基于教材實驗的中考試題編制

林君祥

（嵊州中學初中部，浙江 嵊州 312400）

實驗是科學的靈魂，一套優(yōu)秀的科學試卷必定有幾道出彩的實驗題.可以說，實驗題設(shè)計的好壞直接決定了一套科學試卷的質(zhì)量檔次.科學實驗題通常是指利用所學的科學基本知識和實驗基本技能，以實驗為載體設(shè)計科學試題，重點考查學生觀察、操作、設(shè)計、測量、分析、歸納等能力的筆試試題.

由于初中階段學生學習的知識是有限的，接觸到的實驗也是有限的，且各地市中考命題都是在封閉的條件下進行的.受命題現(xiàn)場條件的限制，在實驗題的命制過程中很難有機會做實驗，這就給命題組帶來非常大的挑戰(zhàn)，稍有不慎，就容易出現(xiàn)主觀臆斷，甚至科學性的問題.為了保證試題的公平公正，命題組往往會充分利用教材中的豐富的實驗資源，如教材中的“活動”、“探究”、“討論”、“實驗”、“思考”、“讀圖”等欄目，充分利用好教材中的這些資源，既能夠提高試題質(zhì)量，又能引導師生做實驗、研究實驗.筆者通過對近3年浙江省各地市中考試題的閱讀和分析，發(fā)現(xiàn)不少試題都來源于教材實驗，或單獨考查某種科學方法，或以某個共同知識點串聯(lián)起多個教材實驗，或是教材實驗的細化、創(chuàng)新和拓展等.

1 教材實驗的重現(xiàn)

這類對教材實驗內(nèi)容的再現(xiàn)性試題，難度相對較低，一般都能通過圖片找出相關(guān)的知識，考查的內(nèi)容主要是教材中出現(xiàn)過的部分實驗的目的、原理、器材與儀器的使用、實驗方法與步驟、實驗現(xiàn)象等的掌握情況，通過該類試題的考查可以幫助學生體驗知識的形成過程以及加深知識的理解和掌握.

圖1

例1.（2012年紹興）如圖1所示實驗，表示力的作用效果與

（A）力的大小有關(guān).

（B）力的方向有關(guān).

（C）力的作用點有關(guān).

（D）力的大小、方向和作用點都有關(guān).

（來源于浙教版7年級下冊第2章第4節(jié)“力的圖示”，56頁活動欄目）

圖2

例2.（2011年舟山）如圖2是研究光的反射定律的實驗裝置，為了研究反射角與入射角之間的關(guān)系，實驗時應(yīng)進行的操作是

（A）沿ON前后轉(zhuǎn)動板E.

（B）沿ON前后轉(zhuǎn)動板F.

（C）改變光線OB與ON的夾角.

（D）改變光線AO與ON 的夾角.（來源于7年級下冊第1章第5節(jié)“光的反射和折射”，23頁活動欄目）

2 教材實驗的細化

在某些教材實驗中，往往涉及到一些重要的實驗試劑、關(guān)鍵的實驗步驟和獨特的科學方法等，但在具體實驗時，由于種種原因，如實驗室條件不夠，無法開展相關(guān)的實驗；教師不夠重視或教師認為該實驗比較繁瑣、持續(xù)的時間比較長，沒有好好組織實驗等，導致這些相關(guān)問題在實驗中并沒有得到很好的解決，給學生留下相應(yīng)的薄弱環(huán)節(jié).當學生對該實驗沒有一個感性的認識時，解決起來難度會變得較大.設(shè)置此類試題的指導思想就是想讓教師和學生重視教材實驗中的一些細節(jié)，就算有種種困難，也要想方設(shè)法讓學生有一個接觸體驗的機會.

例3.（2013年紹興）小敏利用如圖3甲所示的電路圖，探究“電壓保持不變時，電流跟電阻的關(guān)系”.

圖3

表1

（1）請根據(jù)電路圖，用黑筆畫線代替導線完成圖3乙的實物連接；

（2）實驗中，控制定值電阻兩端電壓為2V，用5Ω的電阻完成實驗并在表中記錄數(shù)據(jù).改用10Ω的電阻繼續(xù)實驗，閉合開關(guān)后，移動變阻器的滑片時，眼睛應(yīng)注視（選填序號）；

（A）滑動變阻器的滑片.

（B）電壓表示數(shù).

（C）電流表示數(shù).

（3）小敏繼續(xù)實驗最后得到3組數(shù)據(jù)，如表1分析數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是

分析：該題的第（2）小題的得分率相對較低，究其原因是教師在實驗時沒有分析透，學生也只重視實驗結(jié)果和結(jié)論，對操作過程未進行深入思考.根據(jù)串聯(lián)電路分壓的知識，當5Ω的電阻改用10Ω電阻繼續(xù)實驗時，電壓表的示數(shù)會變大，控制變量的實驗方法要求適當增大滑動變阻器的阻值.

例4.（2011年舟山）在科學研究中，實驗設(shè)計的嚴密性和操作的規(guī)范性都是確保獲得正確結(jié)論的前提.

（1）如圖4甲所示，在一空集氣瓶的上面，倒扣一個裝有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶，兩個瓶口之間用一塊玻璃片隔開.抽去玻璃片后，看到空集氣瓶中慢慢有紅棕色氣體進入.用該實驗驗證“氣體分子在不停地運動”不夠嚴密，因為出現(xiàn)這一實驗現(xiàn)象的原因，也可能是二氧化氮氣體的大于空氣.

圖4

（2）在“研究杠桿平衡條件”的實驗中，每個鉤碼重為0.5N，彈簧測力計以如圖4乙所示的方式拉著杠桿并使之在水平位置平衡.讀數(shù)并計算后發(fā)現(xiàn)結(jié)果與杠桿平衡條件不符.該實驗操作的不規(guī)范之處是

分析：本題主要考查實驗設(shè)計的嚴密性和操作的規(guī)范性，（1）密度大的氣體易向下運動，密較小的氣體易向上運動，如果把較大密度的氣體放在上面，不能充分說明氣體分子的不停運動；（2）研究杠桿平衡條件實驗中，彈簧測力計垂直于杠桿施加拉力，可以使力臂與杠桿重合，便于讀出力臂，如果拉力與杠桿不垂直，力臂與杠桿不重合，直接在杠桿上讀力臂就會導致實驗結(jié)果出現(xiàn)錯誤.

3 教材實驗的整合

此類試題在知識上涉及與實驗相關(guān)的學科主干，在設(shè)計上涉及與中考實驗?zāi)芰疾橄噙m應(yīng)的學科特點，構(gòu)成了一個綜合性實驗試題.命題的指導思想是，或以教材中某些重要實驗設(shè)計的主干為模板，優(yōu)選科學教材中其他實驗的部分裝置，并與之拼湊、重組，形成完整的、系統(tǒng)的實驗設(shè)計；或?qū)⒔滩膶嶒災(zāi)承┭b置分解為具有一定實驗功能的實驗片段；或要求考生按照題目要求，依據(jù)實驗原理，從中選出一些裝置進行科學組合、合理連接，以完成某一具體實驗等.

圖5

例5.（2013年麗水）如圖5所示是一手壓電筒，按壓手柄，塑料齒輪帶動線圈內(nèi)磁性飛輪高速旋轉(zhuǎn)，使燈泡發(fā)光.圖6實驗中與手壓電筒產(chǎn)生電流的工作原理相同的是

圖6

分析：此題涵蓋了8年級下第4章中出現(xiàn)的多數(shù)實驗，電磁感應(yīng)、通電導體在磁場中受力運動、奧斯特實驗、電磁鐵磁性強弱的決定因素等知識點，而根據(jù)題意，明確出手壓電筒的制成原理是解決此題的關(guān)鍵.

圖7

例6.（2011年寧波）學習光學知識后，小科對有關(guān)實驗進行了思考和創(chuàng)新：

（1）在如圖7所示的“探究平面鏡成像規(guī)律”實驗中，小科用玻璃板代替平面鏡來完成探究活動，是因為玻璃板有平面鏡所不具有的（填“反光”或“透光”）的特點；

（2）當點燃的蠟燭放在玻璃板前20cm的A處時，玻璃板后B處的蠟燭好像也被“點燃”了；

（3）小科用凸透鏡替換玻璃板，將其放置在AB中點且垂直AB的位置上，移動光屏到B點時，發(fā)現(xiàn)光屏上恰好成了一個清晰的倒立、等大的像，則該凸透鏡焦距為cm.

分析：本題源于“研究平面鏡成像特點”的實驗，用玻璃代替平面鏡是由于玻璃既能成像又能透過玻璃確定出像的位置，同時還考查了測量凸透鏡焦距的方法.

4 實驗意外現(xiàn)象或數(shù)據(jù)的分析

在實際實驗教學過程中，由于分析問題不全面或是學生知識遷移錯誤等原因，有時會發(fā)生理論預(yù)設(shè)與實驗結(jié)果不符的意外情況，如果處理不當會對學生知識的獲得產(chǎn)生負面影響，但正確、科學地處理實驗意外不但能激起學生的探究興趣，提高學生的創(chuàng)新能力，也有助于優(yōu)化實驗教學效果，提高學生的知識應(yīng)用能力和操作的規(guī)范性.

例7.（2013年臺州）在“測定導體電阻”的實驗中，電源使用2節(jié)新干電池，被測電阻的阻值約為5Ω，滑動變阻器的規(guī)格是“10Ω 1.5A”.

（1）圖8甲是沒有連接完整的實驗電路，請你用筆畫線代替導線，將電路連接完整；

（3）電路連接正確，實驗數(shù)據(jù)記錄如表2所示，其中一組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑，請指出并說明判斷依據(jù)

圖8

表2

分析：第（3）小題考查了對數(shù)據(jù)的分析.表面上看，每一組數(shù)據(jù)都符合電流與電壓的規(guī)律關(guān)系，但利用滑動變阻器的規(guī)格仔細去分析計算還是不難發(fā)現(xiàn)第1次實驗的電壓不可能低至0.6V或第1次實驗的電流不可能低至0.12A.

5 教材實驗的創(chuàng)新

在平時對實驗題的命制過程中，教師往往從實驗的原理、材料和試劑、方法步驟和實驗結(jié)果的評價方面入手，命制出一些簡單、常見的選擇題或非選擇題，但給人的感覺很平淡、沒有新意.中考命題時就不同了，命題組教師往往會對教材實驗進行了有益的創(chuàng)新與改進，這就要求教師們能在平時積累實驗素材，對那些教材中現(xiàn)象不夠明顯、操作不夠簡單的實驗進行適當改進，然后再利用改進實驗素材從知識、技能等方面精心設(shè)置問題.如從實驗原理是否科學合理，裝置的選擇是否合理等方面作相應(yīng)的深入.

例8.（2013年麗水）小云用礦泉水瓶做實驗，如圖9所示.

（1）將兩瓶相同的礦泉水如圖9甲放置，驗證的是壓力的作用效果與的關(guān)系.

（2）如圖9乙，他在空礦泉水瓶中裝入少量熱水，迅速倒出，再馬上蓋上瓶蓋，看到礦泉水瓶癟了，驗證的是的存在.

圖9

圖10

分析：本題考查了壓力作用效果的影響因素及證明大氣壓的存在，教材中是采用了圖10（a）、（b）、（c）的實驗方法，而本題只用一個簡單的礦泉水瓶，就完成了以上2個科學實驗，充分體現(xiàn)了科學就在我們的身邊.

6 教材實驗的拓展

如果教師善于挖掘教材實驗，會發(fā)現(xiàn)在某些教材實驗的實驗原理、方法步驟和實驗結(jié)果中，往往還蘊藏著一些可以繼續(xù)探究的內(nèi)容.對教材實驗的拓展，可從對實驗結(jié)論的再認識，對實驗中觀察到的異常現(xiàn)象、科學規(guī)律得出的發(fā)展史等方面展開.

圖11

例9.（2012年金華）在做“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”實驗時，某學生用彈簧測力計拉著同一木塊在水平木板上做勻速直線運動，如圖11所示，實驗記錄如表3.該實驗是為了研究滑動摩擦力與下列哪個因素的關(guān)系.

表3

（A）接觸面壓力大小. （B）接觸面積大小.

（C）物體的運動速度. （D）接觸面粗糙程度.

分析：本題考查了摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的實驗.教材中得出了滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而分析表中數(shù)據(jù)可知，木板表面的光滑程度、木塊放置方法、彈簧測力計的示數(shù)都相同，只有木塊運動的快慢不同，這是對教材內(nèi)容進行了適度的拓展.利用控制變量法分析可知，該實驗是為了研究滑動摩擦力與物體的運動速度的關(guān)系.

圖12

例10.（2013年溫州）在不同的變速運動中，速度改變的快慢是不同的.例如，火車進站時速度減小得很慢，炮彈在炮筒里速度增加得很快.為了描述速度改變的快慢，在物理學中，人們引入加速度的概念.加速度等于速度的改變和發(fā)生這一改變所用時間的比值.

（1）根據(jù)以上描述，若用v0表示物體開始時刻的速度（初速度），用vt表示過了一段時間t末了時刻的速度（末速度），則速度的改變?yōu)橛胊表示加速度，那么加速度的公式a＝

（A）速度大，加速度一定大.

（B）速度小，加速度一定大.

（C）速度小，加速度一定小.

（D）速度小，加速度可能大.

（3）在物理學中，把速度隨時間均勻增加的直線運動稱為勻加速度直線運動，圖12中的直線分別表示兩個勻加速直線運動的速度時間圖像，看圖回答的加速度大.（填“甲”或“乙”）.

（4）某汽車從靜止開始以恒定加速度直線行駛，加速度的大小為6m／s2，則2s 末汽車速度的大小為m/s.

分析：本題雖然是一道高中物理題，但初中學生還是可以根據(jù)題中所給的信息并結(jié)合我們已有的學習方法和知識完成解答的.它主要考查學生對新知識的學習、分析能力.

由上可知，實驗題作為中考試題的一個活躍板塊，其素材一般源于教材，通過改進、變換（變換儀器、原理、方法、問題角度等）、遷移、綜合，使之成為了一個充滿挑戰(zhàn)的專業(yè)領(lǐng)域.因此，作為教師在做好課堂實驗的前提下，要重視對教材實驗的分析、挖掘，對典型實驗的拓展和延伸，對常規(guī)實驗的創(chuàng)新和改進.