范滬寧
摘 要:隨著新課程改革的逐步推進,中考物理實驗試題在實驗數(shù)據(jù)處理、誤差分析與控制、實驗結(jié)論的分析和評價、通過實驗解決應(yīng)用問題等方面做出了有效的變化。這些實驗試題通過創(chuàng)設(shè)實驗的新情境,讓學(xué)生再次體驗、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的探究過程,具有很好的創(chuàng)新性,并能有效提高學(xué)生的科學(xué)思維能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。本文著重分析了初中物理中考創(chuàng)新實驗試題的特點。
關(guān)鍵詞:初中物理;實驗試題;創(chuàng)新特點
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)23-104-1
一、拓展延伸型
蘇科版初中物理教材主要采用現(xiàn)象到本質(zhì)探索的編寫模式,因此,教材中有大量的實驗題材供中考命題者選擇,這才會有許多中考試題直接引用教材。它們的實驗條件沒有太大的變化,但在實驗方法、實驗過程、數(shù)據(jù)分析處理、論證評價等方面進行改造、拓展、延伸,顯現(xiàn)出新穎性和創(chuàng)造性。如下:
例1 (2008年南京市中考第32題)在“用天平和量筒測量礦泉水密度”實驗中,小明的實驗步驟如下:
(1)調(diào)好天平,測出空燒杯質(zhì)量m1
(2)在量簡中倒入適量礦泉水,讀出礦泉水的體積V
(3)將量筒中礦泉水全部倒入燒杯中,測出礦泉水和燒杯總質(zhì)量m2,則礦泉水密度的表達式ρ礦泉水=
以上操作由于無法將礦泉水從量簡中倒盡,測出的礦泉水密度誤差較大。經(jīng)過思考,小明在仍用步驟(1)、(2)的基礎(chǔ)上,只對步驟(3)進行了改進,提高了測量結(jié)果的準確性。
改進后的步驟(3)分為兩步。請你寫出改進內(nèi)容:
本題是教材中實驗的遷移,其實驗條件、實驗方法、解決目標均與之相似,但是實驗操作過程稍稍改動,考查學(xué)生的過程與方法,是在常規(guī)實驗基礎(chǔ)上的創(chuàng)新,所以此類中考試題很多,一般出現(xiàn)在選擇題和填空題上。
二、應(yīng)變創(chuàng)新型
有些試題的素材雖然來源于教材中的實驗,但是實驗條件或解決目標發(fā)生了變化,這就要求學(xué)生能在新情境下發(fā)現(xiàn)問題,研究解決問題的方法,在應(yīng)變上體現(xiàn)出創(chuàng)新。
例2 (2008年南京市中考第33題)在探究“串聯(lián)電路的總電阻與各串聯(lián)電阻之和的關(guān)系”實驗中,提供的器材有:定值電阻R1、R2和R3(阻值分別為2Ω、3Ω和6Ω)、電源(電壓恒定但準確值未知)、電流表和電壓表各一只、開關(guān)和導(dǎo)線若干。按要求完成以下內(nèi)容:
(1)上圖是根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇器材后連接的部分電路,在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線把電壓表接入電路中。
(2)實驗中還要用到R3,使用R3的具體操作是:
(3)在題中所給的器材中,將電壓表換成電阻箱(符號為)也能完成此實驗。在虛線框中畫出一個能反映實驗原理的電路圖。
本題同樣源于課后習(xí)題,“活動:用替代法使用電阻箱間接測量用電器的電阻”,但是只是實驗研究方法相同,而實驗的過程,目的均發(fā)生變化,所以對學(xué)生能力要求較高,這主要體現(xiàn)在學(xué)生對新問題的發(fā)現(xiàn)和解決方案上。
三、應(yīng)用創(chuàng)新型
此類實驗試題一般都不是課本和大綱涉及的實驗,試題素材取于生活實際、社會熱點、科技發(fā)展等,考查學(xué)生對學(xué)過相關(guān)實驗的知識遷移能力(包括物理知識、實驗方法、實驗過程),設(shè)計實驗解決新問題的能力,是真正考查學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。
例3 (2009年南京市中考第27題)某興趣小組在研究揚聲器結(jié)構(gòu)時,發(fā)現(xiàn)揚聲器中有一個環(huán)形磁體,他們不知道環(huán)形磁體的磁極分布情況,于是幾位同學(xué)提出了以下三種猜想:
猜想1:磁極呈橫向分布(例如圖甲,左側(cè)為N極,右側(cè)為S極)。
猜想2:磁極呈軸向分布(例如圖乙,上面為N極,下面為S極)。
猜想3:磁極呈上中下分布(例如圖丙,上下面為N極,中部為S極)。
(1)根據(jù)所學(xué)知識,他們經(jīng)過討論,斷定猜想3是錯誤的。你認為他們判斷的依據(jù)是_____。
(2)為了驗證其他猜想,他們用細線將環(huán)形磁體水平懸掛起來(如圖丁所示),結(jié)果觀察到磁體在任意位置都能保持靜止。這說明猜想_____是錯誤的。
(3)請設(shè)計一個簡單實驗,驗證剩下的一個猜想是否正確,簡述你的實驗方案。
主要器材:_____;簡要做法:_____;如何判斷:_____。
本題源于社會生活,其研究方法與研究條形磁鐵類似,體現(xiàn)知識遷移和實驗創(chuàng)新,對學(xué)生要求較高。類似的題目還有2009年南京市中考物理第29題“測量杠桿的機械效率”,這也是近幾年中考的方向。
總之,中學(xué)物理教學(xué)的根本目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,因此,中考對實驗的考查是物理試卷的重要組成部分。實驗題既要考查學(xué)生的基本實驗技能,包括對學(xué)生實驗和演示實驗原理、方法的理解和掌握,也要考查重要的實驗思想方法,實驗數(shù)據(jù)的分析處理,實驗過程中故障的分析以及運用所學(xué)的物理知識設(shè)計實驗的能力。