重視探究能力考查的中考物理情境題解析

譚振興

[摘 要] 情境是命制試題的要素之一，是試題的載體?？茖W探究是物理學科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容?；谡鎸嵡榫硠?chuàng)新設(shè)問，考查學生的思維能力，是教學改革和中考命題的要求。中考命題者為了有效考查學生運用所學知識分析解答相關(guān)問題的能力，會從各種實際情境中選取中考試題的情境素材，使學生身臨其境地思考問題，并運用所學知識解決問題。為了有效提高學生的物理學科核心素養(yǎng)，物理教師在日常教學中應多關(guān)注中考試題所涉及的情境素材，引導學生運用所學的物理知識解釋日常生活中的物理現(xiàn)象，解決實際問題。

[關(guān)鍵詞]探究能力;中考物理;情境題

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2022）02-0038-04

情境題是將試題所要考查的學科知識與一定的情境素材融合在一起的試題，這類試題能有效考查學生的思維能力及探究能力。不少中考試題將所要考查的學科知識與一定的情境素材融合在一起，目的就是考查學生的物理學科核心素養(yǎng)（物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任）。命題者根據(jù)不同的考查要求，結(jié)合不同的情境，設(shè)計不同考查難度的試題。有的試題相對簡單，僅要求學生運用所學的物理知識解釋簡單的物理現(xiàn)象;有的試題需要學生分析和提取情境中的有用信息，再綜合運用所學的知識進行推理運算，才能有效解答。本文以2021年廣東中考物理試題為例，對其中部分情境題進行分析探討。

一、聲學情境題

聲音是我們從小就聽到的，對每位學生而言，在學習相關(guān)聲學知識前都有一定的知識經(jīng)驗（或者是前概念）。因此，在平時教學中，教師應當注意學生的“最近發(fā)展區(qū)”，充分考慮學生的認知起點，多結(jié)合日常生活中的聲現(xiàn)象開展情境化教學，讓學生能夠運用所學知識和技能解決實際問題。

[例1]（2021年廣東中考物理第2題）圖1是八個相同的玻璃瓶，裝有高度不同的水。用筷子分別敲擊瓶口，下列說法正確的是（ ）。

A.聲音主要是由瓶內(nèi)空氣振動產(chǎn)生的

B.聲音主要是由玻璃瓶振動產(chǎn)生的

C.a瓶的音調(diào)最低

D.d瓶的音調(diào)最低

評析：此題情境來源于熟悉的生產(chǎn)、生活實際，改編自人教版物理教材八年級上冊第37頁“動手動腦學物理”中的第4小題“小小音樂會”。新情境所隱含的問題處于大多數(shù)學生思維和能力的“最近發(fā)展區(qū)”，是大多數(shù)學生能夠運用所學知識和技能解決的基于學生認知特點的情境題，是學生在已有知識水平基礎(chǔ)上通過分析推理能夠解決的問題。當用筷子敲擊玻璃瓶時，聲音產(chǎn)生的原因不是瓶內(nèi)水或空氣振動，而是玻璃瓶振動。解答此題時，學生往往用已有的錯誤生活經(jīng)驗判斷，沒有區(qū)別產(chǎn)生聲音的原因是“吹氣”還是“敲擊”。若用嘴貼著裝有水的瓶口吹氣，則是瓶內(nèi)的空氣柱振動發(fā)聲?？諝庵蕉蹋駝宇l率越高，發(fā)出聲音的音調(diào)越高。若用筷子或其他物體敲擊玻璃瓶，則是玻璃瓶振動發(fā)聲。瓶中的水越少，敲擊瓶子時，瓶子越易振動，且振動越快，振動頻率越高，發(fā)出的聲音的音調(diào)越高;反之，瓶內(nèi)水越多，敲擊瓶子時，瓶子就不容易振動，且振動的頻率越低，發(fā)出的聲音的音調(diào)就越低。此題體現(xiàn)了積極的價值取向，強調(diào)運用所學知識解釋生活中的物理現(xiàn)象。

二、光學情境題

以真實的自然背景作為問題情境進行命題，或就真實的情境進行命題，是考查學生運用學科知識解決實際問題能力的有效方法。物理教學改革的目的之一是讓學生知道物理與生活是緊密聯(lián)系的，知道物理源于生活，并服務于生活。初中光學涉及大量的生產(chǎn)生活素材，值得廣大師生學習探討。中考命題者可以從教材、 實驗、社會熱點、科技新產(chǎn)品、學生生活實際等方面選取情境素材，命制光學情境題。

[例2]（2021年廣東中考物理第11題）小明給弟弟變了個魔術(shù)，他將裝有一枚硬幣的杯子放在弟弟面前，如圖2所示，弟弟在A處看不到硬幣，這是因為光沿? ? ? ? ? ? ? ? ?傳播。小明向杯中緩緩注水后，弟弟能看到硬幣了，這是由光的? ? ? ? ? ? ? ? ?產(chǎn)生的現(xiàn)象。弟弟看到的是硬幣的? ? ? ? ? ? ? ? ?（選填“實”或“虛”）像。

評析：此題由人教版物理教材八年級上冊第83頁“想想議議”原題改編而來?！霸瓉砜床灰娪矌?，加水后又能看到硬幣”的奇妙現(xiàn)象是真實的生活情境。本題以生活情境為背景考查學生相應的光學知識，讓學生有一種“不識廬山真面目，只緣身在此山中”的親身體驗。這樣的情境題可以加深學生對“光的折射”概念和規(guī)律的理解。學生結(jié)合生活體驗，自己發(fā)現(xiàn)并提出問題，并對問題進行深度思考。這能有效培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，同時對教師的課堂探究教學起到很好的導向作用。

[例3]（2021年廣東中考物理第21題）小明發(fā)現(xiàn)，晚上坐公交車時在車窗玻璃里看到另一個“自己”，而白天卻看不清。結(jié)合平面鏡成像知識，他思考了以下問題：

（1）在車窗玻璃里看到的另一個“自己”是光的? ? ? ? ? ? ? ? ?形成的像。

（2）如圖3甲所示，小車的前擋風玻璃是傾斜的。從光學角度分析，這樣設(shè)計的目的是：? ? ? ? ? ? ? （寫出一條）;此外，晚上開車時，來自后方車輛的強光入射到前擋風玻璃，被反射到? ? ? ? ? ? ? ? ?（選填“上方”或“下方”），以減少對司機視線的干擾。

（3）在探究平面鏡成像特點的實驗中，如圖3乙所示。

①組裝器材時，要使玻璃板與水平桌面相互? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

②實驗需要記錄像與物的大小關(guān)系，還需要記錄物理量? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?和? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

③實驗中如果將蠟燭B也點燃，對實驗的影響是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （寫出一條）。

評析：此題融“探究性、開放性和綜合性”于一體，所給條件為學生提供了想象的空間，探究方法多樣化。此題以生活素材為背景，結(jié)合情境設(shè)置問題，有效反映學生在平時學習中是否重過程、重探索、重能力。本題針對“平面鏡成像”的教學重點、難點、疑點，把一個難度較大的復雜問題分解成若干互相聯(lián)系的子問題，釆用“小步走”的方式，使問題的提出由易到難，由淺入深，由近及遠，讓學生“跳一跳，能夠摘到果子”，為學生搭建成功的臺階。實驗應用化有助于原實驗方案的改進優(yōu)化，有利于評估探究過程和探究結(jié)果。

三、力與運動情境題

真實的情境往往是復雜、多變且模糊的，若不加以適當?shù)暮喕统橄?，那么基于情境設(shè)計的問題就會過于開放而指向性不明。因此，中考試題中情境素材的選擇應盡可能簡單、清晰，顯示的原理應盡可能容易理解。復雜情境的創(chuàng)設(shè)可能會分散學生的注意力，增加學生理解問題的難度，這些都會影響學生答題的效果。簡易化情境有利于在實驗中創(chuàng)造實踐機會。

[例4]（2021年廣東中考物理第17題）小明在“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗中，如圖4所示。

（1）根據(jù)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 條件，當彈簧測力計沿水平方向拉著木塊做? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 運動時，木塊所受滑動摩擦力的大小等于拉力的大小，如圖4甲所示。

（2）小明在圖4甲實驗中發(fā)現(xiàn)較難保持木塊勻速運動，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定。于是，他與同學們一起改進實驗，如圖4乙所示，固定彈簧測力計，通過拉動長木板進行實驗，實驗記錄如下表，則木塊所受的滑動摩擦力大小為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? N。

[實驗次數(shù) 長木板運動情況 彈簧測力計示數(shù)/N 1 勻速 2.0 2 由慢到快 2.0 3 由快到慢 2.0 ]

（3）寫出用圖4乙裝置的一個優(yōu)點：? ? ? ? ? ? ? ? ?。

評析：本題主要考查“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗探究思想。學生若能明白實驗原理，能獨立操作，會讀彈簧測力計的示數(shù)，解答此題便簡單了。本題突出考查學生的實驗操作能力、分析探究能力。因為試題的提問是開放性的，所以對學生的答題能力要求更高。答題時，學生要能夠提取解題所需的有用信息，并進行分析推理?！肮潭◤椈蓽y力計，然后拉動長木板進行實驗”，這樣便把大家熟悉的、直觀淺顯的物理事實遷移抽象成容易理解的物理概念，有效考查了學生的創(chuàng)新意識及物理學科核心素養(yǎng)。

四、電學情境題

中考命題者要根據(jù)不同學生的認知水平創(chuàng)設(shè)不同層次的試題情境。試題情境的創(chuàng)設(shè)，應當充分考慮學生的差異性，讓不同知識基礎(chǔ)、不同智力水平與特點的學生都能有相應的分數(shù)收獲。根據(jù)中考試題情境層次化要求，在日常教學中，教師要注意聯(lián)系實際，多用學生日常生活中的物品開展物理教學，讓學生體會“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課程理念。

（1）要使電吹風機正常工作，圖5甲中的A處應安裝? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?，B處應安裝? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。（選填“電動機”或“電阻絲”）

（2）如圖5乙，要使電吹風機處于“冷風”狀態(tài)，應閉合開關(guān)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?;要使電吹風機處于“暖風”狀態(tài)，應閉合開關(guān)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（3）已知電吹風機處于“暖風”狀態(tài)時，從出風口吹出的空氣溫度升高了20 ℃;處于“熱風”狀態(tài)時，從出風口吹出的空氣溫度升高了30 ℃。假設(shè)這兩種狀態(tài)下的熱效率相同，相同時間內(nèi)吹出的空氣質(zhì)量相同，則[R1]∶[R2]=? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（4）電吹風機用了幾年后，由于電阻絲的升華，實際發(fā)熱功率會? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（選填“變大”“變小”或“不變”）。

評析：本題改編自人教版教材中的相關(guān)題目，改編時穩(wěn)中有創(chuàng)新。本題問題設(shè)置有層次，有一定的綜合性，能結(jié)合具體情境重點考查學生對物理概念和規(guī)律的掌握情況，如電路的分析、焦耳定律的應用及電功率、電熱的計算等。本題并沒有簡單地考查學生的機械記憶能力，而是聯(lián)系生活實際進行相關(guān)能力的考查，避免了試題偏、怪、難的現(xiàn)象，為教師指明了課堂教學方向，有利于學生物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，有利于促進學生深度學習和全面發(fā)展。

[例6]（2021年廣東中考物理第18題）在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中，實驗器材有：電源（電壓恒為4.5 V）、電流表、電壓表、滑動變阻器（標有“20 Ω? 2 A”字樣）和開關(guān)各一個，定值電阻五個（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω），導線若干。

（1）將圖6甲實驗電路連接完整。

（2）閉合開關(guān)前，應將滑動變阻器的滑片P移到最? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?端。

（3）圖6乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的定值電阻的I-R圖像，其中陰影面積的物理意義是? ? ? ? ? ? ? ? ? ?，其數(shù)值為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

評析：本題主要考查“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗的電路圖連接、滑動變阻器的使用及電流、電壓數(shù)據(jù)的處理。其中第（3）問易判斷錯誤，不少考生的答案是“研究電壓與電流的關(guān)系”，這一回答沒有區(qū)分生活語言和物理語言，表述不準確、不完整，體現(xiàn)出學生對問題的理解出現(xiàn)偏差。

五、磁場情境題

在中考命題中，創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)概念本質(zhì)特征的情境是考查學生科學思維的關(guān)鍵。情境本質(zhì)化，一要選出情境中引人入勝的、簡潔明快的、最接近本質(zhì)的部分;二要在此基礎(chǔ)上建構(gòu)物理概念，在諸多客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象出事物的本質(zhì)特征，完成經(jīng)驗性常識向物理概念的轉(zhuǎn)變。

[例7]（2021年廣東中考物理第16題）蹄形磁體附近的導體與靈敏電流計組成閉合電路，如圖7所示，現(xiàn)將該導體豎直向上快速移動（沿圖示箭頭方向），電路中? ? ? ? ? ? （選填“有”或“無”）感應電流產(chǎn)生。

評析：此題主要考查學生對產(chǎn)生感應電流條件的判斷，創(chuàng)新之處是考查學生對蹄形磁體外部磁感線的認識，解答關(guān)鍵是學生對物理概念、規(guī)律的理解和辨析準確到位，不被試題情境牽著鼻子走。解答此題時，大部分考生中了“假洋鬼子”的圈套，誤認為導體運動方向與磁感線方向平行，沒有切割磁感線。

總之，情境化命題既能考查學生知識與技能、過程與方法的掌握情況，又能考查學生運用所學知識解決實際問題的能力。大量情境化試題的測試，可以有效引導各學科教師課堂教學的改進和學校育人模式的變革，促進學生學科核心素養(yǎng)的提升。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

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[3]? 陶宏玲.關(guān)注情境創(chuàng)設(shè)，提升高中數(shù)學的教學效率[J].數(shù)學教學通訊，2020（21）：43-44.

[4]? 代懷安，王炯，中考電和磁復習指要[J].中學物理教學參考，2017（5）：55-66.

（責任編輯 易志毅）

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