析題·歸因·列策

羅小飛 毛國永

[摘 要]2020年寧波市科學(xué)中考題第31題是一道綜合性試題，該試題設(shè)置動態(tài)情境，融合多個考點，聚焦思維品質(zhì)，體現(xiàn)能力立意，打破題海束縛。文章從命題背景、命題意圖、試題特點來深度析題，再對比正解和錯解，將錯解合理歸因，最后從多個維度列策解決問題。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)中考題;析題;歸因;列策

[中圖分類號]? ? G633.98? ? ? ? [文獻標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）14-0083-04

一、試題

（2020年寧波市科學(xué)中考題第31題）如圖1所示，一個內(nèi)底面積為100 cm2的柱形容器中盛有深度為60 cm的水，水底有一塊底面積為50 cm2，高6 cm的長方體鋁塊。現(xiàn)用一電動機以恒定不變的輸出功率把鋁塊提出水面并繼續(xù)提升一段距離。已知鋁塊浸沒在水中時上升速度恒為0.27 m/s。鋁的密度為2.7×103 kg/m3，g取10 N/kg，鋁塊提升過程中受到的阻力、繩子自重和摩擦等都不計。求：（1）鋁塊的重力;（2）把鋁塊提升到上表面與水面相平所需的時間;（3）電動機輸出功率的大小;（4）鋁塊露出水面后勻速上升的速度;（5）鋁塊從浸沒于水中到完全露出水面，水對容器底部壓強的減小值。

二、析題

一線教師不光要會解題，還要會研究試題，研究試題從析題開始。所謂析題，就是從命題背景、命題意圖、試題特點來深度剖析試題，從而對試題有一個較為全面、深刻的認識。

1.命題背景

（1）考試招生制度改革

2016 年，教育部《關(guān)于進一步推進高中階段學(xué)?？荚囌猩贫雀母锏闹笇?dǎo)意見》中指出，初中畢業(yè)考試和高中招生考試將合二為一，到2020年左右，初步形成新的初中學(xué)業(yè)水平考試，這對中考命題的導(dǎo)向性、科學(xué)性、適標(biāo)性、有效性和規(guī)范性提出了更高的要求。

（2）中考命題制度改革

為了順應(yīng)考試招生制度改革，2020年取消考試說明，依然堅持以課程標(biāo)準和科學(xué)教材為命題依據(jù)，不斷提高命題水平;堅持以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為命題重點，同時加強試題與社會實際、學(xué)生生活的聯(lián)系，加強對學(xué)科認知能力、思維能力、實踐創(chuàng)新能力的考查，體現(xiàn)考試評價的積極導(dǎo)向作用。

基于兩大命題背景，此題創(chuàng)設(shè)了電動機在水中提升物體上行及出水面的生活化情境，這樣的情境符合“試題應(yīng)與社會實際、學(xué)生生活相聯(lián)系”的改革要求。同時，從多個角度設(shè)計了有層次的5個問題，綜合性強、挑戰(zhàn)性大，很好地考查了學(xué)生的科學(xué)思維，充分體現(xiàn)中考考試評價的積極導(dǎo)向作用。

2.命題意圖

（1）知識與技能方面

a.考查學(xué)生是否能聯(lián)合利用密度公式、重力公式進行有關(guān)計算;

b.考查學(xué)生是否能應(yīng)用速度公式、壓強公式進行簡單計算;

c.考查學(xué)生是否能綜合運用受力分析、阿基米德原理、功率公式進行有關(guān)計算。

（2）方法與能力方面

a.考查學(xué)生借助文字、圖像來建構(gòu)運動情境的能力，以及是否會用作圖的方法將情境進行劃分;

b.考查學(xué)生在不同情境中的受力分析能力，以及是否能將受力分析情況轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達式;

c.考查學(xué)生分析多個物理量之間的關(guān)系，并綜合運用多個公式解決實際問題的能力;

d.考查學(xué)生的邏輯推理能力，以及是否能運用差量法來簡化計算過程。

（3）STSE教育方面

此題創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的電動機在水中提升物體上行及出水面的情境，并且在技術(shù)上控制電動機保持恒定不變的輸出功率，很好地滲透了STSE教育理念。

3.試題特點

（1）層級性

學(xué)生的分析計算能力有高有低，具有層級性，此題的設(shè)計滿足了各個層級學(xué)生的需求，試圖讓不同能力水平的學(xué)生都能得到屬于自身能力范圍的分數(shù)。其中第（1）、（2）小題考查學(xué)生基本都會的密度、重力、速度的計算;第（3）、（4）小題難度中等偏上，需要經(jīng)過受力分析、推敲物理量之間的邏輯關(guān)系、利用多個物理公式求解;第（5）小題難度最大，需要分析出變化的本質(zhì)原因，然后再利用差量法求解。

（2）過程性

此題共分5個小題，不僅對學(xué)生的思維結(jié)果進行考查，還便于學(xué)生通過分步解答充分展示思維過程。因此，該試題關(guān)注學(xué)生的思維過程，能對不同層次水平的學(xué)生進行分類評價，有效提高了試題的效度和甄別功能。

（3）綜合性

此題從多個考點（密度、重力、速度、浮力、功率、壓強等）創(chuàng)設(shè)了子問題，使得考查范圍更廣，綜合性更強。這樣，不僅方便進行多個知識點的測評，還有利于對學(xué)生分析、推理、演算等綜合能力的測評。

（4）思維性

思維性是衡量思維能力高低的重要指標(biāo)，它一般包括嚴密性、靈活性、深刻性等。此題中運動情境的分析、受力分析、差量法的應(yīng)用等都很好地體現(xiàn)了思維性，促進了學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

（5）有效性

此題情境簡單、合理，文字、圖像表述清晰，問題設(shè)置明確、難易梯度合理，避免繁、難、偏、舊，很好地呈現(xiàn)了試題的信度、效度、難度、區(qū)分度，真正體現(xiàn)了中考試題的有效性。

三、歸因

韋納的歸因理論揭示人們行為成敗的原因可歸納為四因素：能力高低、努力程度、任務(wù)難易、運氣好壞。針對考試而言，試題的難易程度，學(xué)生解題時的運氣好壞顯然是外部因素，而學(xué)生自身能力的高低和平時學(xué)習(xí)的努力程度才是決定考試好壞的內(nèi)部因素。因此，筆者通過對比正解和錯解，主要從內(nèi)部因素上來進行原因分析。

所以水對容器底部的壓強的減小值為：

2. 錯誤解答

[小題號 常見錯誤解答 （1） ①計算格式不規(guī)范，不列公式、無代入式等;②物體體積的單位沒有轉(zhuǎn)化為國際單位或轉(zhuǎn)化錯誤，導(dǎo)致質(zhì)量計算、重力計算錯誤;③數(shù)值計算錯誤 （2） ①將物體提升的高度直接理解為水深60 cm，計算出時間約為2.2 s;②將物體的高度計算成[s=H-2d=60 cm-2×6 cm=48 cm]，計算出時間約為1.8 s;③物體提升高度的單位與提升速度的單位沒有統(tǒng)一，導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤 （3） ①受力分析不當(dāng)，如[F拉=G=8.1 N]或[F拉=G+F浮=8.1 N+3 N=11.1 N];②因第（1）小題中體積求解錯誤，致使代入阿基米德原理公式求解浮力也錯誤;③電動機的輸出功率只記得利用[P=UI-I2R]，卻不知道變通為[P=F拉v]，致使錯誤;④沒有理順多個公式之間的關(guān)系，整個小題空白 （4） ①沒有充分利用“電動機輸出功率恒定不變”這個條件，錯誤地將速度值理解為0.27 m/s不變;②因第（3）小題空白，致使此小題也空白 （5） ①水的重力不變，水對容器底部的壓力不變，當(dāng)鋁塊在容器底部時，計算水對容器底部的壓強的受力面積為[S前=S容-S]，當(dāng)鋁塊完全拉出水面時，計算水對容器底部的壓強的受力面積為[S后=S容]，致使錯誤;②用比較煩瑣的方法，先求出前后兩次水對容器底部的壓強再相減，因煩瑣導(dǎo)致求解錯誤;③沒有分析清楚各個量之間的關(guān)系致使留白 ]

3.原因分析

（1）知識層面

a.學(xué)生對核心概念（浮力、功率等）認識不夠深入，以致理解不了題意，出現(xiàn)空白;

b.學(xué)生對物理公式及其變形式的掌握不夠到位，以致物理量之間的乘除運算弄錯很多;

c.學(xué)生解答計算題不夠規(guī)范，有的漏寫公式，有的漏寫代入式，有的漏寫單位;

d.學(xué)生對基本的單位換算掌握不夠到位，有學(xué)生甚至不統(tǒng)一單位就直接運算;

e.學(xué)生運算技能薄弱，經(jīng)常算錯。

（2）能力層面

a.學(xué)生理解文字、分析圖像、建立運動模型的能力較差;

b.學(xué)生審題能力弱，抓不住關(guān)鍵詞，導(dǎo)致無法解答;

c.學(xué)生受力分析意識薄弱，正確建立幾個力之間的量化關(guān)系的能力差;

d.學(xué)生綜合分析能力、邏輯推理能力較弱，當(dāng)物理量較多時，很難理順?biāo)鼈兊年P(guān)系;

e.學(xué)生思維靈動性不夠，不能巧妙地運用差量法、圖解法解決實際問題。

（3）教學(xué)層面

a.教師在新授課時對重難點的突破不夠到位，以致學(xué)生對核心概念認識不夠深刻;

b.教師對計算題解答的規(guī)范性演示不夠到位，以致學(xué)生的解題習(xí)慣不好;

c.教師很少借助科學(xué)概念進行相應(yīng)的思維訓(xùn)練，以致學(xué)生思維的深刻性和靈活性都較差，解題能力不強;

d.教師對學(xué)生錯題的收集、整理不夠到位，且沒有安排適當(dāng)?shù)母木庮}進行及時鞏固;

e.教師對學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的激發(fā)、努力程度的鼓勵還不夠，以致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，畏懼難題。

四、列策

“列策”是指以一定的教育思想為指導(dǎo)，為達到一定的教育教學(xué)目標(biāo)而采取的教學(xué)方法、教學(xué)手段和實施的教學(xué)活動、教學(xué)程序等。下面筆者從多個維度列策。

1. 解題策略

（1）構(gòu)建模型簡化問題

近幾年來，寧波科學(xué)中考卷都會出現(xiàn)以實際生活問題為背景的綜合性試題，該類試題難度大，原因之一是需要學(xué)生有構(gòu)建模型的能力。從科學(xué)的角度來看，構(gòu)建模型就是將研究的對象、條件、過程通過抽象化、簡化等方法形成科學(xué)模型。構(gòu)建模型是解決科學(xué)實際問題的重要而又基本的科學(xué)思維方法，通過對科學(xué)現(xiàn)象或過程進行“去偽存真”“去次取主”“化繁為簡”的處理，找出反映科學(xué)現(xiàn)象的科學(xué)本質(zhì)及規(guī)律。

例如，對于此題，學(xué)生可根據(jù)文字、圖像等信息構(gòu)建模型（如圖2），迅速將生活化的實際問題簡化，讓問題分析變得更直觀明了。在解答此類問題時，教師要滲透構(gòu)建模型的思想，讓學(xué)生去嘗試、相互補充、公開展示，從而培養(yǎng)他們構(gòu)建模型簡化問題的能力。

（2）規(guī)范步驟解答簡單問題

在科學(xué)中考中，由于對科學(xué)計算題的解題規(guī)則了解不全面，學(xué)生很容易根據(jù)以往的數(shù)學(xué)解題方式來解答科學(xué)題目，在考試中頻頻失分。因此，教師在平時教學(xué)中應(yīng)經(jīng)常演示規(guī)范答題步驟，并通過針對性訓(xùn)練讓學(xué)生學(xué)會規(guī)范解答科學(xué)計算題。規(guī)范答題步驟如圖3所示。

（3）應(yīng)用多個公式理順復(fù)雜問題

科學(xué)中考綜合題具有多對象、多過程、多規(guī)律等特點，并且聯(lián)系生活實際，整體問題比較復(fù)雜。這對學(xué)生提出了很高的要求，不僅需要學(xué)生具備構(gòu)建模型的能力，還需要學(xué)生在掌握構(gòu)建模型方法的基礎(chǔ)上，學(xué)會應(yīng)用多個公式厘清物理量之間的關(guān)系，建立合理的公式鏈。例如，此題第（1）和第（3）小題的公式鏈如圖4所示。

（4）應(yīng)用科學(xué)思維方法巧解疑難問題

科學(xué)思維方法是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中為解決問題而采用的科學(xué)思維方式。常用的科學(xué)思維方法有綜合法、分析法、等效法、差量法、圖像法、模型法、極值法等，教師要讓學(xué)生學(xué)會選擇合適的科學(xué)思維方法解決對應(yīng)的實際問題。例如，可引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用受力分析法、等效法、差量法來解答第（3）小題和第（5）小題（如圖5）。

2.教學(xué)策略

（1）講練策略

針對現(xiàn)在的科學(xué)中考試題“基于標(biāo)準，能力立意;易而不死，活兒不難”的命題原則，教師應(yīng)巧抓“講練關(guān)”。講練一定要跳出“題海戰(zhàn)術(shù)”的誤區(qū)。習(xí)題的選擇或編制不僅僅是為了考查學(xué)生對科學(xué)概念和規(guī)律的理解和掌握情況，更重要的是能夠引導(dǎo)學(xué)生進行深度思考、深度剖析、歸納提煉。有價值的習(xí)題具有較大的思維容量，可給學(xué)生更廣闊的思維空間，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生思維的活力，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、綜合分析能力、語言表達能力等。

教師在精選或編制習(xí)題的基礎(chǔ)上，可創(chuàng)設(shè)一些相對新穎的情境（如涉及生產(chǎn)生活實際、科學(xué)研究過程、重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)、高新科技成果等），拉近科學(xué)與社會、生活、環(huán)境之間的距離。與此同時，采用不同的講練策略（如圖6），精彩紛呈地呈現(xiàn)科學(xué)的內(nèi)在美。

（2）賞識策略

著名心理學(xué)家威廉姆斯指出：“人性中最深刻的稟賦是被賞識的渴望。”賞識激勵是一滴滴甘露，使鮮花綻放;是一支支蠟燭，驅(qū)走一方黑暗與寒冷;是一點點勇氣，鼓舞人們迎接挑戰(zhàn)?！百p識激勵”是以心靈溝通激活內(nèi)心需求，激發(fā)調(diào)動學(xué)生內(nèi)驅(qū)力，是學(xué)生成長中的陽光和雨露。在基礎(chǔ)教育改革的今天，中考試題的命制非常重視能力立意及考查學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成情況，這就更加需要教師在新授課、復(fù)習(xí)課、習(xí)題課中善用賞識策略來增強學(xué)生自信，點燃他們智慧的火花。賞識策略的一般步驟如圖7所示。

作為一線教師，我們天天與試題打交道，不要一拿到試題就讓學(xué)生解答，應(yīng)精心挑選，講練結(jié)合，拒絕題海戰(zhàn)術(shù)。此外，更重要的是靜下心來細細琢磨試題，挖掘其潛在價值，尤其是對典型的中考好題進行析題、歸因、列策，深度研究試題，挖掘試題的命題背景、命題意圖、試題特點，分析解題的思維過程并揭露學(xué)生錯解的真正原因，最后多維度列策，促進學(xué)生舉一反三、觸類旁通，真正能夠解決一類題。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 王耀村. 科學(xué)命題技術(shù)研究[M]. 杭州：浙江教育出版社， 2017.

[2]? 陳靈松. 動靜結(jié)合 建立模型：一道科學(xué)中考題賞析[J].中學(xué)物理， 2018（20）：60-61.

（責(zé)任編輯 黃春香）