由中考物理電熱綜合計(jì)算題引發(fā)的思考

摘要 在遼寧省2024年中考之后，以學(xué)生作答反饋為基礎(chǔ)，對(duì)中考物理電熱綜合計(jì)算題進(jìn)行回顧與反思。學(xué)生作答中出現(xiàn)了審題不細(xì)、思路不清、書寫不規(guī)范和計(jì)算不準(zhǔn)確問題，歸因分析主要是學(xué)生審題能力不足、知識(shí)掌握不牢以及解題訓(xùn)練不規(guī)范。從新課教學(xué)應(yīng)提示學(xué)生關(guān)注教材內(nèi)容、習(xí)題教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生審題能力培養(yǎng)、復(fù)習(xí)教學(xué)應(yīng)關(guān)注學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建以及課堂教學(xué)應(yīng)注重語言和書寫規(guī)范性四方面提出教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞 中考物理 計(jì)算題 習(xí)題教學(xué) 復(fù)習(xí)教學(xué)

《教育部關(guān)于加強(qiáng)初中學(xué)業(yè)水平考試命題工作的意見》中明確指出：試題命制既要注重考查基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能，還要注重考查思維過程、創(chuàng)新意識(shí)和分析問題、解決問題的能力[1]。遼寧省2024年中考物理實(shí)施全省統(tǒng)一命題，嚴(yán)格遵循課程標(biāo)準(zhǔn)要求，按照“兩考合一”、“兼顧畢業(yè)和升學(xué)”的功能定位進(jìn)行本次試卷的命題工作[2]。遼寧省2024年中考物理第23題屬于電熱綜合計(jì)算題，電熱綜合題不僅可以覆蓋更多基礎(chǔ)知識(shí)，例如歐姆定律、焦耳定律等，同時(shí)也能考查學(xué)生的理性思維以及剖析題意和解決問題的能力。

一、試題呈現(xiàn)與解析

1.試題呈現(xiàn)

如圖，甲、乙兩個(gè)透明容器內(nèi)均裝有質(zhì)量為100 g、初溫為25℃的某種絕緣液體，甲、乙中都有一段電阻絲，R1=5Ω，R2=10Ω。閉合開關(guān)，電流表的示數(shù)為1.2 A。通電120 s后，甲中溫度計(jì)的示數(shù)為29℃。求：

（1）R2兩端的電壓；

（2）R2的電功率；

（3）電流通過R1產(chǎn)生的熱量；

（4）液體的比熱容（不計(jì)熱量損失）。

2.試題解析

本題的解答過程及給分點(diǎn)如下：

（1）U2=IR2=1.2A×10Ω=12V（2分）

（2）P2=U2I=12V×1.2A=14.4W（2分）

（3）Q1=I2R1t=（1.2A）2×5Ω×120s=864J（2分）或者按照Q=W=Pt=t思路計(jì)算正確也可得分

前三問的公式1分，結(jié)果1分。

（4）Q吸=Q1=864J（1分）

c=m（t（Q）t0）=0.1kg×（829（64）℃（J）-25℃）=2.16×103J/（kg·℃）（2分）

注意：本小問分?jǐn)?shù)線上方若出現(xiàn)“Q放”字樣，要扣分。

根據(jù)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》內(nèi)容要求，本題主要考查的內(nèi)容包括：一是通過實(shí)驗(yàn)，了解比熱容；二是結(jié)合實(shí)例，了解電功和電功率；三是通過實(shí)驗(yàn)，了解焦耳定律；四是理解歐姆定律[3]。此外，從能量轉(zhuǎn)化的角度，將電與熱進(jìn)行巧妙結(jié)合。以上幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)中，2022版課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)歐姆定律的考查達(dá)到理解層次，要求學(xué)生能理解公式并能夠靈活地運(yùn)用公式。

進(jìn)一步分析這道電熱綜合計(jì)算題命題意圖及成功之處，主要體現(xiàn)在以下三方面：首先，題干表述簡(jiǎn)潔，注重考查解題過程的規(guī)范性。計(jì)算題的功能之一是考查學(xué)生解題過程的規(guī)范性，言簡(jiǎn)意賅的題干表述能避免學(xué)生出現(xiàn)審題失誤。其次，問題設(shè)置全面，兼顧考查原始公式及導(dǎo)出公式的靈活選用。本題四個(gè)小問，有需要直接使用原始公式解題的，也有需要導(dǎo)出公式解題的，體現(xiàn)的數(shù)學(xué)知識(shí)有公式的變形和簡(jiǎn)單的計(jì)算，對(duì)數(shù)學(xué)要求不高，能更加突出對(duì)學(xué)生公式選用能力的考查。最后，試題情境源于教材又不拘泥于教材。本題把焦耳定律的演示實(shí)驗(yàn)補(bǔ)全后又把加熱氣體改為加熱液體，在這個(gè)定性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行定量計(jì)算，體現(xiàn)命題人駕馭教科書信息的高超技藝和信手拈來的游刃有余，本試題對(duì)于考生來說只是一道計(jì)算題，而對(duì)于物理教師而言卻是一道指引中考改革方向的試題。

二、作答總結(jié)與分析

1.答題情況總結(jié)

從整體答題的反饋結(jié)果來看，學(xué)生在作答過程中主要存在的問題包括：一是審題不仔細(xì)。比如題中明確說明要求電阻R2兩端的電壓，有學(xué)生計(jì)算的是R1兩端電壓；題中要計(jì)算電流通過電阻R1產(chǎn)生的熱量，部分學(xué)生計(jì)算的是電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量。二是解題思路不明確。第一問中只需要一步即可求解，有學(xué)生舍近求遠(yuǎn)，先求總電壓，再求R1兩端電壓，二者相減求得最后結(jié)果，增加了計(jì)算量。三是解題過程和書寫不規(guī)范。主要體現(xiàn)為：（1）物理量下腳標(biāo)的使用不正確。（2）缺少必要的轉(zhuǎn)換公式，例如Q吸=Q1。（3）比熱容單位的書寫錯(cuò)誤。四是計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。本題在細(xì)節(jié)上丟分的現(xiàn)象較為突出。

2.歸因分析

針對(duì)學(xué)生答題過程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行歸因分析如下：

（1）審題能力不足

學(xué)生在初中階段花費(fèi)了大量時(shí)間進(jìn)行電學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)，整體內(nèi)容由淺入深，環(huán)環(huán)相扣。當(dāng)電與熱結(jié)合出題后，學(xué)生內(nèi)心會(huì)給題目自帶難題光環(huán)，不能在考場(chǎng)上仔細(xì)分析題意進(jìn)而正確解答問題。此外，學(xué)生在讀題過程中，不會(huì)采用一些方法去準(zhǔn)確地從題干中提取有用信息用來解題，也沒有通過題意建立各物理量之間的聯(lián)系。這說明，學(xué)生審題能力不足，平時(shí)在進(jìn)行計(jì)算題練習(xí)時(shí)，沒有養(yǎng)成良好的讀題和分析習(xí)慣，對(duì)平時(shí)計(jì)算題的反思和整理不到位。

此外，學(xué)生不能提取關(guān)鍵信息也體現(xiàn)在不能剖析題意，聯(lián)想到問題的知識(shí)原型。比如上述計(jì)算題中，相當(dāng)于是對(duì)焦耳定律實(shí)驗(yàn)的變形，想到焦耳定律，就應(yīng)該想到計(jì)算熱量的普適公式Q=I2Rt，有學(xué)生想不到這點(diǎn)，所以在第三問中選擇了錯(cuò)誤的計(jì)算公式而丟分。

（2）知識(shí)掌握不牢

本題考查的歐姆定律是要求達(dá)到理解水平的內(nèi)容，學(xué)生不僅要理解公式的含義，還要遵從同一性和同時(shí)性的原則靈活運(yùn)用。通過分析發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生仍然不能正確寫出歐姆定律的公式及其變形。像比熱容的單位這種應(yīng)熟記于心的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生應(yīng)該通過平時(shí)的概念教學(xué)以及后續(xù)的比熱容計(jì)算公式的推導(dǎo)不斷強(qiáng)化，在最終的中考考場(chǎng)上，仍然在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)上丟分，說明學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的重視程度不夠，沒有在復(fù)習(xí)階段進(jìn)行及時(shí)全面的鞏固。

（3）解題訓(xùn)練不規(guī)范

在運(yùn)用歐姆定律解題時(shí)，我們應(yīng)該結(jié)合串聯(lián)電路中的電流、電壓規(guī)律，對(duì)不同電阻的相關(guān)物理量進(jìn)行必要的區(qū)分。運(yùn)用焦耳定律公式時(shí)，可直接選用普適公式，如果采用其他思路，就必須規(guī)范書寫相關(guān)的計(jì)算推導(dǎo)過程。很多學(xué)生由于缺乏計(jì)算題的規(guī)范性訓(xùn)練，即使選用了正確公式，但是沒有做到規(guī)范解題。由此可以看出教師在平時(shí)的例題及習(xí)題教學(xué)時(shí)，應(yīng)以身作則，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生規(guī)范書寫的訓(xùn)練，板書規(guī)范的計(jì)算求解過程，強(qiáng)調(diào)每一步之間的邏輯關(guān)系，循序漸進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生逐步養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣。

三、教學(xué)啟示與建議

1.新課教學(xué)應(yīng)提示學(xué)生關(guān)注教材的內(nèi)容

2024年新教材開始使用，教材中以不同欄目、板塊或字體，通過不同方式的知識(shí)呈現(xiàn)，增加了教材的彈性。從本次物理中考題可以看出，題目的原型來源于書中的實(shí)驗(yàn)，所以教師教學(xué)應(yīng)立足教材，幫助學(xué)生解讀教材中的圖片、文字等內(nèi)容。重視教材中基本概念、規(guī)律的教學(xué)。根據(jù)物理學(xué)科的具體概念、規(guī)律，聯(lián)系社會(huì)、科技、工程，深挖與教學(xué)概念相關(guān)的跨學(xué)科概念、物理思想方法。通過物理實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生在實(shí)踐情境中，深度理解物理概念、規(guī)律的本質(zhì)[4]。教學(xué)中，教師應(yīng)適當(dāng)?shù)亟o學(xué)生思考空間，提示學(xué)生標(biāo)記重點(diǎn)，結(jié)合課標(biāo)要求合理使用教材。

2.習(xí)題教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生審題能力的培養(yǎng)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出了“面向全體學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)”的課程理念，核心素養(yǎng)中包含培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。學(xué)生的科學(xué)思維需要在教與學(xué)的過程中不斷地培養(yǎng)和提升。對(duì)于計(jì)算題，學(xué)生頭腦中的模型建構(gòu)很重要，因此要求學(xué)生能夠在審題過程中提取關(guān)鍵信息。

為了能讓學(xué)生快速準(zhǔn)確地分析和理解題意，在日常教學(xué)中，可以采用“三步法”對(duì)學(xué)生審題能力進(jìn)行培養(yǎng)。（1）讀題。一字一句認(rèn)真閱讀，弄清楚本題涉及的內(nèi)容，考查哪些知識(shí)點(diǎn)。（2）翻譯。當(dāng)題目中出現(xiàn)某個(gè)物理量時(shí)，要在文字下面標(biāo)記物理量符號(hào)。電路圖可以在對(duì)應(yīng)的電學(xué)符號(hào)下標(biāo)記數(shù)值，圖像可以在特殊點(diǎn)進(jìn)行圈畫標(biāo)記，化繁為簡(jiǎn)。（3）分析。根據(jù)題意尋找切入點(diǎn)，明確各物理量之間聯(lián)系，在草紙上寫出原始公式及所需變形公式。[5]

3.復(fù)習(xí)教學(xué)應(yīng)關(guān)注學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

為幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，復(fù)習(xí)課可以從以下三方面入手：

（1）精準(zhǔn)豐富的課前準(zhǔn)備。復(fù)習(xí)課需要知識(shí)梳理，但課堂呈現(xiàn)給學(xué)生的不能是知識(shí)的堆砌和羅列。上課前，教師可以給學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)，可以采用復(fù)習(xí)提綱或流程圖，督促學(xué)生提前復(fù)習(xí)教材，上課時(shí)用5分鐘左右的時(shí)間進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。測(cè)驗(yàn)題要結(jié)合學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)和教學(xué)重難點(diǎn)，做到有的放矢，精益求精。學(xué)生通過測(cè)試了解存在的不足，同時(shí)教師也可以參照測(cè)驗(yàn)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，使課堂更高效。

（2）生動(dòng)有趣的課堂教學(xué)。為防止復(fù)習(xí)課的枯燥和單調(diào)，教師可以采用設(shè)計(jì)條理清晰且新穎的板書、合理利用多媒體教學(xué)資源等方式吸引學(xué)生注意，也可采用教學(xué)軟件中自帶的競(jìng)賽游戲環(huán)節(jié)，合理設(shè)置題目，采用積分制等方法激發(fā)學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

（3）貼近生活的問題情境。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：真實(shí)性問題情境更易被學(xué)生理解[6]，且學(xué)生的情境理解和情境模型構(gòu)建過程會(huì)直接影響解決問題時(shí)的物理模型構(gòu)建與物理模型實(shí)踐，更能體現(xiàn)被試者的必備品質(zhì)和關(guān)鍵能力[7]。所以，在復(fù)習(xí)課上可以盡量多給學(xué)生提供貼近生活的真實(shí)問題情境，幫助學(xué)生提升復(fù)習(xí)效果。

4.課堂教學(xué)應(yīng)注重語言和書寫的規(guī)范性

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，要求學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，實(shí)事求是。從教師自身來講，應(yīng)在日常教學(xué)中注意使用準(zhǔn)確的物理語言、科學(xué)的邏輯思維，對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行闡述。同時(shí)按照教材中計(jì)算題的規(guī)范解答過程，反復(fù)強(qiáng)調(diào)書寫時(shí)需要注意的細(xì)節(jié)問題。學(xué)生要掌握相關(guān)的物理概念和規(guī)律，明確題中的研究對(duì)象及物理過程，正確地運(yùn)用物理與數(shù)學(xué)方法，遵循一定的程序，才能順利地完成物理計(jì)算題練習(xí)任務(wù)[8]。在此過程中，教師必要的引導(dǎo)和及時(shí)糾錯(cuò)必不可少。

教與學(xué)永遠(yuǎn)是相輔相成的，隨著課程改革的深入推進(jìn)，教師要從自身做起，多看、多學(xué)、多思考，讓自己的課堂更高效，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培育。

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（責(zé)任編輯：劉艷超）