陳蒼鵬

摘 要：2016年浙江省各地中考物理試題編制思路清晰，突出對基礎物理實驗的考查，通過對實驗的基礎來考查學生思維的廣闊性，通過實驗的設計來考查思維的獨立性，通過實驗的分析來考查思維的邏輯性，通過實驗的創(chuàng)新來考查思維的靈活性，試題考查層次多樣、重點突出、方法靈活、思維多元。

關鍵詞：實驗試題；命題思想；例析

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）4-0012-4

物理是以實驗為基礎的學科，浙江省初中物理中考除了重視考查基礎知識與基本技能外，還注重考查學生的科學素養(yǎng)、思維能力、實踐能力和創(chuàng)新精神，注重實驗探究過程，包括實驗方案的設計、獲取事實與證據，以及解釋與檢驗、交流與評價等探究的能力。同時，還關注科學方法的考查，比如控制變量、比較、類比、分析、綜合、歸納、演繹等方法。

1 重視實驗基礎，突出思維的廣闊性

這幾年來，浙江省物理中考試題突出了實驗探究的基礎性、實踐性，從不同角度、不同層次考查實驗探究過程與方法，重視初中物理基本儀器和基本實驗原理的考查，突出思維的廣闊性。具體來說，力學實驗試題注重考查力的相互作用、彈力、壓強、浮力、杠桿等基本實驗，電學考查實驗設計，尤其是伏安法測小燈泡的電功率、伏安法測電阻，考查儀表讀取、電路設計、實驗原理和方法、變量控制以及數據處理等，光學涉及凸透鏡成像、平面鏡成像以及光的直線傳播等的原理、數據分析與處理，試題突出對物理本質的探究、理解與運用，考查提出問題、進行猜想與假設，考查實驗方案獲取數據以及分析處理數據等過程，掌握觀察、實驗、收集處理信息的基本技能。[1]

比如杭州市31題的“凸透鏡成像實驗”，寧波市26題的“電流與電阻的關系”，溫州市26題的“探究電流熱效應的影響因素”，紹興市25題的“探究影響彈簧受力形變的因素”，嘉興市25題的“研究阻力對物體運動的影響”，金華市29題的“探究串聯電路電壓的特點”，等等。以上實驗既是初中物理教學和實驗考查的主要內容，也是培養(yǎng)學生實踐能力的重要載體。教師按照“基本技能—綜合實踐—創(chuàng)新能力”一體化、多層次的實驗教學體系，培養(yǎng)學生的基本技能和方法，不斷改進實驗教學內容和方法，加強對學生基礎知識、實踐能力的培養(yǎng)，真正做到“做中學”。

例1 （2016年杭州）如圖1所示，實驗室利用光具座研究凸透鏡成像的規(guī)律。當三個元件移動到圖示位置時，光屏上出現了清晰的像。回答下列問題：

（1）光屏上像的性質為 。

（2）關于本實驗中得到的像在生活中的應用，舉一個例子 。

（3）從圖中讀出物距為 cm，并推算出焦距為 （選填字母）。

A.f<15 cm B.15 cm30 cm

（4）如果保持蠟燭與凸透鏡的位置不變，撤去光屏，是否仍然成像？ 。

參考答案：（1）倒立縮小的實像；（2）照相機；（3）40 B；（4）能成像。

這個題目設計具有層次性，對于凸透鏡重要的知識點考查比較全面。試題既與生活結合，也突出物理的推理，體現思維的廣闊性。本題的高明之處在第4小題，命題者的意圖很明顯，不是知識立意，而是能力立意。只有學生真正做過本實驗或者說只有認真做過本實驗，才能很自信地作答。凸透鏡所成的實像是真實光線匯聚而成的實像，不是虛像。沒有光屏實像也是依然成像的，但虛像不能用光屏承接。學生只有真正做過本實驗，理解這些“知識”，才能正確作答，也能較好地考查出學生的基本科學素養(yǎng)。物理科學是一門實驗科學，課堂教學中應讓學生自身通過觀察、操作與體驗，親身經歷探究過程，構建物理概念，掌握科學方法。

2 重視實驗設計，凸顯思維的獨立性

2016年浙江省初中《考試說明》指出：“能對科學探究過程中的信息進行記錄、選擇、分析和處理。能用語言、文字、圖表、模型等方式來表述探究的過程?！盵2]實驗探究能力是物理學的核心素養(yǎng)之一，它要求學生根據實際問題，針對特定的物理現象進行觀察、提問、設計實驗、處理數據、對照處理、獲取證據、變量控制和檢測、實驗評價、實驗設計等。比如：2016年杭州市31題的“比較甲乙合金絲電阻大小”，麗水市28題的“探究壓力和物體重力之間大小關系”，金華市27題的“物體從高空下落時的收尾速度與什么因素有關？”等試題，都強調思維的獨立性，而不是強調“死記硬背”的“人云亦云”的思維方式。因此，在日常實驗探究教學中，我們不能強調簡單的模仿，而是要關注細節(jié)、關注實驗原理的應用、關注實驗方案的設計、關注實驗數據獲取的方法與手段，強調學生親身體驗，獨立操作和獨立思考。

例2 （2016年杭州）現有一個電壓表、若干導線、兩節(jié)干電池和一個開關。請你設計一個實驗來判斷兩段材料不同，長度、橫截面積都相同的甲乙合金絲電阻的大小。

（1）畫出實驗電路圖。

（2）說明實驗的步驟以及需要測量的物理量。

（3）小金認為：根據上述操作即可判斷這兩種材料導電性能的強弱。你認為小金得出結論的依據是什么？（不考慮溫度對電阻的影響）

參考答案：（1）如圖2：

（2）①按照電路圖，把兩根合金絲與兩節(jié)干電池、開關、導線連成串聯電路。②用電壓表分別測出甲乙合金絲兩端的電壓分別為U和U 。③因為串聯電路電流處處相等，根據歐姆定律，電阻大的合金絲，它兩端的電壓也就大。

（3）電阻的大小是由材料、長度和橫截面積來決定的（不考慮溫度對電阻的影響），實驗時選取的是長度和橫截面積都相同的電阻絲，因此甲乙合金絲電阻的大小就僅由材料來決定，所以測得電阻大的合金絲的導電性就弱。

實驗設計是實驗探究過程中的重要環(huán)節(jié)，著眼于學生對問題的理解以及能靈活運用物理原理來解決實際問題，所以在實驗探究教學中，需要尊重學生的獨立學習、獨立思考，促進思維獨立性的形成。如本題就涉及到電路設計、步驟的安排、有效數據的獲取、數據分析與處理、得出科學結論等一系列科學探究的要素，強調學生的獨立學習能力。日常教學中，我們要加強探究的“提出問題，進行猜想與假設，獲取事實與數據，得出結論，合作與交流，作出評價”等探究過程。[3]

3 重視實驗分析，突出思維的邏輯性

2016年浙江省初中《考試說明》指出，能根據提供的具體探究過程，判斷其方案的合理性，能對科學探究過程中的信息進行分析和處理。在實驗探究試題中，多以圖表和文字相結合的形式出現，情景復雜綜合性強，考量學生思維的思辨性與邏輯性，強調對實驗信息的獲得及其信息轉換、處理和分析能力。比如：2016年衢州的第10、12、20、23等試題，金華的第15、19、20、32等試題，溫州的第12、22、25、31等試題。

例3 （2016浙江金華） 拓展性學習小組的同學合作進行探究“串聯電路電壓的特點”，設計了圖3Ⅰ電路，并連接了圖3Ⅱ電路。

（1）圖3Ⅱ實驗電路連接中有一處錯誤，無法完成實驗，連接錯誤的導線是 （填“a”“b” 或“c”）。

（2）正確連接后，繼續(xù)實驗，根據測得的實驗數據，繪制了如圖4Ⅲ所示的曲線圖。

①圖4Ⅲ中甲、乙兩條曲線是根據圖3Ⅰ電路測得的實驗數據所繪制的曲線，其中與圖3Ⅰ電路中電壓表[V1] 對應的曲線是 （填“甲”或“乙”）。

②已知電源電壓恒為6 V，根據探究目的分析圖4Ⅲ中的曲線，得到的實驗結論是 。

（3）拓展探究：同學們根據串聯電路的電壓特點，重新設計了如圖4Ⅳ所示的電路（電源電壓未知），利用電壓表和定值電阻R0（已知阻值）測量未知定值電阻Rx的阻值。閉合開關S，接下來的操作是： （只需寫出操作過程和測量的科學量，不需寫出表達式）。

參考答案： （1）b；（2） ① 甲；② 串聯電路中總電壓等于各用電器兩端的電壓之和；（3）閉合開關S1，斷開開關S2，測得電壓表示數為U1；閉合開關S2，斷開開關S1（或同時閉合S1、S2），測得電壓表示數為U2（前后兩步操作調換位置也可以）。

此題考查角度多元，分別是對錯誤電路分析、數據處理以及根據實驗信息得出結論，并對實驗進行拓展。屬于實驗探究性綜合題，起點較高，落點在歐姆定律的應用和串并聯電路的特點上，是初中物理重點實驗。在實驗教學時注重引導學生分析，在實驗中如果結合圖3I和圖3II，分析R1、R2相對應的電壓表所測量的對象，就可以找到邏輯關系，進而分析出其錯誤點。尤其是問題（2），其下的兩個小問題，都需要一定的邏輯分析：隨著變阻器R2的增大，兩個電壓表分別怎樣變化？在此找電阻與電壓的邏輯關系，就可以找到圖4Ⅲ中對應的圖線。結合圖像數據的特點，兩表電壓之和為定值，即可得到在串聯電路中電壓的特點。問題（3）也充分體現物理學的邏輯特點，根據歐姆定律，要知道未知電阻的值，就需要知道電阻兩端的電壓和電流，由于本題只給出一個電壓表和一個已知電阻的阻值，要得到電流的值，就必須測得相應的電壓值。因此，從實驗設計的角度來看，命題者的意圖是很明顯的，就是要求在日常教學中，注意對實驗方案、實驗條件、實驗思路、實驗數據等進行邏輯分析，充分挖掘試題各個信息的邏輯點，培養(yǎng)學生的獨立思考與邏輯分析能力。[4]

4 重視實驗創(chuàng)新，突出思維的靈活性

2011版《義務教育科學課程標準》指出：科學探究是創(chuàng)造性思維活動、實驗活動和邏輯推理交互作用的過程，要在解決這些問題的過程中推動科學的發(fā)展。所以，在物理教學中，要把實驗與創(chuàng)新結合，而且要把兩者有機地結合，這樣不僅能提高學生的學習效率，還能激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，提高實踐能力。[5]例如：2016年杭州市的第11、17、18、26、33、34等試題，嘉興市的第11、25、36、37等試題，寧波市的第14、21、23、31、32等試題。

例4 （2016浙江衢州）如圖5、6為小柯在科技節(jié)中制作的“杠桿力臂演示儀”和“流體壓強與流速關系演示儀”。

（1）如圖5所示，杠桿自身質量和摩擦忽略不計（固定裝置未畫出），O為支點，OA=OD=3OB=0.6米，CD=0.2米。在做背景的白紙上作以O為圓心半徑為0.2米的圓。在A點掛5牛頓的重物G，要使杠桿水平平衡，則作用在B點豎直向下的力FB應為 牛。撤去FB后，按圖示方向分別施加FC、FD兩個力，都使杠桿在水平位置平衡，則FC、FD的大小關系為 。

（2）如圖6，在注射器A、B處分別扎一個等大的小孔，插入兩根相同規(guī)格的硬質塑料管（連接處密封），并在管上分別系一個未充氣的同規(guī)格氣球（連接處不漏氣）。先慢慢往外拉活塞，使注射器中充滿空氣，接著快速向內推動活塞。請你預測A、B兩孔處氣球的鼓起情況是 （填序號）。

①A孔處氣球大 ②B孔處氣球大 ③兩個氣球一樣大

本題中涉及杠桿平衡條件的應用、流體壓強和流體的關系，需要用到實驗分析法、歸納法、控制變量法等科學方法，難點在問題（1），關鍵是從圖5中分析出力臂的本質是“支點到動力（或阻力）的作用線的距離”，這樣才能找到FC、FD的關系。而這個關系的建立，是基于日常教學中的物理實驗的創(chuàng)新設計，結合比較與歸納等科學方法，才能建立“力臂的數學模型”。問題（2）也是巧妙地設計了流體與壓強的關系，材料簡單，能很好地揭露科學本質。圖6關鍵是認出A與B的下端注射器橫截面積的大小，向左推動活塞，比較A、B下端空氣流速，即可找到答案。實驗創(chuàng)新對學生積極地參與教學過程，提高運用物理知識解決實際問題的能力，提高學生思維的靈活性有積極的推進作用。

總之，在日常教學中，尤其是初三復習中，教師要善于把握中考試題的特點，有針對性地進行指導。學生只有通過大量的物理實驗探究，在不同條件與因素中進行實踐，通過合作交流與智慧碰撞，才能在同樣的學習時間中，有效地訓練思維的廣闊性、獨立性、深刻性和靈活性，提高學生對物理學科的分析、抽象、綜合能力，從而也培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。[6]

參考文獻：

[1]唐東輝.把握命題方向，突破生物實驗教學[J].中學生物教學，2016（11）：65-67.

[2]浙江省教育廳教研室.2016年浙江省初中畢業(yè)升學考試說明[M].杭州：浙江攝影出版社，2016：142-147.

[3]金松.以探究為導向的物理實驗設計的實踐與思考[J].物理教師，2016，37（9）：53-55.

[4]周春池，朱柏樹.挖掘教材習題潛能，發(fā)展學生思維能力[J].物理教師，2016，37（10）：84-87.

[5]中華人民共和國教育部.義務教育初中科學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2011：13-15.

[6]謝維中.初中物理教學中創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)[J].中學物理，2013，31（5）：77-78.

（欄目編輯 趙保鋼）