中考物理試題對實驗教學的啟示

(江蘇省太倉市明德初級中學，江蘇 蘇州 215431)

近年來，各地中考物理試卷對實驗操作、設計和應用能力的考查越來越重視，要求也越來越高，體現了物理學科的重要特征，符合課程改革的理念與導向，對我們的物理實驗教學有著諸多啟示。筆者以近年來蘇州市中考物理實驗試題為例，研究其命題的意圖和結構，以求進一步提高我們的實驗教學水平，從而有效提升學生的實驗能力與學科素養。

1 重細節，考查實驗觀察的細致程度

例1(2016年蘇州市中考第28題):在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，讓小車從斜面上由靜止釋放，小車下滑后撞擊斜面底端的木塊。請回答下列問題：

(1) 小車進入水平面時的動能是由_______轉化來的，實驗時通過_______來比較動能大小。

(2) 同一小車從斜面不同高度由靜止釋放，如圖1甲、乙所示，是探究動能大小與_______的關系，得出的結論是：______________。

圖1

(3) 實驗中若使用的木塊質量較大，為確保實驗仍有較明顯的現象，有很多種方法．請答出一種方法：_____________________。

解析：本題考查了“動能與什么因素有關”，是中考或平常考試中的常見題，本題蘊含了“控制變量”與“轉換法”兩種實驗方法，學生對這樣的問題有一定的了解，在2016年蘇州中考第28題再一次出現，但比之前的題目多了第(3)小問。這個小問把很多學生給難住了，理由是平時教師沒有講過。實際上此實驗為學生必做實驗，學生在操作過程中出現過同樣的問題，只是沒有仔細觀察而忽視了對問題的研究，很多學生在放置小車時位置偏低，導致木塊移動距離不大，很難比較。他們知道把小車往上移動之后再做實驗，現象就會更加明顯。如果學生在做這個實驗時做個“有心人”，多注意觀察，這樣的問題自然就迎刃而解。

啟示：要重視實驗教學中的細致觀察。科學研究離不開觀察，因為它是外界信息輸入的窗口。我國地質學家李四光說：“觀察是得到知識的一個首要步驟。”因為觀察不可能是孤立的，人在對某一事物或現象進行觀察的同時，必然伴隨有大腦緊張的思維活動，對通過觀察所獲得的信息進行初步分析、加工、整理、總結、判斷。物理學的基礎是觀察和實驗，只有細致地觀察才能發現事物細微之處、關鍵之處。有的教師為了得到自己想要的結果，沒有留下足夠的時間給學生，以至于很多細微的地方學生都沒有觀察到位，從而導致物理學習產生困難。中考這類題型的出現提醒我們在實驗教學中需要重視細致觀察，這也是培養學生物理學科核心素養的需求。

2 重視實驗的過程性

例2(2017年蘇州中考第30題)：如圖2所示，王老師在圓柱形玻璃杯內裝滿水，用平滑的塑料薄片緊貼水面蓋住杯口，壓緊后將杯子倒置，水和塑料片都不會掉下來。接著將倒置的杯子懸掛在玻璃鐘罩內，封閉鐘罩后用抽氣機持續抽出鐘罩內的空氣，直至塑料片掉下。已知杯中水和塑料片總質量為100g，倒置后杯和水與塑料片的接觸面積為12.5cm2。(不考慮分子間作用力)

圖2

(1) 塑料片不掉下來說明了_______的存在，通過計算可知，當鐘罩內氣壓降到_______Pa時，塑料片會掉下。(g取10N/kg)

(2) 王老師在實際操作中發現，抽氣至鐘罩內氣壓為30kPa時，玻璃杯內出現了一些小氣泡，繼續抽氣至鐘罩內氣壓為8kPa時，塑料片就掉下了。請你對此時塑料片掉下的現象做出合理的解釋:____________________________。

解析：本題主要考查了大氣壓一節的相關知識點，第(1)小題的設問中規中矩，首先考察“覆杯實驗”是一個證明大氣壓存在的例子，其次考查了P=F/S公式的計算。

第(2)問就比較特殊，不是一個純理論的分析，而是考查在實驗過程中出現的問題，根據第(1)問的計算發現理論上鐘罩內氣壓低至800Pa，紙片才會掉落，但實際當氣壓降至8000Pa前紙片就已經掉落了，并且在之前玻璃杯中出現氣泡等現象，說明有氣體跑到玻璃杯內了。

啟示：要重視實驗教學的過程性。在日常實驗教學中，有時理論分析是一個結果，而在真實環境中進行實驗時，就會出現這樣或那樣的影響因素，使得實驗現象或結論與理論上的分析有出入。而真正的科學實驗正是在實驗中不斷排除表象的、次要的干擾因素，最終尋找到事物的本質，這就是物理學的魅力所在。在基礎教育階段，培養學生實事求是的科學態度十分重要，重視實驗過程的指導，不怕出現問題，就怕太過于“完美”。重視實驗教學過程，不僅是中考命題的需求，更是培養學生核心素養的訴求。

3 重視對真實實驗結果的分析

圖3

例3(2016年蘇州市中考第19題):學過天平使用的知識后，好奇的小明想用家中的一架舊天平稱一個雞蛋的質量。在調整橫梁平衡時，先將游碼移至零刻度線處，此時指針偏向分度盤右側，則應將平衡螺母向_______調節。他發現無論怎樣調節平衡螺母，指針總略偏向分度盤右測，于是他在天平的左盤中放入幾粒米后重新調節平衡并進行了測量，如圖3所示，則雞蛋的質量_______(大于/等于/小于)61g。

解析：天平的調節是一個簡單的問題，通過移動游碼和調節平衡螺母來實現橫梁平衡的調節，但很多時候會出現游碼移至零刻度線后，不管怎么調節平衡螺母也無法平衡的情況，但很多教師的處理方式是給學生另一架天平。而忽略如何解決這樣的問題，比如說通過增加米粒或者其他物品進行配平。

啟示：要重視對實驗真實結果分析能力的培養。有的教師在實驗教學時，過于重視結果的完美性，一些不符合預期的“不正常”實驗現象都搪塞過去，不予解答，這樣處理問題的方式不可取，也是不科學的，對學生能力的培養非常不利。我們應該正視這種“不正常”實驗現象、數據，尋找背后的原因，尋找解決問題的方法，要科學對待真實的實驗現象、數據和結果。

4 重視對書本實驗的再開發

例4(2016年蘇州市中考第31題):為研究紙錐下落的運動情況，小華查閱資料了解到，物體下落過程中會受到空氣阻力的作用，阻力f的大小與物體的迎風面積S和速度v的二次方成正比，公式為f=kSv2(k為比例常數)。

現用一張半徑為R、面密度為ρ(厚度和質量分布均勻的物體，其質量與面積之比稱為面密度)的圓紙片，按圖4甲所示將圓紙片裁剪成圓心角為n°的扇形，然后做成如圖4乙所示的紙錐，紙錐的底面積為S0(即為紙錐的迎風面積),讓紙錐從足夠高處靜止下落。

圖4

(1) 紙錐在整個豎直下落過程中的運動狀態是( )。

A.一直加速 B.一直勻速

C.先加速后勻速 D.先加速后減速

(2) 下落過程中紙錐能達到的最大速度為____________________________。

解析：本題涉及“物體運動”這一節的實驗，要求學生學會使用刻度尺與秒表進行長度與時間的測量，從而算出紙錐的平均速度。但此考題進行了創新編制，把此實驗與“力與運動”的內容相聯系，用“力與運動”的知識去解決物體運動的問題。主要考查物體加速時動力大于阻力，只要動力比阻力大，就在加速，只不過由于阻力在增加，速度增加的快慢在不斷減小，直到阻力與動力相等時，即mg=f，速度增加停止，速度達到最大。

啟示：要重視實驗的拓展與創新。對這一中考試題的分析可知：實驗教學的拓展與創新也很重要，教師不應為了完成教學任務，而只是機械地照搬照抄教材中的實驗方案，應該根據學生具體情況，多思考，多嘗試，多研究，重視培養學生的發散思維，注重知識的遷移與創新，把學到的知識與技能運用于實際問題的解決之中，運用物理方法創新地解決問題，這也是當代物理教育所追求的一個重要目標。

中考是對學生物理學習的檢測，通過對中考中一些實驗題型的研究與分析，可發現一些被我們忽視或者沒有被重視的盲點問題，尋找我們日常實驗教學應該重視的地方，對初中物理實驗教學有著積極的指導作用。