基于教材的中考物理命題策略探討

(重慶市第二十九中學(xué),重慶 400040)

初中物理教材是《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》的具體化,是教學(xué)的重要資源。課程改革下中考命題的宗旨雖歷經(jīng)了從雙基目標(biāo)、到三維目標(biāo)、再到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的升華,命題形式也在不斷地進(jìn)行合理的調(diào)整,但教材始終是依據(jù)之一,教材至始至終都起到了主要的導(dǎo)向作用。筆者結(jié)合人教版初中物理教材中的資源,從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)方面出發(fā),探討基于教材資源命制中考試題的策略。

1 利用教材中的“想想議議”,考查學(xué)生的物理觀念

物理觀念是指從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、能量和相互作用的基本認(rèn)識，是物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉和升華，是運(yùn)用物理知識和方法解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的能力。常見的物理觀念培養(yǎng)策略有:融入物理學(xué)史,感知物理觀念作用;加強(qiáng)知識學(xué)習(xí),促進(jìn)物理觀念形成;親歷探究實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)物理觀念內(nèi)化;強(qiáng)化問題解決,完成物理觀念提升。

人教版初中物理教材結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際,在“想想議議”中,提供了大量供學(xué)生思考、討論的素材。認(rèn)真組織學(xué)生想和議,可有效地幫助學(xué)生深化對物理概念和規(guī)律的認(rèn)識,培養(yǎng)和提高學(xué)生的思維能力及解決實(shí)際問題的能力。

例1(2016年濟(jì)南):濟(jì)南某工廠2016年上半年共節(jié)約電能5000kW·h,一位電視臺記者在報(bào)道該廠節(jié)能減排的成效時(shí),手舉一只理發(fā)用的電吹風(fēng)說：“我這只電吹風(fēng)是500W的,也就是0.5kW,這個(gè)廠半年來節(jié)省的電能可以開動(dòng)10000個(gè)這樣的電吹風(fēng)。”從這段話中可以看出,該記者把電能和另一個(gè)物理量弄混了。這個(gè)物理量是( )。

A. 電流 B. 電阻

C. 電功 D. 電功率

命題目標(biāo)：本題意在考查學(xué)生對電功和電功率意義的理解和掌握,考查學(xué)生在理解物理概念的基礎(chǔ)上,利用物理知識解釋生活現(xiàn)象的能力。

命題策略：功和功率兩個(gè)概念雖只有一字之差,但物理意義卻大不相同。中考對物理概念的考查絕不僅僅是考查學(xué)生的識記水平,而是更多體現(xiàn)在對核心知識的理解上,并盡量使物理考題生活化。因此命題人直接引用了教材中的素材，圖1是教材電功率一節(jié)中列舉的人們在生活中經(jīng)常犯的一個(gè)電學(xué)常識錯(cuò)誤,供學(xué)生討論。學(xué)生在想和議中能將電功和電功率的概念在頭腦中升華,這也是運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題能力的體現(xiàn)。

圖1

教學(xué)反思：在實(shí)際教學(xué)過程中,如果剝奪了學(xué)生思考的空間,而采用“直奔主題”的灌輸式教育,僅依靠背誦和記憶,學(xué)生只能被動(dòng)地接受,缺乏錯(cuò)誤前觀念和正確物理觀念的交鋒對壘,當(dāng)遇到新的物理情景時(shí),學(xué)生的物理觀念立刻退回原點(diǎn)。

2 聚焦教材中的經(jīng)典模型,考查學(xué)生的科學(xué)思維

科學(xué)思維是指從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式；是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化；是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判,進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。

初中物理教材的圖形、圖像、演示、探究中都蘊(yùn)藏著豐富的物理模型。模型建構(gòu)既是一種思維過程,也是一種思維方法,其實(shí)質(zhì)就是將隱藏在復(fù)雜物理情境中的研究對象或過程進(jìn)行簡化、抽象、概括,從而揭示客觀事物的本質(zhì)與規(guī)律。聚焦教材中的經(jīng)典模型,使學(xué)生具有建構(gòu)理想模型的意識和能力,能夠根據(jù)研究的問題和情境,在一定條件下對客觀事物進(jìn)行抽象和概括,構(gòu)建易于研究的、能夠從主要方面反映事物本質(zhì)特征和屬性的理想模型。

圖2

例2(2018年重慶A卷):為探究平衡木受力特點(diǎn),喜愛體操的小薇設(shè)計(jì)了一個(gè)平衡木模型。整個(gè)裝置如圖2甲所示,AB可繞支點(diǎn)O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),C處固定一豎直硬桿,硬桿的底部安裝了壓敏電阻片R,R所在的電路放在了硬桿內(nèi)(整個(gè)裝置除硬桿以外,其它部分的重力均不計(jì)),且AB=5m,OA=BC=1m,電源電壓恒為3V,硬桿底部R的阻值隨地面對它的支持力F變化的關(guān)系如圖2乙所示,整個(gè)裝置放在水平地面上,AB始終處于水平平衡狀態(tài)。當(dāng)重為360N的小薇站在A點(diǎn)時(shí),電流表的示數(shù)為0.1A。求:

(1) 小薇站在A點(diǎn)時(shí),C處受到硬桿的拉力;

(2) 小薇站在A點(diǎn)時(shí),地面對硬桿底部R的支持力;

(3) 當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時(shí),小薇距A點(diǎn)的距離是多少?

命題目標(biāo)：本題從考查科學(xué)思維的角度命制,意在考查杠桿的平衡條件和歐姆定律的應(yīng)用等知識,同時(shí)考查提取信息、建立模型、分析推理等能力。

命題策略：物理學(xué)科的研究對象是自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和最普遍的運(yùn)動(dòng)形式,對于那些復(fù)雜事物的研究,首先需要抓住其主要的特征,舍去次要的因素,建構(gòu)理想化模型,是對復(fù)雜事物的合理簡化。本題的平衡木就是一個(gè)杠桿,教材中關(guān)于杠桿平衡條件的探究簡明易懂,學(xué)生對平衡的條件印象深刻,經(jīng)過大量的試題演練已掌握解決此類問題的套路;命題人以教材實(shí)驗(yàn)探究為藍(lán)本,以平衡木為命題素材,抓住壓敏電阻片做文章,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合,考查學(xué)生對杠桿模型的建構(gòu)能力和對杠桿平衡條件、電路分析和歐姆定律的科學(xué)推理能力,既加強(qiáng)對物理知識在實(shí)際中應(yīng)用的考查,又加強(qiáng)了理論與實(shí)際的聯(lián)系。

教學(xué)反思：在日常教學(xué)過程中,教師要聯(lián)系生活實(shí)際,利用真實(shí)的生活情境,讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中,提取問題中的關(guān)鍵信息,分析研究對象的條件、物理過程的特征,“剝離”生活情境的外衣,抓住實(shí)際情境的主要因素,將其抽象為對應(yīng)的物理模型。

3 升華教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力

實(shí)驗(yàn)探究是指基于真實(shí)情景提出物理問題，形成猜測和假設(shè)，利用科學(xué)方法獲取信息和處理信息，形成結(jié)論，對探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思。

《義務(wù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》規(guī)定了20個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，此外還有大量的演示實(shí)驗(yàn)和課后小實(shí)驗(yàn)。教材中的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)歷久彌新,科學(xué)方法(如:控制變量法、轉(zhuǎn)換法、等效替代法)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中有廣泛的應(yīng)用。從近年的中考試題來看,以教材的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為載體,著重于實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)探究過程的考查成為中考物理實(shí)驗(yàn)考查的重要方式。

例3(2017年江蘇鹽城)：小明用茶色玻璃板和兩個(gè)相同的棋子做探究像與物到平面鏡距離關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。

圖3

(1) 將玻璃板立在水平桌面上，在白紙上沿玻璃板前后兩表面畫線MM′和NN′。

(2) 在玻璃板前放棋子A,將棋子B放到玻璃板后，使它與重合。

(3) 在白紙上沿棋子A和B的邊緣畫圖,測量A的右端到MM′的距離lA=4.30cm;測量B的左端到NN′的距離如圖3所示，其值為lB=cm。

(4) 改變A的位置,將數(shù)據(jù)記錄在表1中,表中有一個(gè)數(shù)據(jù)異常，該數(shù)據(jù)是cm,它最有可能測量的是距離。

(5) 修正(4)中異常數(shù)據(jù)后,比較lB和lA,發(fā)現(xiàn)lB總是小于lA,為準(zhǔn)確獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論,請你對小明實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤操作進(jìn)行糾正,答:。

表1

命題目標(biāo)：本題意在考查“平面鏡成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)探究過程中的具體操作要素,特別是在探究過程中面對異常情況的處理和對實(shí)驗(yàn)的反思能力。

命題策略：教材中關(guān)于探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)經(jīng)典、詳實(shí)、易懂(如圖4),學(xué)生閱讀教材，通過記憶的方式掌握常見考點(diǎn)，會在實(shí)驗(yàn)過程中按照教材描述的步驟進(jìn)行“假探究”。教材設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過程較理想化,例如:沒有考慮玻璃板的厚度,沒有考慮蠟燭燃燒過程的高度變化等,因此“假探究”的學(xué)生就會在遇到實(shí)際問題時(shí)束手無策。本題的命題人利用實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過程可能遇到的“異常數(shù)據(jù)”,設(shè)置了對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和對實(shí)驗(yàn)的反思,這種設(shè)問的方式成功地讓“假學(xué)習(xí)”“假探究”和“題海戰(zhàn)術(shù)”失去了效力，并將教材的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了升華。

圖4

教學(xué)反思：在實(shí)際教學(xué)過程中,需要對照科學(xué)探究的要素,設(shè)計(jì)“提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與記錄→分析與論證→得出結(jié)論→交流與評估”的流程,在實(shí)驗(yàn)探究過程中啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,圍繞問題開展實(shí)驗(yàn)探究。要避免在自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程中機(jī)械性地照搬教材或教輔上提供的實(shí)驗(yàn)步驟,在面對異常的數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象時(shí),不能回避,要積極面對,對異常情況追根溯源,認(rèn)真反思,改進(jìn)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行“真探究”。

4 挖掘“科學(xué)世界”的素材,考查學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是指在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì),理解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境(STSE)的關(guān)系基礎(chǔ)上，形成的對科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及社會責(zé)任感，這是對三維目標(biāo)中“情感態(tài)度與價(jià)值觀”的升級和優(yōu)化。

初中物理教材中的“科學(xué)世界”欄目往往與該節(jié)的教學(xué)目標(biāo)有關(guān),而且又緊密聯(lián)系生活、生產(chǎn)、科技等,體現(xiàn)了“從生活走進(jìn)物理,從物理走向社會”的理念，讓學(xué)生覺得物理就在身邊,提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。通過閱讀“科學(xué)世界”的材料,可以讓學(xué)生形成熱愛自然、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源等正確態(tài)度及責(zé)任感,弘揚(yáng)社會主義核心價(jià)值觀。

例4(2011年重慶)：從2011年5月11日起,執(zhí)行酒駕重罰新規(guī)定。交警使用的某型號酒精測試儀的工作原理相當(dāng)于圖6所示。電源電壓恒為9V,傳感器電阻R2的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小,當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí),R2的電阻為80Ω。使用前要通過調(diào)零旋鈕(即滑動(dòng)變阻器R1的滑片)對測試儀進(jìn)行調(diào)零,此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V。求:

圖6

(1) 電壓表的示數(shù)為8V時(shí),電流表的示數(shù)為多少?

(2) 電壓表的示數(shù)為8V時(shí),滑動(dòng)變阻器R1的電阻值為多少?

(3) 調(diào)零后,R1的電阻保持不變。某駕駛員對著測試儀吹氣10s,若電流表的示數(shù)達(dá)到0.3A,表明駕駛員醉駕,此時(shí)電壓表的示數(shù)為多少?

命題目標(biāo)：本題意在考查歐姆定律、串聯(lián)電路的電流和電壓的特點(diǎn),以及傳感器的應(yīng)用，體現(xiàn)了物理應(yīng)用于生活、學(xué)以致用的教學(xué)要求。

命題策略：大多數(shù)有關(guān)歐姆定律的考題都是結(jié)合電路分析,然后展開計(jì)算,千篇一律,毫無新意,其功能也僅僅是考查單一的知識點(diǎn)。這道中考題能考查學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀，本題源于“歐姆定律”一節(jié)中的“科學(xué)世界”欄目(如圖7),以酒駕為素材,通過實(shí)際的電路闡釋了酒精濃度檢測儀的工作原理。也讓學(xué)生在進(jìn)行電學(xué)計(jì)算的同時(shí),知道了酒駕的危害，了解作為普通公民應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任。尋找社會熱點(diǎn),結(jié)合教材拓展內(nèi)容,關(guān)注前沿科技是中考命題的策略之一,培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和傳遞社會正能量也是中考的重要功能。

圖7

教學(xué)反思：在實(shí)際的教學(xué)過程中,結(jié)合試題的真實(shí)情景,通過解題過程培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，比空洞的說教更能被學(xué)生接受。

5 結(jié)語

在中考物理試題的命制中,應(yīng)站在立德樹人的高度,以教材為藍(lán)本,以教材中的特色欄目為素材來考查學(xué)生的核心素養(yǎng)。因此以教材為本,回歸教材,重視教材,并對教材進(jìn)行深度的二次重構(gòu)是教師的重要工作,也體現(xiàn)了培育學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。