儲(chǔ)成節(jié)

通過(guò)對(duì)2015年上海中考物理試卷的整體分析，可以發(fā)現(xiàn)試卷命題緊扣物理課程標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)“從生活走向物理，以物理走向社會(huì)”的教育理念，注重科學(xué)探究的過(guò)程.通過(guò)對(duì)一些較難試題的賞析，可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)用合理的科學(xué)思維方法是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.本文從四個(gè)方面探討如何在試題中滲透科學(xué)方法教育.

1比較和分類(lèi)中滲透多維思維

比較和分類(lèi)是以已有知識(shí)為基礎(chǔ)，確定研究對(duì)象之間差異點(diǎn)和共同點(diǎn)，然后根據(jù)研究對(duì)象的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)將對(duì)象區(qū)分為不同的一種科學(xué)方法.有些中考物理習(xí)題具有多值性，是由物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的復(fù)雜性決定的.在遇到這類(lèi)問(wèn)題時(shí)須用到比較和分類(lèi)的科學(xué)方法進(jìn)行分類(lèi)討論.

例1（2015年上海）甲、乙兩物體先后從同地沿同方向做勻速直線運(yùn)動(dòng).甲比乙先運(yùn)動(dòng)2 s，甲運(yùn)動(dòng)6 s時(shí)通過(guò)的路程為6 m，此時(shí)甲、乙間的距離為2 m.在圖1所示的a、b、c三條圖線中，乙的s-t圖

A.一定是圖線a

B.一定是圖線b

C.可能是圖線bD.可能是圖線c

分析甲比乙先運(yùn)動(dòng)2 s，所以此時(shí)乙的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為4 s，甲、乙的距離為2 m，但沒(méi)有確定是甲在前還是乙在前，運(yùn)用分類(lèi)的科學(xué)方法，可以確定乙的距離可能為4 m或者8 m.然后通過(guò)圖像4 s時(shí)的路程分別為6 m、8 m，看出a、c圖像都滿足要求，因此a、c的圖像都可以，故答案選擇選D.

例2（2015年上海）在圖2所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合電鍵S電路正常工作.一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)電路中至少有一個(gè)電表的示數(shù)變大，故障發(fā)生在電阻R1、R2上，其他元件仍保持完好.（1）用一個(gè)完好的小燈替換R2后，小燈（選填“一定發(fā)光”或“可能發(fā)光”）;（2）在原故障電路中，將電流表A與R1位置互換后，電壓表V的示數(shù)不發(fā)生變化，電路中可能存在的故障是.

分析（1）由圖示可知，兩個(gè)電阻為串聯(lián)關(guān)系，電壓表測(cè)電阻R2的電壓，由題目條件可知，電路中至少有一個(gè)電表的示數(shù)變大，則會(huì)出現(xiàn)三種情況分類(lèi)：第一，若僅有電流表示數(shù)變大，則R2短路，用一個(gè)完好的小燈替換 R2后，小燈一定發(fā)光;第二，若僅有電壓表示數(shù)變大，則R2斷路，用一個(gè)完好的小燈替換R2后，小燈一定發(fā)光;第三，若電壓表和電流表示數(shù)同時(shí)變大，則電阻R1短路，用一個(gè)完好的小燈替換R2后，小燈一定發(fā)光;所以得出（1）問(wèn)中填“一定發(fā)光”.將電流表A與R1位置互換后，電壓表V的示數(shù)不發(fā)生變化.通過(guò)分析：可能的原因分為三類(lèi)：R2斷路、R2斷路且R1短路或R1短路.

以上兩道中考試題都運(yùn)用了比較和分類(lèi)的科學(xué)方法，很多學(xué)生往往只求出其中的一種情況，遺漏了別的答案.從思維方式看，是由單一化、直線型的單向思維造成的.但如果對(duì)事物進(jìn)行多角度、多因素、多途徑和多層次的思考，就叫做多維思維.以上兩題凸顯出比較與分類(lèi)的科學(xué)方法同時(shí)滲透了多維思維品質(zhì).

2分析和歸納中滲透邏輯思維

分析和歸納的科學(xué)方法本質(zhì)是通過(guò)分析個(gè)別情況推導(dǎo)出一般結(jié)論.這種方法在物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中運(yùn)用較多，通過(guò)對(duì)個(gè)別具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而歸納得出一般結(jié)論.

例3（2015年上海）在“驗(yàn)證凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，某小組同學(xué)利用焦距為10 cm的凸透鏡、高為3 cm的發(fā)光體，光屏和光具座進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將測(cè)得的物距u、像距v以及所成像的高L像分別記錄在表1中.在驗(yàn)證得到凸透鏡成像的初步規(guī)律后，為了進(jìn)一步研究，他們進(jìn)行適量的運(yùn)算，將結(jié)果分別記錄在表1的后兩列中.

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要1～6的數(shù)據(jù)，分析比較像距v隨物距u的變化情況及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成像時(shí)，;

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～6的數(shù)據(jù)，分析比較像高L像與v/u的變化情況及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：凸透鏡成像時(shí)，;

（3）該小組同學(xué)繼續(xù)利用表中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，分析、歸納得出結(jié)論.

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～3的數(shù)據(jù)，分析比較物距變化量Δu與像距變化量Δv的大小關(guān)系及成像情況，可得出的初步結(jié)論是：;

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～6的數(shù)據(jù)，分析比較物距u變化時(shí)，L像、u+v的變化情況，可得出的初步結(jié)論是：.

分析（1）通過(guò)對(duì)1～6中的像距v和物距u的數(shù)據(jù)分析歸納得出：焦距不變，像距v隨物距u的減小而增大;（2）通過(guò)對(duì)1～6中像高L像與v/u數(shù)據(jù)的定量分析，可以得出：同一發(fā)光體，像高L像與v/u成正比;（3）①計(jì)算1～3中物距變化量Δu和像距變化量Δv，然后分析它們的定量關(guān)系可以得出：同一發(fā)光體經(jīng)過(guò)同一透鏡成實(shí)像時(shí)，當(dāng)Δu>Δv時(shí)，成縮小的像;②通過(guò)分析1～6中物距u、L像、u+v數(shù)據(jù)得出：同一發(fā)光體經(jīng)過(guò)同一透鏡成實(shí)像時(shí)，u越小，L像越大，當(dāng)成縮小實(shí)像時(shí)，u+v隨u的增大而減?。ɑ蛘邔?xiě)當(dāng)像比物小時(shí)，u+v隨u的增大而減小），當(dāng)成放大實(shí)像時(shí)，u+v隨u的增大而增大（或者寫(xiě)當(dāng)像比物大時(shí)，u+v隨u的增大而增大）;

本題目給出了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量和運(yùn)算過(guò)程中的一些數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些個(gè)別數(shù)據(jù)的分析和歸納，可以得出一般結(jié)論.在這個(gè)試題中考查了學(xué)生分析和歸納的科學(xué)方法的能力.同時(shí)也滲透著一種借助于概念、判斷和推理等思維形式能動(dòng)地反映客觀現(xiàn)實(shí)的理性認(rèn)識(shí)活動(dòng)，這種活動(dòng)稱(chēng)為邏輯思維能力.

3數(shù)理結(jié)合中滲透抽象思維

數(shù)學(xué)不僅僅是較簡(jiǎn)潔、深刻表達(dá)物理概念、規(guī)律的語(yǔ)言，同時(shí)也是解決物理問(wèn)題的重要工具.運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析和解決物理問(wèn)題方法稱(chēng)為數(shù)理結(jié)合法，這種方法在中考物理解題中體現(xiàn)非常明顯.

例4（2015年上海）如圖3所示，均勻圓柱體甲和乙放置在水平地面上，現(xiàn)沿水平虛線切去部分后，使甲、乙剩余部分的高度均為h.若此時(shí)甲、乙的剩余部分對(duì)地面的壓力相等，則甲、乙原先對(duì)地面的壓強(qiáng)p甲、p乙和壓力F甲、F乙的關(guān)系是

A.p甲<p乙，F(xiàn)甲>F乙B.p甲<p乙，F(xiàn)甲<F乙

C.p甲>p乙，F(xiàn)甲>F乙D.p甲>p乙，F(xiàn)甲

分析剩余部分：F′甲=F′乙，剩余部分質(zhì)量：m甲=m乙.

剩余部分體積V甲>V乙.

所以得到材料的密度關(guān)系為ρ甲<ρ乙，

原先的高度h甲<h乙.

由于p甲=ρ甲gh甲，p乙=ρ乙gh乙，

所以得出p甲<p乙.

因?yàn)閔h甲>hh乙，

又因?yàn)镕甲hh甲=F乙hh乙，

所以F甲<F乙.

所以本題的答案選擇B.

例5（2015年上海）在圖4所示的電路中，電源電壓保持不變.電阻R1的阻值為20 Ω，現(xiàn)將兩個(gè)電流表A1、A2分別串接在電路中，向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P，每次移動(dòng)滑片P，均使變阻器R2連入電路的電阻減少相同的阻值，兩個(gè)電流表的示數(shù)如表2所示.

①求電源電壓U;

②若變阻器R2連入電路中的阻值為50 Ω時(shí)，求干路的電流I;

③請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明電流表A2串接在電路中的位置.

解析①電源電壓U=I1R1=20 Ω×0.6 A=12 V;

②通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為

I2=UR2=12 V50 Ω=0.24 A，

所以干路中的電流為

I=I1+I2=0.6 A+0.24 A=0.84 A.

③電流表串接在電路中的位置有兩種可能：測(cè)量R2的電流或者干路電流.假設(shè)串接在R2的這條支路上，根據(jù)R2=UI2，U=12 V，將I2=0.9 A、1.0 A、1.2 A、1.8 A分別代入得到R2的值分別為13.33 Ω、12 Ω、10 Ω、6.67 Ω.它們的電阻差值并非等間隔，所以推出電流表A2串接在干路上.

以上兩個(gè)試題都運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)來(lái)解決問(wèn)題，是一種典型的數(shù)理結(jié)合方法.雖然數(shù)學(xué)推導(dǎo)是一種抽象思維活動(dòng)，但有些定量的物理問(wèn)題運(yùn)用這種方法可以快速正確的解決，同時(shí)也達(dá)到了訓(xùn)練學(xué)生抽象思維能力.

4實(shí)驗(yàn)操作方法中滲透動(dòng)作思維

實(shí)驗(yàn)操作方法是指人為創(chuàng)設(shè)情境來(lái)觀察、研究自然條件下難以出現(xiàn)的或難以考查的自然現(xiàn)象的方法.物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以實(shí)驗(yàn)操作方法是研究物理的一種重要科學(xué)方法.物理中考實(shí)驗(yàn)題命題也滲透著這種方法的考查.

例6（2015年上海）小華做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材齊全且完好，電源的電壓有2、4、6、8、10和12 V六檔，滑動(dòng)變阻器有A、B兩個(gè)（A標(biāo)有“10 Ω 1 A”字樣、B標(biāo)有“20 Ω 2 A”字樣），待測(cè)小燈標(biāo)有“2.5 V”字樣.小華選用電源的電壓為6 V檔，并選取一個(gè)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn).他正確連接電路且實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈發(fā)光較亮，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖5甲、乙所示.

（1）測(cè)定小燈的額定功率需要測(cè)量和記錄的物理量是，判定該小燈正常發(fā)光的方法是.

（2）小華在實(shí)驗(yàn)中，選用的變阻器是（選填“A”或“B”）.

（3）若要測(cè)出該小燈的額定功率，小華可采用的方法有：方法一，方法二.

分析（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理：P=UI，所以需要測(cè)量和記錄的物理量為：額定電壓、額定電流.在實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中，判斷小燈正常發(fā)光的方法為：電壓表示數(shù)為額定電壓“2.5 V”

（2）由圖中讀出電壓表的示數(shù)U=2.8 V，

U滑=U總-U=6 V-2.8 V=3.2 V，

讀出電流表的示數(shù)I=0.32 A，

R滑=U滑I=3.2 V0.32 A=10 Ω，

所以，選擇A滑動(dòng)變阻器.

（3）因?yàn)殡娐分须娏髌?，若要測(cè)出該小燈的額定功率，方法一是更換B滑動(dòng)變阻器;方法二是更換4 V檔電源.

本題是一道測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)題，考查了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要測(cè)量的物理量，器材的選擇以及測(cè)量方法.在考試的過(guò)程中能正確快速解出本題與平時(shí)親身操作實(shí)驗(yàn)是完全分不開(kāi)的.只有平時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的動(dòng)手操作才有考場(chǎng)上輕車(chē)熟路.這種直接與動(dòng)作相聯(lián)系，在操作、行動(dòng)中進(jìn)行的思維，叫做動(dòng)作思維.可以看出這道試題凸顯出實(shí)驗(yàn)操作方法，滲透著動(dòng)作思維品質(zhì).

通過(guò)對(duì)2015年上海部分中考物理試題的賞析，可以發(fā)現(xiàn)在解題過(guò)程中凸顯一些科學(xué)方法，同時(shí)滲透著相應(yīng)的思維能力.這些為以后的教學(xué)工作提供了一定導(dǎo)向，作為初中物理教師，在平時(shí)的物理教學(xué)中應(yīng)注重對(duì)學(xué)生科學(xué)思維方法的指導(dǎo)和訓(xùn)練，掌握它在解答物理問(wèn)題中的運(yùn)用，從而全面發(fā)展學(xué)生的思維能力.