對(duì)一道中考物理試題的商榷

劉友余 楊 琳

(新洋實(shí)驗(yàn)學(xué)校,江蘇 鹽城 224003)

科學(xué)探究是物理學(xué)科核心素養(yǎng)構(gòu)成之一,是指基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋,以及對(duì)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力；是人類探索和了解自然、獲得科學(xué)知識(shí)的主要方法；也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要途徑．

科學(xué)教學(xué)倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí),為學(xué)生提供充分的探究式學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析問題和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度,突出學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力,以及批判性思維和創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)．一般來講,科學(xué)探究可以歸納為問題、證據(jù)、解釋、交流4個(gè)方面．[1]

2018年某市物理中考命題組精心設(shè)計(jì)了一道試題,考試后引起一定的反響,現(xiàn)對(duì)方案設(shè)計(jì)提出討論,以希對(duì)今后的教學(xué)起指導(dǎo)作用．

圖1

原題.小明將兩個(gè)相同的一次性塑料杯疊放在一起,用吹風(fēng)機(jī)以恒定風(fēng)速沿上杯口水平吹氣,發(fā)現(xiàn)塑料杯被吹出,如圖1,有人認(rèn)為這是因?yàn)椤吧媳诹魉俅?壓強(qiáng)小”使杯子飛出,也有人認(rèn)為這是因?yàn)椤按禋鈺r(shí)有氣體進(jìn)入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．為進(jìn)一步驗(yàn)證以上兩種解釋,下列方案不可行的是

(A) 在上面的塑料杯底開一個(gè)孔,再次重復(fù)實(shí)驗(yàn),觀察杯子情況.

(B) 將下面的塑料杯的底剪去,再次重復(fù)實(shí)驗(yàn),觀察杯子情況.

(C) 將兩塑料杯的底都剪去,再次重復(fù)實(shí)驗(yàn),觀察杯子情況.

(D) 將上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重復(fù)實(shí)驗(yàn),觀察杯子情況.

分析:該題給出的參考答案是選項(xiàng)(C),存在的爭議是方案(A)是否可行．

題干中對(duì)上面的塑料杯被吹出,提出兩種猜想,猜想1是 “上杯口流速大,壓強(qiáng)小”使杯子飛出,猜想2是“吹氣時(shí)有氣體進(jìn)入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．在設(shè)計(jì)方案這一環(huán)節(jié)應(yīng)采用“控制變量法”的思想,即驗(yàn)證猜想1,必須不讓氣體進(jìn)入下面的杯子;驗(yàn)證猜想2,必須“上杯口流速大,壓強(qiáng)小”這一條件不具備．很顯然在設(shè)計(jì)的4個(gè)方案中只能驗(yàn)證猜想1,即不讓氣體進(jìn)入下面的杯子,或即使有氣體進(jìn)入下面的杯子會(huì)迅速漏去．

方案(B)是將下面的塑料杯的底剪去,用吹風(fēng)機(jī)以恒定風(fēng)速沿上杯口水平吹氣,此時(shí)氣體進(jìn)入下面的杯子中會(huì)迅速漏去,若塑料杯被吹出,則原因是“上杯口流速大,壓強(qiáng)小”;若塑料杯沒有被吹出,則原因是“吹氣時(shí)有氣體進(jìn)入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．因此方案(B)可行．

方案(D)是將上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,用吹風(fēng)機(jī)以恒定風(fēng)速沿上杯口水平吹氣,此時(shí)氣體不會(huì)進(jìn)入下面的杯子,若塑料杯被吹出,則原因是“上杯口流速大,壓強(qiáng)小”;若塑料杯沒有被吹出,則原因是“吹氣時(shí)有氣體進(jìn)入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．因此方案(D)可行．

方案(C)是將兩塑料杯的底都剪去,用吹風(fēng)機(jī)以恒定風(fēng)速沿上杯口水平吹氣,此時(shí)氣體進(jìn)入下面的杯子中會(huì)迅速漏去,但由于上面的杯底也被剪去,缺少了“受力面”,此時(shí)即使“上杯口流速大,壓強(qiáng)小”,上面的塑料杯始終不會(huì)被吹出,因此方案(C)是不可行的,符合題意．

方案(A)是將上面的塑料杯底開一個(gè)“孔”,命題人的意圖是當(dāng)用吹風(fēng)機(jī)以恒定風(fēng)速沿上杯口水平吹氣時(shí),進(jìn)入下面的杯子中的氣體會(huì)從“孔”中漏去,若塑料杯被吹出,則原因是“上杯口流速大,壓強(qiáng)小”;若塑料杯沒有被吹出,則原因是“吹氣時(shí)有氣體進(jìn)入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．認(rèn)為方案(A)可行．

由于題中沒有交代“孔”的大小,筆者取4個(gè)相同的塑料杯,分別將杯底開直徑約為0.50cm、1.00cm、2.00cm、3.00cm 4個(gè)孔(塑料杯底的直徑約為4.50cm),將它們分別放入另一個(gè)相同的塑料杯中,用吹風(fēng)機(jī)以恒定風(fēng)速沿上杯口水平吹氣,發(fā)現(xiàn)后兩個(gè)塑料杯不能被吹出,由于后兩個(gè)塑料杯的“孔”較大,進(jìn)入下面的杯子中的氣體會(huì)從“孔”中漏去,實(shí)驗(yàn)說明塑料杯被吹出的主要原因是氣體進(jìn)入下面的杯子中將上面的杯子頂上來,而前兩個(gè)塑料杯被吹出,說明進(jìn)入下面的杯子中的氣體沒有完全從“孔”中漏去．因此,由于沒有給出“孔”的大小,認(rèn)為進(jìn)入下面的杯子中的氣體會(huì)從“孔”中漏去是不嚴(yán)密的．

方案(A)應(yīng)該修改成“在上面的塑料杯底開一個(gè)孔,其直徑為杯底的一半,再次重復(fù)實(shí)驗(yàn),觀察杯子情況”．

科學(xué)探究是物理學(xué)科核心素養(yǎng)重要組成部分,方案設(shè)計(jì)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié),它又建立在科學(xué)思維的基礎(chǔ)上．在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,我們每一個(gè)物理工作者應(yīng)慎之又慎,中考試卷無疑是初中教學(xué)的指揮棒,如何使這一指揮棒更加科學(xué)?如何在中考筆試題中考查學(xué)生的科學(xué)探究能力,是命題組需要研究的重要課題,只有“指揮棒”本身更加科學(xué)規(guī)范,才能使學(xué)生在接受物理教育過程中,逐步形成適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力,有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)．[2]