對(duì)一類實(shí)驗(yàn)型中考試題的思考

封居團(tuán)

摘要：隨著科學(xué)探究活動(dòng)在學(xué)習(xí)中地位的提高，各地的中考卷中也頻繁出現(xiàn)了與科學(xué)探究相關(guān)的題型，其中有一類題型是提出問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)型題目。這類題型一般從實(shí)際中選取素材，考查學(xué)生認(rèn)識(shí)、分析實(shí)際問(wèn)題的水平和從實(shí)際問(wèn)題中提取信息，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、處理問(wèn)題的能力。本文就此類問(wèn)題的解答給出自己的幾點(diǎn)思考。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；提出問(wèn)題；猜想；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148(2009)2(S)-0046-2

新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是教師重要的教學(xué)方式之一。將科學(xué)探究列入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，旨在將學(xué)習(xí)重心從過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。科學(xué)探究活動(dòng)在學(xué)習(xí)中的地位越來(lái)越顯著，在各地中考試卷中也出現(xiàn)了越來(lái)越多的科學(xué)探究題。這類題目考查的可能是一個(gè)完整的探究過(guò)程，也可能是探究過(guò)程中的部分環(huán)節(jié)。如按探究的要素可以分為：提出問(wèn)題型、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型、分析歸納型、解釋評(píng)價(jià)型等等。下面通過(guò)三個(gè)材料談一下對(duì)提出問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)型題目的思考。

材料1 小明觀察到早晨媽媽在加熱相同質(zhì)量的水和牛奶時(shí)，牛奶比水先沸騰，為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？

（1）請(qǐng)你提出一個(gè)猜想。

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想。

材料2 小明在制作彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，找來(lái)了如圖1所示的各種彈簧。他發(fā)現(xiàn)不同的彈簧受到同樣的拉力時(shí)，伸長(zhǎng)大小不同。

（1）在受力相同的情況下，彈簧的哪些因素會(huì)影響彈簧伸長(zhǎng)的大小？請(qǐng)根據(jù)你的猜測(cè)寫出兩條。

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你在第（1）問(wèn)中的一條猜測(cè)。要求寫出主要步驟。

材料3 小華同學(xué)在“觀察水的沸騰”實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)水的沸點(diǎn)不是100 ℃，她產(chǎn)生了許多猜想。

（1）你認(rèn)為是什么因素影響了水的沸點(diǎn)，請(qǐng)你提出兩個(gè)猜想。

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證其中的一個(gè)猜想。

解決此類題目的第一步是首先認(rèn)真閱讀材料，抓住背景提供的線索，確定題目考查的知識(shí)范圍，結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的理論知識(shí)，對(duì)現(xiàn)象背后的原因進(jìn)行合乎邏輯和事實(shí)的假設(shè)，提出自己的猜想。需要注意的是：1、由于材料限制了猜想的范圍，所以猜想一定要從背景知識(shí)中猜想，不能亂猜。材料1中如果猜想牛奶的質(zhì)量比水的質(zhì)量小或它們的氣壓不同就是錯(cuò)誤的。根據(jù)材料可以猜想水的沸點(diǎn)比牛奶的沸點(diǎn)高，或水的比熱容比牛奶的比熱容大都是正確的。2、猜想的結(jié)果不一定唯一。材料2中可以猜想材料、形狀等；材料3可以猜想水的多少、純度、氣壓、天氣、季節(jié)等。3、猜想的結(jié)果不一定是正確的理論。材料3中如果猜想水的多少影響水的沸點(diǎn)，雖然水的沸點(diǎn)與水的多少?zèng)]有關(guān)系，只要是根據(jù)材料提出的猜想，不管是合理或不合理的，理由充足或不充足的，作出這樣的猜想都是正確的。

正是從學(xué)生這樣猜想的過(guò)程中，不僅可以看出他是否正確理解和掌握了有關(guān)的知識(shí)，而且可以考查他在運(yùn)用這些知識(shí)時(shí)的思維過(guò)程，這樣的考查就具有了較強(qiáng)的過(guò)程性和開(kāi)放性，這不僅反映在學(xué)生回答的結(jié)果可以多樣，還有可能是我們提供的問(wèn)題本身就是尚未定論的。分辨不同猜想的優(yōu)劣，依據(jù)的是學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的正確性、推理論證的合理性等指標(biāo)。

根據(jù)猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

一、選取多個(gè)猜想中的一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)此猜想設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要有較強(qiáng)的可操作性。材料3中如果選取水的沸點(diǎn)與季節(jié)有關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)就要在不同的季節(jié)下進(jìn)行，此實(shí)驗(yàn)方案在操作性上就不如其它幾個(gè)。

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意物理方法的應(yīng)用。此類實(shí)驗(yàn)用得最多的是控制變量法。材料1中要用兩個(gè)杯子分別裝入同樣多的水和牛奶，放在同樣的環(huán)境下加熱。材料2中取材料不同，其它條件相同的兩個(gè)彈簧，用同樣大小的力拉彈簧。材料3中根據(jù)驗(yàn)證猜想的不同，控制不同的變量。比如驗(yàn)證水的沸點(diǎn)與純度有關(guān)時(shí)要用兩個(gè)杯子分別裝入質(zhì)量相同，純度不同的水。控制變量的原則一般是：實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證與哪個(gè)物理量的關(guān)系，控制這個(gè)物理量變化，其它方面一般不變。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要有測(cè)量工具。為了驗(yàn)證猜想，需要通過(guò)觀察收集信息，通過(guò)測(cè)量獲取數(shù)據(jù)。而觀察和測(cè)量也可以單靠感官、單靠估測(cè)，但那是經(jīng)驗(yàn)，不一定科學(xué)可靠。科學(xué)的觀察和測(cè)量一定要使用科學(xué)的手段和工具，要設(shè)計(jì)和實(shí)施科學(xué)實(shí)驗(yàn)。這也是科學(xué)探究有別于其它一般探究的一個(gè)重要方面。所以，材料1中要用溫度計(jì)測(cè)量出水和牛奶沸騰時(shí)的溫度t₁、t₂ 。材料2中用刻度尺測(cè)量彈簧的伸長(zhǎng)大小s₁、s₂。材料3中用溫度計(jì)測(cè)出水沸騰時(shí)的溫度t₁、t₂ 。一般比較長(zhǎng)度用刻度尺，比較溫度用溫度計(jì)，比較時(shí)間用秒表。比較電流用電流表，比較電壓用電壓表，比較電阻也可以轉(zhuǎn)化成比較電流的大小，選用電流表。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果要指出對(duì)比過(guò)程。材料1中最后要比較溫度t₁、t₂ 。材料2中最后要比較伸長(zhǎng)大小s₁、s₂。材料3中最后要比較溫度t₁、t₂ 。

總之，提出問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)型題目一般從實(shí)際中選取素材，考查學(xué)生科學(xué)地認(rèn)識(shí)事物、分析現(xiàn)象，在實(shí)際情境中提取信息，分析和處理問(wèn)題的能力。它們對(duì)學(xué)生多方面的能力提出了較高的要求，和傳統(tǒng)試題有較大反差。探究的問(wèn)題往往不是課本中現(xiàn)成的內(nèi)容，大多是命題者創(chuàng)新編制的，在各種復(fù)習(xí)材料中也比較少見(jiàn)。在近幾年的中考中，提出問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)型題目在中考物理試卷中出現(xiàn)的概率越來(lái)越大，成為區(qū)分度較大的題目。

(欄目編輯陳 潔)