倪紅飛

(江蘇省太倉市教師發(fā)展中心,江蘇 太倉 215400)

2018年蘇州市中考物理試題,考生普遍的反映——“難”．但仔細閱讀試卷,全卷30個試題,涉及的知識都是初中物理《課標(biāo)》所規(guī)定的要求,題量、篇幅恰當(dāng),題型設(shè)計符合中考說明要求,全卷沒有一個試題屬于偏題、怪題,考查的內(nèi)容都是課堂中應(yīng)該重點關(guān)注的內(nèi)容,客觀地講,整張試卷的實際難度屬于中等稍偏難,符合學(xué)業(yè)水平測試和高中升學(xué)選拔的要求．那么考生的感受與試題的實際難度之間為何反差如此之大呢?進一步分析發(fā)現(xiàn),試卷中相當(dāng)數(shù)量的試題是平時練習(xí)卷中沒有碰到的,涉及到了物理概念的建立,實驗探究的拓展,解決問題中模型的建構(gòu)、以及數(shù)學(xué)工具的靈活應(yīng)用,這些考查了學(xué)生真實的能力,不是僅靠多做題能得高分的．所以,平時在課堂上真正參與探究過程的學(xué)生,經(jīng)歷了真實的學(xué)習(xí)過程,覺得試題并不難;而平時課堂上學(xué)習(xí)一知半解,期望靠拼命做題得高分的學(xué)生,覺得題目都擊中了他的軟肋,題目變得很難．從這種意義上看,2018年蘇州市中考物理試題,注重了學(xué)生能力的考查,充分凸顯了物理學(xué)科的核心素養(yǎng)．面對這樣的中考,我們的課堂教學(xué)應(yīng)該把關(guān)注的重點放在哪里,這是值得大家深思的問題．

下面結(jié)合具體的試題,談?wù)剬?018年蘇州市中考物理一些看法:

1 注重概念教學(xué),突出建立過程

物理學(xué)科的核心素養(yǎng)把物理觀念的教學(xué)作為第一個要素,很多教師不以為然,認為物理觀念的教學(xué)真的有那么重要嗎?所以,在課堂教學(xué)中有意無意地弱化物理觀念的教學(xué),特別是弱化物理概念的建立過程,這對學(xué)生接受物理教育過程中形成適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力是十分有害的．2018年蘇州市中考物理的第10題,在注重概念教學(xué),突出建立過程方面做了很好的示范,原題如下.

圖1

在探究蹄形磁體周圍磁場的實驗中,教師把玻璃板平放在磁體上,并均勻地撒上一層鐵屑,輕敲玻璃板,鐵屑就會有序地排列起來,如圖1,對實驗中有關(guān)現(xiàn)象分析不正確的是

(A) 撒鐵屑的目的是將原來不存在的磁場顯示出來.

(B) 鐵屑在磁場中被磁化成一個個小磁體.

(C) 輕敲玻璃板,鐵屑由于慣性會與玻璃板分離.

(D) 輕敲玻璃板,鐵屑與玻璃板分離后,不受摩擦力,鐵屑在磁力作用下排列有序.

探究磁體周圍磁場的實驗是磁場這節(jié)課教學(xué)的一個核心環(huán)節(jié)．因為磁場是磁體周圍存在的一種客觀存在的物質(zhì),磁體間的相互作用就是磁場這種物質(zhì)傳遞的．由于磁場這個概念十分的抽象,如何把“磁場”這個抽象的概念形象化的表示出來?物理上引用了“磁感線”的方法,“磁場”是客觀的物質(zhì),而“磁感線”并不真實的存在,只是研究“磁場”的一種科學(xué)的方法．題目中(A)選項正突出了“磁場”與“磁感線”的兩個重要概念的區(qū)別．

磁感線盡管不真實的存在,但引入磁感線是有充分依據(jù)的,我們可以用實驗的方法把它模擬出來．把玻璃板平放在磁體上,并均勻地撒上一層鐵屑,輕敲玻璃板,鐵屑就會有序地排列起來,鐵屑排列成的形狀與磁體周圍的磁感線吻合．

鐵屑為什么能把磁體周圍的磁場形象化的表示出來?這是因為鐵屑在磁場中被磁化成一個個小磁體,這些被磁化成一個個小磁體恰好能把磁體周圍各點的磁場方向形象化的表示出來．

實驗中為什么要輕敲玻璃板?原來輕敲玻璃板的目的是利用鐵屑的慣性使鐵屑玻璃板分離,鐵屑與玻璃板分離后,不受摩擦力,就能在磁力作用下排列有序．

整個試題把探究磁體周圍磁場的實驗研究的思想、方法和操作過程中用到的關(guān)鍵的步驟有層次地,一一展現(xiàn)出來,試題中提出的問題恰好是整個探究過程中物理概念的建立過程．

2 注重模型構(gòu)建,體現(xiàn)科學(xué)思維

科學(xué)思維是物理學(xué)科的核心素養(yǎng)中的關(guān)鍵要素,從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認識方式,是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)理想模型的抽象概括過程;是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化;是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判,進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)．

試卷中的第2、第21題就很好體現(xiàn)了“科學(xué)思維”中包括的模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素．

第2題原題如下.

以下與人有關(guān)的數(shù)據(jù),合理的是

(A) 頭發(fā)絲的直徑為60 μm.

(B) 人正常體溫約為39 ℃.

(C) 中學(xué)生的體重約為50 N.

(D) 通常人騎自行車時的功率約為800 W.

這第2小題,是個估算題,粗看平淡無奇,仔細分析,才領(lǐng)會了命題者的用意．

題中(B)、(C)兩個選項直接來源于學(xué)生生活實際,學(xué)生并不難作出判斷．選項(A),頭發(fā)絲的直徑,學(xué)生只有一個初步概念——很細,至于究竟細到多少,學(xué)生不會刻意記住,所以選項(D)的判斷成為本題成功的關(guān)鍵．人騎自行車時的功率大約為多少呢?這個問題的解決,考查了學(xué)生多方面的能力．

首先,涉及到模型的建構(gòu)．人騎自行車時的功率可以從什么角度來分析呢?

方案1:整體分析法．

從生活常識可知,一個成年人質(zhì)量約70 kg,自行車質(zhì)量約30 kg,所以,人和車的總重約為1000 N,當(dāng)車子勻速前進時,受到的是滾動摩擦,阻力約為總重力的0.02倍．人騎車的正常速度大約v=5 m/s,根據(jù)P=Fv=100 W．

方案2:體驗法．

因為,騎自行車是幾乎所有學(xué)生每天都接觸到的,讓學(xué)生回憶在騎車過程中的親身的體驗:騎自行車時,人對踏板的平均作用力約為50 N,人蹬踏板的速度約為2 m/s,所以,人騎自行車時的功率約為100 W．

有個班級這個題目得分特別高．學(xué)生反映,當(dāng)時研究“人騎自行車時的功率為多少?”這個問題時,教師把健身用的自行車放到教室讓學(xué)生體驗．為了進一步說明問題,教師還把健身自行車與實驗室中的發(fā)電機相連,發(fā)出的電點亮一個100 W的電燈．正是這種深入的研究,學(xué)生才真正在探究中,學(xué)到了科學(xué)思維的本質(zhì)．

試卷中的第21題是另一個體現(xiàn)解決問題中的模型建構(gòu)和科學(xué)推理的試題,原題如下.

將一個小物體完全放入容積為200 mL的杯中加入128 g的水或96 g的酒精能將杯裝滿．小物體的體積為______cm3,密度為______kg/m3(ρ酒精=0.8 g/cm3)．

拿到題目后,學(xué)生首先要在腦子里建立起一個問題的情景,在一個容積為200 mL的杯中完全放入一個小物體,加入128 g的水或96 g的酒精能將杯裝滿．在這里,出現(xiàn)了一個矛盾的沖突點:因為128 g的水和96 g的酒精的體積分別為

圖2

兩者小物體排開液體的體積相差了ΔV=V水-V酒精=8 cm3,說明,小物體在水和酒精中不是同時處于沉底狀態(tài)(如圖2).所以,小物體在水和酒精中處于的狀態(tài)有兩種可能,必須進行分類討論:

圖3

狀態(tài)1,在水中和酒精中均處于漂浮狀態(tài)(如圖3)．因為物體在水中和酒精中均處于漂浮狀態(tài),F浮=mg,所以,小物體在水中和酒精中受到的浮力相同,有ρ水V水g=ρ酒精V酒精g．設(shè)小物體在水中排開的體積為xcm3,則x=0.8(x+8),解得x=32 cm3,即小物體的質(zhì)量為32 g,體積無法確定．由于杯子的容積為200 mL,而此時,杯中水和酒精在杯中的高度雖然相同,但杯子均沒裝滿,因為此時小物體排開液體的體積和杯中裝入的液體的體積的總和為160 cm3,與題意不符,所以舍去．

圖4

通過上述的綜合分析,推理論證,體現(xiàn)了科學(xué)思維過程中,對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判,進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)．

3 注重實驗?zāi)芰?展示真實探究

“實驗探究”主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素．通過真實的探究,學(xué)生應(yīng)具有實驗探究意識,能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測與假設(shè);具有設(shè)計實驗探究方案和獲取證據(jù)的能力,能正確實施實驗探究方案,使用各種科技手段和方法收集信息;具有分析論證的能力,會使用各種方法和手段分析、處理信息,描述、解釋實驗探究結(jié)果和變化趨勢;具有合作與交流的意愿與能力,能準(zhǔn)確表述、評估和反思實驗探究過程與結(jié)果．

試卷中的實驗探究題,從不同的角度考查了學(xué)生的實驗?zāi)芰?27題“觀察水的沸騰”的實驗,重點考查了學(xué)生對實驗細節(jié)的觀察能力和理論聯(lián)系實際的綜合應(yīng)用能力;29題“探究電流和電阻的關(guān)系”實驗中,以強調(diào)了應(yīng)用數(shù)學(xué)工具——圖像法解釋實驗結(jié)果的能力．下面重點分析,考生反響較大的30題的第5小問．

30題是測量凸透鏡焦距的實驗．如圖5是測量凸透鏡焦距的實驗裝置,通常測量凸透鏡焦距用的是平行光會聚法,命題者別出心裁設(shè)計了另一個方案:用點光源產(chǎn)生平行光的方法．正是這個小的改動,產(chǎn)生了一個有意思的現(xiàn)象:點光源和光屏直接放在光具座上時,整個光屏都被照亮的,當(dāng)中間放上凸透鏡時,光斑部分變得十分明亮,而光屏周圍的部分變暗了．如果擴大光屏(可以直接投射到墻壁上)如圖6,就會發(fā)現(xiàn)在光斑外面存在著一個與光斑同心的暗環(huán),這個暗環(huán)是怎么形成的,暗環(huán)區(qū)域的面積如何計算?

圖5

圖6

顯然,這個問題是原實驗的一個拓展．筆者與教師討論這個問題時,有教師反映,實驗中，學(xué)生真的注意到了這個現(xiàn)象,并且追問這個現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．可惜的是,我們的教師覺得,這個可能已經(jīng)超出了考試的范圍,而輕易地放過了一次有意義的探索機會．其實，實驗探究中,最核心的價值就是培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)問題,提出猜想,最終解決問題的能力．從這種意義上看,30題的第5小問考查的正是實驗探究過程中,要培養(yǎng)的學(xué)生關(guān)鍵性的學(xué)科素養(yǎng),而且符合學(xué)生的實際的能力．

2018年蘇州市中考物理試卷在堅持試題原創(chuàng)性方面作了很好的探索,力求穩(wěn)中創(chuàng)新,從引導(dǎo)課堂改革的角度出發(fā),突出了學(xué)科特色,強化了物理概念的教學(xué)和科學(xué)思維的考查,在實驗技能和實驗探究中,關(guān)注了學(xué)生真實的探究能力的培養(yǎng)．試題源于教材,又不拘泥于教材．注重了試題的基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性,突出考查學(xué)科關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)．對于初高中和物理教學(xué)都有很好的指導(dǎo)意義．