基于教材的中考物理命題策略探討

(重慶市第二十九中學,重慶 400040)

初中物理教材是《義務教育物理課程標準(2011年版)》的具體化,是教學的重要資源。課程改革下中考命題的宗旨雖歷經了從雙基目標、到三維目標、再到培養學生核心素養的升華,命題形式也在不斷地進行合理的調整,但教材始終是依據之一,教材至始至終都起到了主要的導向作用。筆者結合人教版初中物理教材中的資源,從物理學科核心素養的四個方面出發,探討基于教材資源命制中考試題的策略。

1 利用教材中的“想想議議”,考查學生的物理觀念

物理觀念是指從物理學視角形成的關于物質、運動、能量和相互作用的基本認識，是物理概念和規律在頭腦中的提煉和升華，是運用物理知識和方法解釋自然現象和解決實際問題的能力。常見的物理觀念培養策略有:融入物理學史,感知物理觀念作用;加強知識學習,促進物理觀念形成;親歷探究實驗,實現物理觀念內化;強化問題解決,完成物理觀念提升。

人教版初中物理教材結合學科特點和學生學習實際,在“想想議議”中,提供了大量供學生思考、討論的素材。認真組織學生想和議,可有效地幫助學生深化對物理概念和規律的認識,培養和提高學生的思維能力及解決實際問題的能力。

例1(2016年濟南):濟南某工廠2016年上半年共節約電能5000kW·h,一位電視臺記者在報道該廠節能減排的成效時,手舉一只理發用的電吹風說：“我這只電吹風是500W的,也就是0.5kW,這個廠半年來節省的電能可以開動10000個這樣的電吹風。”從這段話中可以看出,該記者把電能和另一個物理量弄混了。這個物理量是( )。

A. 電流 B. 電阻

C. 電功 D. 電功率

命題目標：本題意在考查學生對電功和電功率意義的理解和掌握,考查學生在理解物理概念的基礎上,利用物理知識解釋生活現象的能力。

命題策略：功和功率兩個概念雖只有一字之差,但物理意義卻大不相同。中考對物理概念的考查絕不僅僅是考查學生的識記水平,而是更多體現在對核心知識的理解上,并盡量使物理考題生活化。因此命題人直接引用了教材中的素材，圖1是教材電功率一節中列舉的人們在生活中經常犯的一個電學常識錯誤,供學生討論。學生在想和議中能將電功和電功率的概念在頭腦中升華,這也是運用物理知識解決實際問題能力的體現。

圖1

教學反思：在實際教學過程中,如果剝奪了學生思考的空間,而采用“直奔主題”的灌輸式教育,僅依靠背誦和記憶,學生只能被動地接受,缺乏錯誤前觀念和正確物理觀念的交鋒對壘,當遇到新的物理情景時,學生的物理觀念立刻退回原點。

2 聚焦教材中的經典模型,考查學生的科學思維

科學思維是指從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式；是基于經驗事實建構理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等科學思維方法的內化；是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑、批判,進而提出創造性見解的能力與品質。

初中物理教材的圖形、圖像、演示、探究中都蘊藏著豐富的物理模型。模型建構既是一種思維過程,也是一種思維方法,其實質就是將隱藏在復雜物理情境中的研究對象或過程進行簡化、抽象、概括,從而揭示客觀事物的本質與規律。聚焦教材中的經典模型,使學生具有建構理想模型的意識和能力,能夠根據研究的問題和情境,在一定條件下對客觀事物進行抽象和概括,構建易于研究的、能夠從主要方面反映事物本質特征和屬性的理想模型。

圖2

例2(2018年重慶A卷):為探究平衡木受力特點,喜愛體操的小薇設計了一個平衡木模型。整個裝置如圖2甲所示,AB可繞支點O無摩擦轉動,C處固定一豎直硬桿,硬桿的底部安裝了壓敏電阻片R,R所在的電路放在了硬桿內(整個裝置除硬桿以外,其它部分的重力均不計),且AB=5m,OA=BC=1m,電源電壓恒為3V,硬桿底部R的阻值隨地面對它的支持力F變化的關系如圖2乙所示,整個裝置放在水平地面上,AB始終處于水平平衡狀態。當重為360N的小薇站在A點時,電流表的示數為0.1A。求:

(1) 小薇站在A點時,C處受到硬桿的拉力;

(2) 小薇站在A點時,地面對硬桿底部R的支持力;

(3) 當電流表的示數為0.3A時,小薇距A點的距離是多少?

命題目標：本題從考查科學思維的角度命制,意在考查杠桿的平衡條件和歐姆定律的應用等知識,同時考查提取信息、建立模型、分析推理等能力。

命題策略：物理學科的研究對象是自然界物質的結構和最普遍的運動形式,對于那些復雜事物的研究,首先需要抓住其主要的特征,舍去次要的因素,建構理想化模型,是對復雜事物的合理簡化。本題的平衡木就是一個杠桿,教材中關于杠桿平衡條件的探究簡明易懂,學生對平衡的條件印象深刻,經過大量的試題演練已掌握解決此類問題的套路;命題人以教材實驗探究為藍本,以平衡木為命題素材,抓住壓敏電阻片做文章,運用數形結合,考查學生對杠桿模型的建構能力和對杠桿平衡條件、電路分析和歐姆定律的科學推理能力,既加強對物理知識在實際中應用的考查,又加強了理論與實際的聯系。

教學反思：在日常教學過程中,教師要聯系生活實際,利用真實的生活情境,讓學生在解決實際問題的過程中,提取問題中的關鍵信息,分析研究對象的條件、物理過程的特征,“剝離”生活情境的外衣,抓住實際情境的主要因素,將其抽象為對應的物理模型。

3 升華教材中的經典實驗，考查學生的實驗探究能力

實驗探究是指基于真實情景提出物理問題，形成猜測和假設，利用科學方法獲取信息和處理信息，形成結論，對探究過程和結果進行交流、評估、反思。

《義務物理課程標準(2011年版)》規定了20個學生必做實驗，此外還有大量的演示實驗和課后小實驗。教材中的大多數實驗歷久彌新,科學方法(如:控制變量法、轉換法、等效替代法)在實驗設計中有廣泛的應用。從近年的中考試題來看,以教材的經典實驗為載體,著重于實驗方法和實驗探究過程的考查成為中考物理實驗考查的重要方式。

例3(2017年江蘇鹽城)：小明用茶色玻璃板和兩個相同的棋子做探究像與物到平面鏡距離關系的實驗。

圖3

(1) 將玻璃板立在水平桌面上，在白紙上沿玻璃板前后兩表面畫線MM′和NN′。

(2) 在玻璃板前放棋子A,將棋子B放到玻璃板后，使它與重合。

(3) 在白紙上沿棋子A和B的邊緣畫圖,測量A的右端到MM′的距離lA=4.30cm;測量B的左端到NN′的距離如圖3所示，其值為lB=cm。

(4) 改變A的位置,將數據記錄在表1中,表中有一個數據異常，該數據是cm,它最有可能測量的是距離。

(5) 修正(4)中異常數據后,比較lB和lA,發現lB總是小于lA,為準確獲得實驗結論,請你對小明實驗中的錯誤操作進行糾正,答:。

表1

命題目標：本題意在考查“平面鏡成像特點”實驗探究過程中的具體操作要素,特別是在探究過程中面對異常情況的處理和對實驗的反思能力。

命題策略：教材中關于探究平面鏡成像特點的實驗設計經典、詳實、易懂(如圖4),學生閱讀教材，通過記憶的方式掌握常見考點，會在實驗過程中按照教材描述的步驟進行“假探究”。教材設計的缺點是實驗過程較理想化,例如:沒有考慮玻璃板的厚度,沒有考慮蠟燭燃燒過程的高度變化等,因此“假探究”的學生就會在遇到實際問題時束手無策。本題的命題人利用實際實驗操作過程可能遇到的“異常數據”,設置了對實驗數據的分析和對實驗的反思,這種設問的方式成功地讓“假學習”“假探究”和“題海戰術”失去了效力，并將教材的經典實驗進行了升華。

圖4

教學反思：在實際教學過程中,需要對照科學探究的要素,設計“提出問題→猜想與假設→設計實驗→進行實驗與記錄→分析與論證→得出結論→交流與評估”的流程,在實驗探究過程中啟發、引導學生發現問題、提出問題,圍繞問題開展實驗探究。要避免在自主設計實驗方案的過程中機械性地照搬教材或教輔上提供的實驗步驟,在面對異常的數據或實驗現象時,不能回避,要積極面對,對異常情況追根溯源,認真反思,改進實驗,進行“真探究”。

4 挖掘“科學世界”的素材,考查學生的科學態度與責任

科學態度與責任是指在認識科學本質,理解科學、技術、社會、環境(STSE)的關系基礎上，形成的對科學和技術應有的正確態度以及社會責任感，這是對三維目標中“情感態度與價值觀”的升級和優化。

初中物理教材中的“科學世界”欄目往往與該節的教學目標有關,而且又緊密聯系生活、生產、科技等,體現了“從生活走進物理,從物理走向社會”的理念，讓學生覺得物理就在身邊,提升了學生學習的興趣。通過閱讀“科學世界”的材料,可以讓學生形成熱愛自然、保護環境、節約資源等正確態度及責任感,弘揚社會主義核心價值觀。

例4(2011年重慶)：從2011年5月11日起,執行酒駕重罰新規定。交警使用的某型號酒精測試儀的工作原理相當于圖6所示。電源電壓恒為9V,傳感器電阻R2的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小,當酒精氣體的濃度為0時,R2的電阻為80Ω。使用前要通過調零旋鈕(即滑動變阻器R1的滑片)對測試儀進行調零,此時電壓表的示數為8V。求:

圖6

(1) 電壓表的示數為8V時,電流表的示數為多少?

(2) 電壓表的示數為8V時,滑動變阻器R1的電阻值為多少?

(3) 調零后,R1的電阻保持不變。某駕駛員對著測試儀吹氣10s,若電流表的示數達到0.3A,表明駕駛員醉駕,此時電壓表的示數為多少?

命題目標：本題意在考查歐姆定律、串聯電路的電流和電壓的特點,以及傳感器的應用，體現了物理應用于生活、學以致用的教學要求。

命題策略：大多數有關歐姆定律的考題都是結合電路分析,然后展開計算,千篇一律,毫無新意,其功能也僅僅是考查單一的知識點。這道中考題能考查學生的情感態度與價值觀，本題源于“歐姆定律”一節中的“科學世界”欄目(如圖7),以酒駕為素材,通過實際的電路闡釋了酒精濃度檢測儀的工作原理。也讓學生在進行電學計算的同時,知道了酒駕的危害，了解作為普通公民應承擔的社會責任。尋找社會熱點,結合教材拓展內容,關注前沿科技是中考命題的策略之一,培養學生正確的科學態度和傳遞社會正能量也是中考的重要功能。

圖7

教學反思：在實際的教學過程中,結合試題的真實情景,通過解題過程培養學生的科學態度與責任，比空洞的說教更能被學生接受。

5 結語

在中考物理試題的命制中,應站在立德樹人的高度,以教材為藍本,以教材中的特色欄目為素材來考查學生的核心素養。因此以教材為本,回歸教材,重視教材,并對教材進行深度的二次重構是教師的重要工作,也體現了培育學生物理學科核心素養的要求。