過程與方法并重能力與素養(yǎng)交融

許志

摘 ? 要：中考是義務(wù)教育階段性檢測，考查學(xué)生通過兩年物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，對物理概念和物理規(guī)律的掌握情況。試題要求能積極發(fā)揮考試評價的反饋功能，有利于促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展，有利于對初中物理教學(xué)產(chǎn)生積極的影響，有利于養(yǎng)成學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。南京市2019年中考試題較好地體現(xiàn)了以上的思想。文章基于試題的四個特點加以分析，與大家分享。

關(guān)鍵詞：中考試題;初中物理;素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2020）2-0041-5

2019年南京市中考物理試卷注重考查學(xué)生對物理學(xué)科知識的理解和應(yīng)用;對學(xué)生的科學(xué)探究和實驗?zāi)芰Φ目疾橥怀鰧嶒灛F(xiàn)象的學(xué)科本質(zhì)和研究方法的領(lǐng)悟。試題體現(xiàn)出基礎(chǔ)性、生活性和探究性，滲透對學(xué)生思維能力、運用物理知識和方法解決實際問題能力的考查，突出對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。同時，試題結(jié)合綜合實踐活動的素材考查學(xué)生的實踐能力，體現(xiàn) “過程與方法并重，能力與素養(yǎng)交融”的命題原則。具體來說，試題有以下特點：

1 ? ?注重觀察和實驗

試卷第2題（圖1）：

以下活動中，用來探究聲音產(chǎn)生原因的是（ ? ?）

評析：試題結(jié)合課本實驗，要求學(xué)生能通過實驗現(xiàn)象理解實驗?zāi)康?。題干要求學(xué)生在四幅圖中找出探究聲音產(chǎn)生原因的是哪個實驗，找出四幅圖中的關(guān)鍵詞是解題的關(guān)鍵。A圖中的關(guān)鍵詞“觸及面頰”即為探究聲音的產(chǎn)生;B、D圖中的關(guān)鍵詞“大小不同的力”和“快劃、慢劃”分別是探究聲音的響度和音調(diào);C圖中的關(guān)鍵詞“抽氣” 是探究聲音的傳播。聲現(xiàn)象的內(nèi)容比較簡單，實驗現(xiàn)象較多，還有說明聲音具有能量的實驗等，對實驗現(xiàn)象加以辨析是考查學(xué)生觀察和實驗?zāi)芰Φ挠行侄巍?/p>

試卷第4題：圖2是小明春游時在水邊看到的美景，下圖中能正確反映他看到水中“樹木”的光路圖是（ ? ? ）

評析：本題考查學(xué)生對生活中的光現(xiàn)象能否作出科學(xué)的解釋。解決這類問題首先就是針對具體光現(xiàn)象找光源，其次是根據(jù)傳播路徑找介質(zhì)，最后就是定光的傳播方向。題干中看到的水中“樹木”，其光源是岸上的“樹木”，這種現(xiàn)象的本質(zhì)是光的反射。實際生活中，三種光現(xiàn)象（直線傳播、反射和折射）的主要區(qū)別就在光的傳播路徑，直線傳播和反射都是在同種介質(zhì)中，但光的反射過程其傳播方向會發(fā)生變化。而折射現(xiàn)象中光的傳播涉及到兩種不同介質(zhì)，且傳播方向一般會發(fā)生改變。明確這一點，不難發(fā)現(xiàn)本題B選項正確。值得一提的是不少學(xué)生很容易錯選C選項，習(xí)慣性地認(rèn)為題干要求的是看到水中魚的光路而誤判。

2 ? ?重視過程和方法

試卷第6題：小明看到閃電后12.3 s又聽到雷聲。已知聲音每3 s傳播的距離約為1000 m，光速約為3×108 m/s，于是他用12.3除以3很快估算出閃電發(fā)生位置到他的距離為4.1 km。假設(shè)聲速或光速發(fā)生以下變化，這種估算方法不再適用的是（ ? ?）

A. 聲速增大為原來的兩倍

B. 聲速減小為原來的一半

C. 光速減小為原來的一半

D. 光速減小為聲速的兩倍

評析：本題是一種估算方法。要求學(xué)生首先建立“物理模型”的思想，對閃電后12.3 s又聽到雷聲的運動建立直線運動的模型，其次要抓住主要矛盾，忽略次要因素。本題的估算方法適用條件是光速遠(yuǎn)大于聲速，這樣在估算閃電發(fā)生位置到聽聲者的距離時可以忽略光傳播的時間，這是一種快速估算的方法，也是學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)養(yǎng)成的具體體現(xiàn)。不難發(fā)現(xiàn)，假設(shè)聲速或光速發(fā)生變化后，只有D選項不符合“光速遠(yuǎn)大于聲速”的條件。

試卷第11題：利用圖3中的甲、乙裝置（燃燒皿內(nèi)燃料和燒杯內(nèi)液體未畫出），既可以比較不同液體的比熱容，又可以比較不同燃料的熱值。要求僅根據(jù)溫度計示數(shù)的變化完成實驗，則兩個實驗都需要控制相同的（ ? ?）

A. 液體種類 ? ? ? B. 燃料種類

C. 液體質(zhì)量 ? ? ? D. 燃料質(zhì)量

評析：本題通過對器材的選擇考查學(xué)生對教材中兩個實驗（比熱容和熱值）探究過程的理解。在對比分析兩個實驗相同點和不同點的基礎(chǔ)上加深對實驗過程和方法的理解。在比較不同液體的比熱容實驗中，需要控制相同的因素有：燃料種類、液體質(zhì)量和加熱時間;在比較不同燃料的熱值實驗中，需要控制相同的因素有：液體種類、液體質(zhì)量和燃料質(zhì)量。對比兩個實驗，都需要控制相同的因素就是液體質(zhì)量。這種相同之中找不同、不同之中找相同的思想方法，是我們在實驗過程中經(jīng)常用到的。

試卷第12題：如圖4所示電路，電源電壓恒為4.5 V，定值電阻R0的阻值為10 Ω，滑動變阻器的最大阻值為30 Ω， 電阻箱Rx的最大阻值為999.9 Ω，電流表的量程為0～0.6 A，電壓表的量程為0～3 V。閉合開關(guān)S，下列說法正確的是（ ? ? ?）

A.S1、S2均向左閉合，Rx允許接入電路的最大阻值為20 Ω

B.S1、S2均向右閉合，電路允許消耗的最大功率為2.7 W

C.S1向左、S2向右閉合，Rx允許接入電路的最大阻值為60 Ω

D.S1向右、S2向左閉合，只調(diào)Rx使電流表示數(shù)減半后其阻值一定大于原來的2倍

評析：本題電路的連接情況與電壓表的位置無關(guān)，電路始終是串聯(lián)電路，開關(guān)組合的變化，只是所測量電壓的對象發(fā)生變化。S1、S2均向左閉合，此時電壓表測量的是Rx兩端的電壓;S1、S2均向右閉合，電壓表測量的是R0兩端的電壓;S1向左、S2向右閉合，電壓表測量的是Rx和R0串聯(lián)后兩端的總電壓;S1向右、S2向左閉合，電壓表讀數(shù)為零。

本題四個選項的判斷有一定的難度。A選項中，電壓表最大讀數(shù)為3 V時，Rx接入電路的阻值最大。而選項中“允許”的含義是什么呢？因為電路圖中滑動變阻器的存在，滑動變阻器阻值最大時，Rx允許接入電路的阻值才最大，通過串聯(lián)電路的分壓原理可知Rx的最大阻值為R0和滑動變阻器最大阻值之和的2倍，即80 Ω。分析過程中如果沒有考慮滑動變阻器，本選項很容易認(rèn)為Rx的最大阻值就是R0的2倍，而誤選A選項。同理，不難分析B、C選項都是錯誤的。D選項中，只調(diào)Rx使電流表示數(shù)減半的過程中，Rx的阻值變大，其兩端的電壓也變大，而通過它的電流變小，所以可以肯定此過程中通過Rx電流的變化一定小于Rx阻值的變化，即只調(diào)Rx使電流表示數(shù)減半后其阻值一定大于原來的2倍。

3 ? ?聯(lián)系生活和應(yīng)用

試卷第13題：南京長江大橋是我市的地標(biāo)性建筑，現(xiàn)已煥然一新并順利通車，如圖5甲所示。

（1）大橋上層的公路橋全長4589 ? ? ?（填單位）。

（2）以江面上行駛的船為參照物，橋頭堡是的。

（3）圖乙中，大橋上“玉蘭花燈”內(nèi)的鈉燈全部換為LED燈后，總功率減少了約180 kW，與原來相比，所有燈工作5 h可節(jié)約電能 ? ? ? ?度。

評析：試題以南京地標(biāo)性建筑——長江大橋為背景，再現(xiàn)改造后大橋的壯美的同時，激發(fā)學(xué)生對家鄉(xiāng)的熱愛之情。第一空考查了對長度單位的正確選擇;第二空考查了運動和靜止的相對性;第三空題目沒有直接計算大橋路燈消耗的電能，而是通過玉蘭花燈的光源在改造前后消耗電能的計算與比較，從節(jié)能、美觀的角度讓學(xué)生體會到大橋改造的實際意義。

試卷第27題：

在科技節(jié)活動中，有一項挑戰(zhàn)項目：如圖6所示，A、B、C、D是裝滿了某一種材料（細(xì)鹽、鐵粉、米粉中的一種）的四個不透明的輕質(zhì)密閉容器。要求在不打開容器的前提下，將其中裝有相同材料的兩個容器挑選出來。提供的器材有：①與密閉容器同樣的空容器各一個;②天平和水。按下列步驟在空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容。

（1）用天平分別測出圖中四個密閉容器的質(zhì)量mA、mB、mC、mD;

（2） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ;

（3）若滿足關(guān)系式： ? ? ? ? ? ? ? （用測量的物理量表示），則A、C兩容器中所裝材料相同。

評析：密度是物質(zhì)的物理屬性，是物質(zhì)的“身份證”，可以用來鑒別物質(zhì)種類。本題結(jié)合實際情境考查學(xué)生會對物質(zhì)的密度進(jìn)行常規(guī)測量的基礎(chǔ)上，知道如何利用替代法進(jìn)行特殊測量。試題利用“完善實驗步驟”的方式設(shè)計問題，既考查了學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力，也考查了學(xué)生的文字表達(dá)及計算表達(dá)式的能力。本題在不提及密度的情況下，采取任務(wù)驅(qū)動考查學(xué)生對密度知識的應(yīng)用能力?！懊芏认嗤奔礊椤跋嗤牧稀保[性考查了學(xué)生對密度測量的實驗過程及替代法的深刻理解。第2步要求學(xué)生能想到用空瓶裝滿水，再測出總質(zhì)量，這樣通過“水的體積”替代“瓶的體積”。另外，第3步在表達(dá)關(guān)系式時，要注意對空瓶“輕質(zhì)”的理解，即可以忽略容器質(zhì)量，這樣A、C兩容器中所裝材料相同所滿足的表達(dá)式就比較簡潔。反之，如果考慮容器質(zhì)量將會使表達(dá)式的關(guān)系式很復(fù)雜，通過學(xué)生對第3步的解答可以辨別出學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和思維能力。本題命題立意高，重在引導(dǎo)教師在教學(xué)中注重科學(xué)素養(yǎng)和思維方法的滲透。

4 ? ?凸顯能力和素養(yǎng)

試卷第29題：有兩只阻值未知的定值電阻R1、R2。

（1）圖7甲是用伏安法測定值電阻R1阻值的實物電路，電源電壓恒為3 V，滑動變阻器最大阻值為10 Ω。

①甲圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請在該導(dǎo)線上畫“×”并在圖上改正（所畫的導(dǎo)線用實線且不能交叉）。

②改正電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動（滑動變阻器）滑片，兩電表均無示數(shù)，其原因可能是______（填字母）。

A.滑動變阻器斷路

B.R1斷路

C.R1短路

③故障排除后，正確操作實驗器材，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為1.2 V時，電流表示數(shù)如圖7乙所示，則待測電阻R1=____Ω。

④現(xiàn)有以下三組數(shù)據(jù)（見表1），分析可知，不可能通過以上實驗獲得的數(shù)據(jù)有 ? ? ?（填序號）。

（2）圖8丙是能巧測R2的阻值的實驗電路圖。圖中R為電阻箱，R0為定值電阻（阻值未知）。要求僅利用電阻箱讀數(shù)表達(dá)R2的阻值。請在空白處填上適當(dāng)內(nèi)容。

①將開關(guān)接a，調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器的滑片P至適當(dāng)位置，記下 ? ? ? ? ? ? ? ? ?;

②將開關(guān)接b，調(diào)節(jié) ? ? ? ? ? ? ，保持

不變，記下 ? ? ? ? ? ? ? ? ;

③則R2= ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

評析：本題重在考查學(xué)生理解歐姆定律，會使用電流表和電壓表，知道測電阻的兩種常用方法——伏安法和等效替代法。前者立足于真實的教學(xué)素材，重點考查學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的質(zhì)疑與分析評價能力;后者采用“變式”，重點考查學(xué)生對等效替代思想的領(lǐng)悟。培養(yǎng)學(xué)生立足實驗過程、重視證據(jù)來源的真實性，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。

在實物電路圖的改錯環(huán)節(jié)，學(xué)生可以根據(jù)電流走向（“走一走”）和根據(jù)電壓表與被測電路并聯(lián)（“抱一抱”）的方法來識別電路，從而在實物電路圖中找出存在的錯誤并改正。本題第1問下的第4個小問，應(yīng)該從實驗原理的科學(xué)性、實驗的可操作性和實驗結(jié)果的精確性來加以分析。顯然，三組數(shù)據(jù)的科學(xué)性沒有問題，但第一組數(shù)據(jù)沒有可操作性，因為電路中的最大阻值是14 Ω，所以電路的電流最小值肯定大于0.2 A，實驗過程中不可能出現(xiàn)0.2 A這樣的數(shù)據(jù)。第三組數(shù)據(jù)不符合“精確性”，按題干中電流表的規(guī)格不可能讀出0.475 A這樣的數(shù)據(jù)。所以，三組實驗數(shù)據(jù)中有兩組數(shù)據(jù)（1和3）是通過理論計算人為編造的，是不能通過實驗操作直接得到的，這樣命題意在強調(diào)重視實驗過程和證據(jù)的真實性，真正培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和實事求是的科學(xué)精神。

本題第2問素材意在考查學(xué)生對等效替代思想的理解。考查學(xué)生在諸多信息中排除干擾，篩選出有效信息的能力。題干中的定值電阻和滑動變阻器就是“干擾因素”，它們的存在對“等效”的測量原理沒有任何影響，若學(xué)生在此糾結(jié)，將無法找到解決問題的突破口。開關(guān)接a和b兩種情況下，兩次電路“等效”的核心在哪里？前后兩次“電流不變”是思想，“電阻相等”是手段。開關(guān)接a時，調(diào)電阻箱和滑動變阻器的滑片P至適當(dāng)位置，記下電流表示數(shù)I和電阻箱阻值RA;開關(guān)接b后，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表示數(shù)仍然為I（注意，此過程不能移動滑動變阻器的滑片），記下電阻箱的阻值RB，則R2=RA-RB。

試卷第30題：在綜合實踐活動中，科技小組設(shè)計了一個由壓敏電阻控制的報警電路。如圖9所示，電源電壓恒為18 V，電阻箱最大阻值為999.9 Ω。報警器（電阻不計）流過的電流達(dá)到或超過10 mA會報警，超過20 mA會損壞。壓敏電阻Rx在壓力不超過800 N的前提下，其阻值隨壓力F的變化規(guī)律如表2所示。

（1）為不損壞元件，報警電路允許消耗的最大功率是多少？

（2）在壓敏電阻Rx所受壓力不超過800 N的前提下，報警電路所選滑動變阻器的最大阻值不得小于多少？

（3）現(xiàn)要求壓敏電阻受到的壓力達(dá)到或超過200 N時，電路報警。按照下列步驟調(diào)試此報警電路：

①電路接通前，滑動變阻器的滑片P置于b端;根據(jù)實驗要求，應(yīng)將電阻箱調(diào)到一定的阻值，這一阻值為 ? ? ? ? ?Ω;

②將開關(guān)向 ? ? ? ? ? ? 端（填數(shù)字）閉合，調(diào)節(jié) ? ? ? ? ? ? ，直至 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ;

③保持 ? ? ? ? ? ? ? ? ，將開關(guān)向另一端閉合，報警電路即可正常使用。

（4）對（3）中已調(diào)試好的報警電路，若要求壓敏電阻受到的壓力達(dá)到或超過700 N時電路報警，若電源電壓可調(diào)，其他條件不變，則將電源電壓調(diào)為 ? ? ? ? ? ?V即可。

評析：試題基于學(xué)生設(shè)計的壓敏電阻控制的報警電路為背景，考查學(xué)生提取、分析信息（文字、圖片、數(shù)據(jù)）的能力，明確該電路分為報警工作電路和報警調(diào)試電路兩個工作狀態(tài)?？疾閷W(xué)生能從電路安全使用的角度，找出電路中的“安全值”，利用歐姆定律和電功率相關(guān)知識，分析并計算電路的極值問題?？疾閷W(xué)生的電路分析能力及利用數(shù)學(xué)作為工具來解決物理問題的能力。通過信息分析和提取，找出電路報警的唯一條件，即電路中的電流必須達(dá)到或超過10 mA。在電源電壓恒定的前提下，結(jié)合歐姆定律，將電路報警的電流設(shè)置要求轉(zhuǎn)化為對電阻設(shè)置要求，即總電阻為某一固定數(shù)值，電流就會達(dá)到報警值，從而實現(xiàn)報警設(shè)置。而總電阻大小的設(shè)置要考慮滑動變阻器和壓敏電阻，首先要分析得出壓敏電阻阻值隨壓力變化的具體關(guān)系，再根據(jù)最大壓力要求計算出壓敏電阻的阻值，最終將總電阻的固定數(shù)值簡化為滑動變阻器接入電路的最小阻值。層層“剝離”， 化繁為簡，對學(xué)生的思維要求較高。

試題考查學(xué)生對報警電路工作原理的深入理解，知道此電路要先根據(jù)設(shè)置要求進(jìn)行調(diào)試（開關(guān)接2），然后方可工作（開關(guān)接1）。通過信息分析，結(jié)合圖中表格內(nèi)的數(shù)據(jù)關(guān)系，將報警電流要求轉(zhuǎn)化為壓敏電阻阻值500 Ω。在此基礎(chǔ)上，將調(diào)試電路與工作電路進(jìn)行比較，認(rèn)識到電阻箱就是“等效替代”壓敏電阻，從而開關(guān)接2后將電阻箱調(diào)至500 Ω，移動滑動變阻器的滑片直至報警器報警;再將開關(guān)接1，實現(xiàn)報警電路啟用。

最后一問是有條件的，在原有設(shè)置好的報警電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行再設(shè)置，考查學(xué)生對報警電路實現(xiàn)多元調(diào)試的思考和對“等效替代”的進(jìn)一步理解，考查學(xué)生的思辨能力。表面上看是重復(fù)，實質(zhì)是“新替代”，是用電源電壓“替代”壓敏電阻，和上一次用電阻箱 “替代”壓敏電阻是“殊途同歸”，壓力700 N時對應(yīng)的電阻是300 Ω，此時滑動變阻器的阻值是1300 Ω，所以電壓調(diào)為16 V即可滿足要求。正確理解最后一問是學(xué)生“能力和素養(yǎng)”的高度體現(xiàn)。

本題沒有繁雜的計算，更多考查的是學(xué)生的深刻理解和高階思維，對學(xué)生的素養(yǎng)要求較高，滲透從“學(xué)會物理”走向“會學(xué)物理”的思想。提示物理教學(xué)光靠死教、苦學(xué)、刷題那是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更多的是需要素養(yǎng)的滲透和思維方法的參與，本題是全卷壓軸的靚麗風(fēng)景線。

綜上所述，2019年南京市中考物理試題關(guān)注學(xué)科素養(yǎng)，凸顯科學(xué)思維，對義務(wù)教育階段的考試評價工作有積極的推動作用，同時對義務(wù)教育階段物理課堂教學(xué)中教師的教與學(xué)生的學(xué)有著積極的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉炳昇，李容.義務(wù)教育教科書物理八年級、九年級[M].南京：江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

（欄目編輯 ? ?陳 ?潔）