利用概念圖探析中考電學實驗命題規律

韋毅

摘 要：本文通過構建概念圖，對畢節地區近五年中考試卷實驗題中的電學部分進行深度剖析，提出利用概念圖探析中考試題電學實驗命題規律的策略，對促進初三畢業班電學實驗復習提供可視化理論依據，對畢業班的復習和提高實驗教學效率具有一定的指導意義.

關鍵詞：概念圖;探析;電學實驗命題規律

中圖分類號：G633.7 ? ? 文獻標識碼：B ? ? 文章編號：1008-4134（2021）16-0061-02

作者簡介：韋毅（1976-），男，貴州織金人，本科，中學高級教師，研究方向：中學物理教育教學研究.

1 畢節地區近五年中考電學部分實驗題分析

1.1 實驗考查題型分類

初中物理實驗一般可分為“測量型實驗”“探究型實驗”以及“開放、創新型實驗”三大類.

1.1.1 測量型實驗

初中物理測量型實驗主要有直接測量型和間接測量型兩種，是中考物理實驗測試必不可少的組成部分.電學部分考查的測量型實驗內容如下：“用電流表測電流”“用電壓表測電壓”“用電能表測電功的大小”“用電流表和電壓表測電阻”“用電流表和電壓表測小燈泡的電功率”.測電阻的實驗原理是歐姆定律I=U/R的推導式R=U/I，測小燈泡的電功率實驗的原理有兩種：（1）伏安法的實驗原理即為P=UI;（2）電能表和秒表測電功率實驗的原理即為P=W/t.

1.1.2 探究型實驗

新課程改革的其中一個目標就是培養學生的探究精神，所以現行各種教材中探究型課題在每個章節中都有滲透.探究型試題也已成為當今中考必考試題類型，而且這類試題大都與生活實際緊密相連.初中物理探究型實驗一般分教材內探究和教材外探究兩類.電學探究型實驗有：“探究串、并聯電路的電流和電壓規律”“探究水果電池電壓與哪些因素有關”“探究電阻大小的影響因素”“探究電流與電壓和電阻的關系”“探究電流熱效應”“探究電磁鐵磁性強弱的因素”等.

1.1.3 開放、創新型實驗

開放型實驗是指題設條件不確定、解題方法多樣化、答案不唯一的題目.這些試題或條件開放、或策略開放、或結論開放，可謂千姿百態;設計型實驗題是指根據實驗目的和要求，設計研究方案，運用不同于教材或試題要求的實驗方法解決同一物理問題，此類題目綜合考查學生觀察實驗，運用所學的理論知識進行綜合分析、歸納等能力，有一定的難度.常見開放創新型實驗考查內容如下：“探究電流與電壓和電阻的關系”“伏安法測未知電阻（拓展實驗）”“焦耳定律”創新實驗等.

1.2 電學部分實驗題分析

限于篇幅，本文不一一列出近五年畢節地區中考試題實驗題的電學部分具體題目，只列出每年考題的名稱和分析其特點（以下簡稱五年考題整體情況）.2016年考查“測量小燈泡的電功率”及拓展（分值9分），2017年考查“探究電流與電阻的關系”（分值9分），2018年考查“用伏安法測量某定值電阻R的阻值”（分值7分），2019年考查“測量小燈泡的電功率”（分值10分），2020年考查“探究電流大小與哪些因素有關”（分值7分）;考題命題特點是注重基礎應用，綜合性強，以探究創新實驗為主.

2 運用概念圖深度剖析

2.1 概念圖的建構

概念圖（concept map）是十分有用的工具，構圖時用節點代表概念，連線表示概念間關系.概念圖的理論基礎是Ausubel的學習理論，知識的構建從對事物的觀察和認識開始，學習就是建立一個概念網絡，不斷地向網絡增添新內容的過程.概念圖的制作軟件較多，本文根據畢節地區近五年中考電學部分實驗題進行分析，利用“億圖圖示”軟件繪制一幅概念圖，如圖1所示，限于篇幅，不再對“億圖圖示”軟件的使用方法進行介紹.

2.2 結合概念圖進行深度剖析

概念圖（如圖1所示）中提到3處關聯，現對每一處關聯進行分析.得出中考電學部分實驗題的常考實驗和非常考實驗，初步探析畢節地區中考試卷電學部分實驗題命題規律.對促進初三畢業班電學實驗復習提供可視化理論依據，對畢業班在復習階段提高實驗教學效率具有一定的指導意義.

關聯1，主要提出了解基礎電學實驗、懂得電路圖作圖、知道儀器的正確使用三者之間的關聯.如圖1中的關聯1處，電學中最基礎的實驗就是直接測量電路中的電流或用電器兩端的電壓，能畫出基本的電路圖或根據電路圖連接實物圖，能規范操作開關和滑動變阻器，能正確使用電流表和電壓表分別探究串、并聯電路的電流規律和電壓規律.分析近五年考題整體情況：一是懂得電路圖作圖，除2019年沒有考到電路圖連線外，2016年的第（1）問、2017年第（1）問、2018年第（2）問、2020年第（1）問全部考查電路圖連線問題;二是知道儀器的正確使用，如2016年第（4）問、2017年第（2）問、2018年第（1）問、2019年第（1）（4）問、2020年第（1）問;三是電表的讀數，如2016年第（3）問、2017年第（2）問、2018年第（3）問、2019年第（2）問、2020年第（4）問.在人教版的義務教育教材中具有如下實驗：“用電流表測電流”“用電壓表測電壓”“用電能表測電功的大小”“探究串、并聯電路的電流和電壓規律”.這些實驗都很少在中考中出現，近五年的畢節地區中考卷實驗題中沒有單純考過，但這些技能是學生學習電學的基礎，在學習過程或復習過程中必須過關.

關聯2是在關聯1的基礎上與研究方法、探究型實驗進行關聯.既注重對基礎實驗技能的考查，又注重對學生科學探究能力的培養，要求學生在電學實驗的基礎上（能設計連接簡單的基本電路，會用電流表和電壓表進行測量）運用控制變量法、轉換法和等效替代法進行科學探究.這類型電學部分實驗題用來考查學生實驗技能的常見題型分析近五年考題整體情況：一是研究方法，2016年的第（5）問運用控制變量法、2017年第（2）問運用控制變量法、2018年第（3）問多次測量減小誤差、第（4）問等效替代法、2019年第（4）問運用控制變量法、2020年第（5）問運用控制變量法;二是探究型實驗，2017年“探究電流與電阻的關系”、2020年探究“電流大小與哪些因素有關”.各種版本初中電學實驗涉及到的探究型實驗如圖1所示，可概括為規律、定律、因素三大類;從內容上可概括為“探究電阻大小的因素”“探究電流大小的因素”“探究電流和電壓的規律”“探究電磁鐵磁性強弱的因素”“探究水果電池電壓與哪些因素有關”“探究電流熱效應”.

關聯3，主要是將各類研究方法、電路故障判斷、開放創新實驗進行關聯.在學生能進行自我探究的基礎上將實驗進行拓展和創新，全面考查學生掌握知識的情況和運用知識進行創新解決問題的能力，是近年來全國各地中考實驗題命題的亮點.分析近五年考題整體情況：一是電路故障排查，2016年的第（2）問、2017年第（3）問、2018年第（2）問、2019年第（2）（3）問、2020年第（3）問;二是開發創新，2018年“用伏安法測量某定值電阻R阻值”第（4）問“另一位同學選擇了一個標準的電阻箱（元件符號），若干開關、干電池及導線和一個電流表（電流表量程足夠大）來測量定值電阻R的阻值，請你幫他在方框內設計完整的電路圖（畫出一種即可）”.如圖1所示，這類亮點實驗有：“影響電阻大小的因素”“影響電流大小的因素”“電阻的測量”“電功率的測量”“電磁鐵磁性因素”“串、并聯電流電壓規律”等.

3 電學實驗的命題規律

由圖1深度剖析得出電學實驗命題規律之一：注重對電路圖作圖或連線的考查;考查學生對電學常用儀器的規范操作，如電表的連接、開關和滑動變阻器在操作中的注意事項;考查電表的讀數.

由圖1深度剖析得出電學實驗命題規律之二：注重對“控制變量法”“轉換法”“等效替代法”“多次測量”等研究方法的考查;考查學生的科學探究能力，探究型實驗是命題的常考實驗.

由圖1深度剖析得出電學實驗命題規律之三：電路故障判斷問題必考，常見考查方式為根據電流表、電壓表的示數結合用電器的狀態來判斷短路和斷路的兩種方法;考查學生通過對實驗數據的分析和處理，能否規范得出相應的規律或定律;時常將探究實驗的命題向開放、創新型延伸.

參考文獻：

[1]郭彥省.概念圖和思維導圖在物理教學中的應用[J].北京工業職業技術學院學報，2020，19（04）：107-109.

[2]呂佳辛.初中物理教學中基于概念圖的思維訓練研究[D].大連：遼寧師范大學，2020.

[3]李斌.美國教材《物理：原理與問題》對我國物理教學的啟示[J].物理之友，2019，35（09）：13-14+16.

[4]方禮結.概念圖在高中物理教學中的應用研究[J].數理化解題研究，2019（15）：56-57.

[5]李紅君.概念圖在初中物理教學中的應用分析[J].新課程（中學），2018（09）：64.

（收稿日期：2021-04-07）