例談實驗探究題的解題技巧

倪康法

摘要：實驗探究題在初中中考中占一定的比重，實驗探究題難度相對較大，主要原因是該題型思維量大、綜合性強、情境新、設(shè)問角度變化多端，學(xué)生在解決這類問題時，失分比較嚴(yán)重.本文通過實例從實驗結(jié)論的描述，新情景中新物理量所隱含信息，透過現(xiàn)象抓住實質(zhì)變量三方面入手，介紹中考科學(xué)實驗探究題的解題技巧.

關(guān)鍵詞：實驗結(jié)論;新物理量;實質(zhì)變量

中圖分類號：G632? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? 文章編號：1008-0333（2022）20-0059-03

學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，重在引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的自然現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，再根據(jù)自身儲備的知識和認(rèn)知對問題的可能性做出假設(shè)，并設(shè)計實驗進(jìn)行探究，在探究過程中提升科學(xué)探究的能力和素養(yǎng).在教學(xué)過程中，如何檢測學(xué)生科學(xué)探究能力和科學(xué)探究的基本技能？實驗探究題就是一個很好的載體，由于它既涉及到實驗探究的流程，又涉及學(xué)生在探究過程中的方法措施即知識和技能的運用，能充分考查學(xué)生現(xiàn)有知識的儲備情況和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及科學(xué)素養(yǎng).因此實驗探究題在中考中占一定比重，而此類題型由于綜合性強，信息量大，部分學(xué)生遇此類題型，往往被題干中大量文字和圖表嚇懵，題目太長，看到后面忘了前面，容易煩躁.書寫、表達(dá)時也容易出現(xiàn)各種錯誤.本文學(xué)從生最容易失分的幾個方面入手，談?wù)勚锌伎茖W(xué)實驗探究題的答題技巧.

1 關(guān)于探究實驗結(jié)論描述時的注意點

1.1 明確實驗?zāi)康?，結(jié)論一定要從實驗?zāi)康闹?，針對實驗?zāi)康膩肀磉_(dá).

例1某校初三同學(xué)在體育課籃球訓(xùn)練時發(fā)現(xiàn)，自由下落的籃球碰撞地面后反彈上升的最大高度總小于下落的高度，這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了班里的科學(xué)愛好者的探究熱情，同學(xué)們結(jié)合在物理課上學(xué)到的能量守恒的知識，展開積極的討論，得出結(jié)論：籃球在碰撞地面過程中有機(jī)械能損失.那么機(jī)械能損失與什么因素有關(guān)呢？為了探究自由下落的籃球在碰撞地面過程中損失的機(jī)械能的大小與哪些因素有關(guān)，他們分別讓同一個籃球從不同高度自由下落碰撞地面，通過測量該籃球下落高度與反彈高度的差值，來比較損失的機(jī)械能的大小，實驗過程如圖1（a）、（b）和（c）所示（Δh3<Δh1<Δh2）. 分析比較圖1中的（a）和（b）兩圖可知：自由下落的同一籃球碰撞同種材料的地面，下落高度較大時，.

學(xué)生錯誤回答：自由下落的同一籃球碰撞同種材料的地面，下落高度較大時，反彈上升的最大高度的差值Δh越大.

錯誤原因是沒有明確實驗?zāi)康?反彈上升的最大高度的差值Δh不同只是一種實驗現(xiàn)象，而不是結(jié)論.需要從現(xiàn)象進(jìn)一步上升到結(jié)論.題目中的實驗?zāi)康氖翘骄孔杂上侣涞幕@球在碰撞地面過程中損失的機(jī)械能的大小與哪些因素有關(guān)，所以結(jié)論的描述必須針對機(jī)械能損失的情況來回答.

正解：自由下落的同一籃球碰撞同種材料的地面，下落高度較大時，機(jī)械能損失得越大.

1.2 如果實驗現(xiàn)象中出現(xiàn)具體數(shù)量信息，則表達(dá)結(jié)論時也需要有定量信息的體現(xiàn).而不能籠統(tǒng)地用與“什么”有關(guān)來描述.

例2飛機(jī)在空中飛行時都有一定的迎角（機(jī)翼軸線與水平氣流的夾角），飛機(jī)飛行時的升力除了與機(jī)翼形狀有關(guān)外是否還與迎角大小有關(guān)？為了研究這一間題，在老師的幫助下，小明利用電風(fēng)扇、升力測力計、飛機(jī)模型，按圖2甲方式進(jìn)行如下實驗.

①閉合電風(fēng)扇的開關(guān)，調(diào)節(jié)檔位使其風(fēng)速最大，并使飛機(jī)模型的迎角為0°，記錄測力計的示數(shù).重復(fù)5次實驗并計算升力平均值.

②改變迎角大小，使其分別為5°、10°、15°、20°，重復(fù)步驟①.

③處理相關(guān)數(shù)據(jù)得到“升力與迎角的關(guān)系”如圖乙.

本實驗得出的結(jié)論是：.

學(xué)生錯誤答案：飛機(jī)飛行時的升力除了與機(jī)翼形狀有關(guān)外還與迎角大小有關(guān).

正確答案：在一定的速度下，飛機(jī)飛行時迎角從0度到15度，隨著迎角的增大，飛機(jī)所受升力隨之增大，飛機(jī)飛行時迎角從15度到20度隨著迎角的增大，飛機(jī)所受升力減小，飛機(jī)飛行的迎角15度附近時飛機(jī)升力達(dá)到最大.

1.3 明確實驗中的自變量和因變量

例3小明同學(xué)在“探究電流與電壓的關(guān)系”時，記錄下面表格中的實驗數(shù)據(jù).

通過分析實驗數(shù)據(jù)，你得出的實驗結(jié)論是：.

這一空格看似簡單，但得分率也不高.錯誤答案有以下幾種情況：

回答1：電流與電壓成正比.

回答2：在電阻一定的情況下，電壓與電流成正比.

回答3：在電阻一定的情況下，電流越大，電壓越大.究其原因，主要是學(xué)生不清楚這個實驗中的自變量是電壓，因變量是電流.運用控制變量法時，一定要區(qū)別自變量，因變量和常量的區(qū)別，自變量是研究者在研究中故意改變或控制的變量，自變量是由實驗者主動操縱的，從而引起因變量變化的量，因變量即研究中隨著自變量的變化而變化的變量，因變量變化只是對自變量變化的一種反應(yīng).常量，即在研究中為了避免引起研究結(jié)果混淆，而故意使其保持恒定，或者不變化的量.在探究電流與電壓關(guān)系時，電壓是自變量，電流是因變量.電壓的改變引起電流的改變，而不是電流的改變引起電壓的改變.許多的科學(xué)實驗結(jié)論都是有條件的，即需要保持常量一定，綜合以上分析，本題的正確答案：在電阻一定的條件下，電流與電壓成正比.在描述時，因變量與自變量有關(guān)，因變量寫在前面.常見結(jié)論表達(dá)模式：在××（無關(guān)變量）相同的條件下，××（因變量）與××（自變量有關(guān)（存在怎樣的關(guān)系）.

2 抓住新物理量單位所隱含的信息

例4寧波某初中八年級科學(xué)興趣小組同學(xué)，在學(xué)習(xí)了速度的有關(guān)知識后，對寧波交警利用無人機(jī)測速產(chǎn)生濃厚興趣，利用雙休時間興趣小組成員和交警一起參與寧波機(jī)場高架測速，機(jī)場高架公路上限速80km/h. 交警部門利用無人機(jī)進(jìn)行高速公路通行情況的實時監(jiān)測.一輛紅色小轎車在通行0.3m的過程中，高速攝像機(jī)拍攝幀數(shù)為110幀，據(jù)此判斷此紅色小轎車是否超速？

下表是某小型無人機(jī)的部分參數(shù)：

分析要計算速度，但題目中沒有出現(xiàn)時間信息，怎么找到時間信息呢？拍攝速度這是個新物理量，學(xué)生不太熟悉，但從這個物理量的單位我們可以知道，其中隱含了我們所需要的時間信息.首先計算出高速攝像機(jī)拍攝1幀畫面需要的時間t=111000s，再計算出高速攝像機(jī)拍攝幀數(shù)為110幀的時間，t1=111000×110s=0.01s，然后根據(jù)v=st計算在激光在高速攝像機(jī)拍攝幀數(shù)為110幀的過程中小轎車行駛的速度，v=st=0.3m0.01s=30m/s=30×3.6Km/h=108Km/h>80Km/h進(jìn)而確定是否超速.

答案：紅色小轎車超速.

反思：表格提供了無人機(jī)信息，出現(xiàn)了新物理量，本題汽車測速所需的時間隱含在表格的新物理量拍攝速度中，抓住這一關(guān)鍵點，本題的速度問題就可以輕松解答.

3 透過現(xiàn)象，抓住本質(zhì)

明確實驗組和對照組區(qū)別.

例5為探究綠色植物的某些生理活動，科學(xué)興趣小組的同學(xué)們設(shè)計并實施了如下實驗.選擇兩株生長狀況相同，生命力旺盛的綠色植株，分別倒扣在兩個透明的玻璃瓶中，如圖3，C中放置一杯氫氧化鈉溶液，D中放置一杯清水，請據(jù)圖3回答問題：實驗中的C和D形成一組對照實驗，其變量是.

有許多學(xué)生的答案是實驗中的溶液不同，這個回答看似直截了當(dāng)，但實質(zhì)模棱兩可，沒有針對實驗?zāi)康那兄幸?，這樣的回答完全不得分.

正確回答：二氧化碳

在明確實驗?zāi)康氖沁M(jìn)行光合作用原料的前提下，才能抓住要點，C 裝置中氫氧化鈉吸收了裝置內(nèi)的二氧化碳，而不能進(jìn)行光合作用，D裝置清水沒有吸收二氧化碳，所以兩個實驗的變量是二氧化碳.

例6很多孩子都喜歡養(yǎng)蠶，養(yǎng)蠶不光是為了玩，更是體驗一種生命的過程，蠶寶寶喜歡吃桑樹葉，但由于我們周邊桑樹很少，桑樹葉一直是養(yǎng)蠶季緊缺物資，一天小明同學(xué)告知其他同學(xué)，蠶寶寶的“糧食問題”解決了，蠶寶寶除了喜歡吃桑樹葉也喜歡吃蝸苣葉.真的嗎？蠶寶寶真的喜歡吃蝸苣葉嗎？帶著這個疑問，同學(xué)們設(shè)計如下實驗.取蟲齡、健康狀況相似的蠶寶寶20個，分成甲、乙兩組，分別放在兩個相同的硬紙箱中，甲組喂食適量的桑樹葉，乙組喂食等量的萵苣葉，其他條件相同，每天觀察蠶寶寶的生長情況.請據(jù)此回答下列問題：

（1）該實驗中，同學(xué)們作出的假設(shè)是.

（2）該實驗的實驗組是.

科學(xué)探究題雖然是科學(xué)中考試卷中的一個難點，但此類題目仍有規(guī)律可循，因為科學(xué)探究過程的流程是一致的，解題的關(guān)鍵在于知識的積累，科學(xué)探究方法的正確運用，所以解題的方法，可以沿著科學(xué)探究的具體步驟，理清該實驗探究題要探究的問題、采取的實驗方法，順藤摸瓜，一切迎刃而解.

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡云芳.初中科學(xué)中考探究題分析及解題方法的探索[J].課程教育研究：學(xué)法教法研究，2016（07）：271-274.

[責(zé)任編輯：李璟]