn)中某個(gè)實(shí)驗(yàn)操作對實(shí)驗(yàn)效果影響的分析、大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中玻璃鐘罩內(nèi)抽氣所衍生的問題分析、浮沉子實(shí)驗(yàn)的深入研究與辨析、測小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中考慮溫度對燈絲電阻影響時(shí)的功率變化分析等都是對教材實(shí)驗(yàn)的深入研究和拓展研究，這也為我們物理教學(xué)的優(yōu)化和一線物理教師的“草根化”教學(xué)研究提供了方向和指導(dǎo)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果為什么總是偏大？這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)提高成功率的關(guān)鍵在哪里？這個(gè)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方案如何改進(jìn)效果可能更好？這個(gè)實(shí)驗(yàn)改變條件后數(shù)據(jù)圖像會發(fā)生怎樣的改變？……像這樣的實(shí)驗(yàn)拓展和深化研究，目前我們物理教師自身做得還很少，還很不夠，也就很難去談指導(dǎo)學(xué)生深入開展實(shí)驗(yàn)及拓展研究了。我們應(yīng)該努力營造一種師生共同開展實(shí)驗(yàn)研究的良好教學(xué)氛圍和學(xué)術(shù)氛圍，讓物理教學(xué)真正走向師生共同研究。這樣，才能真正提升學(xué)生的物理學(xué)科能力，讓核心素養(yǎng)的培育在物理課堂落地生根，開花結(jié)果。

（責(zé)任編輯易志毅）endprint