科學探究要素的考查特征

科學探究既是學習目標，又是重要的學習方式和教學方式，如何對學生的探究水平進行客觀正確的評價，一直是我們基礎教育工作者努力探索的課題。在實施新課程的近幾年中，各地教育部門，充分發揮中學生學業評價考試（中考）對日常教學的導向作用，運用不同的探究題型，全面考查科學探究七個要素所對應的35個基本要求的達成程度，通過對探究中過程與方法的考查，把是否真正經歷科學探究的學生區分開來，綜觀近幾年的中考探究性試題，有如下幾個顯著的特征。

1 提問與猜想的概念性

對于一個生活現象隨便提出一個問題或猜想是很容易的，但要提出一個有價值的物理問題或猜想，卻非易事，有時學生并不明白什么樣的問題才算是一個物理問題。我們知道，物理知識是以物理概念為基礎，以物理規律為核心，以物理方法為紐帶的知識體系，應該說只要包含有相關物理概念、物理規律或物理方法的問題就是一個物理問題。因此，這類試題往往給出一個生活現象，要求學生能夠分析出所給情景中所隱含的物理概念和規律，然后緊扣這些物理概念和規律進行提問或猜想，然后用物理語言把問題或猜想表述出來。

例1 （河南05年第8題）讓足球和鉛球都靜止在地面上，足球輕輕一踢就能運動起來，但要使鉛球運動起來卻不那么容易，針對以上情景，提出一個值得探究的物理問題__________。

解析 由題中情景可以看出，這是一個運動和力的問題，我們應當首先把所給的物理現象與相關的物理概念和規律對應起來，足球與鉛球的不同——質量不同；踢球——力的作用；運動起來——運動狀態的改變；運動狀態的改變的容易程度——慣性等。應當從質量、力和運動狀態的關系方面進行多角度提問，如:為什么質量越輕運動狀態越容易改變呢？改變物體的運動狀態，質量越大所用的力越大嗎?在相同力的作用下，質量越小的物體，速度變化越快嗎?

2 實驗設計的可操作性

實驗設計是從操作的角度把探究的猜想與假設具體化、程序化，因此實驗設計的可操作性是完成科學探究的前提和保障。實驗設計類試題所考查的往往是，能否把一個驗證猜想的程序，設計成可實現的操作過程。這就要求學生在明確探究目的的基礎上，緊緊圍繞要探究的物理概念和規律進行設計，要考慮選用什么器材，采用什么方法顯示有關的物理量。需要測量的，要明確用什么儀器，如何測量。要考慮實驗過程中影響問題的主要因素，不但要有控制變量的意識，還要知道用什么方法，如何進行變量控制等，很多儀器的選取和方法設計都需要學生經過創造性思維才能完成。

例2 （河南06年第21題）下圖是某小組研究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關？”時實驗的示意圖。

（1）本實驗中產生摩擦力的方法是______。

（2）用彈簧測力計拉著木塊在木板上滑動時，每次都要保持勻速運動，這是因為_______。

（3）比較b、c兩步，你能得出正確的結論嗎？________。原因是________。

解析 （1）本實驗的目的是要探究摩擦力的大小與哪些因素有關，在經歷了基本的提問和猜想后，就要進行操作性的實驗設計。設計實驗時，首先要考慮用什么器材用什么方法產生摩擦力，摩擦力產生的條件是接觸面粗糙、有壓力、有相對運動，根據題中的示意圖就可知道，本實驗產生摩擦力的方法就是讓木塊在水平的木板上滑動。

（2）產生摩擦力的方法確定后，就要考慮如何顯示摩擦力，如何在運動時測量摩擦力，這需要運用二力平衡的原理，如果用彈簧測力計拉著木塊在水平木板上勻速運動，這時，木塊所受的摩擦力等于彈簧測力計對木塊的拉力，彈簧測力計的讀數就顯示了木塊所受摩擦力的大小。

（3）在探究的開始，就可能猜想到，摩擦力的大小可能與壓力、粗糙程度和表面的材料有關，為了研究摩擦力的大小與某一個因素的關系，就要控制其它的因素保持不變，這就是控制變量的方法，由示意圖可以看出，（b）、(c)兩步既沒有控制表面的粗糙程度相同，又沒有控制壓力相同，這樣，從（b）、(c)就不能得出摩擦力的大小與哪些因素有關，因為沒有控制變量。

3 進行實驗和收集證據時技能的全面性

進行實驗和收集證據是整個探究實驗的核心，“能通過觀察和實驗收集數據”、“會使用簡單的實驗儀器，能正確記錄實驗數據”、“具有安全操作的意識”是探究性試題中考查頻率較高的二級目標。不同的探究過程，對實驗技能都有不同的具體要求和體現。在這類試題中，與測量儀器相關的實驗技能，考查頻率相對較高，比如天平、彈簧測力計、量筒、溫度計、電流表、電壓表等儀器的使用與測量，要了解這些不同儀器的使用要求和操作要領，會辨明儀器的測量范圍和最小分度值，能正確記錄實驗數據，還要事先設計并繪制好用于記錄數據的表格，把實驗數據簡單、明了地填在表格中等。因此在探究性試題中，有關實驗技能的考查題目具有全面性和綜合性。

4 分析與論證的邏輯性

實驗數據是對實驗事實的客觀記錄，它不等于探究的結論，要想得出探究的結論，就要在分析數據的基礎上，通過綜合論證得出具有普遍意義的規律。分析論證就要通過對數據的比較，尋找數據之間相互關系的特征和邏輯關系，因此，分析論證類試題考查的是學生能否運用物理規律和方法，對實驗數據和信息進行綜合分析、邏輯推理的過程。例如北京07年第31、32題；上海07年第21題；河南07年第22題等。

5 評估的重要性

評估是對探究過程的質疑和反思，通過對自己或他人實驗過程中信息的科學性、過程的嚴密性、數據的可靠性的重新審視，養成嚴謹的科學態度。近幾年中考試題中，很多試題都涉及到對評估能力的考查，例如河南05年第22題要求學生根據實驗過程評估實驗數據的可靠性；河南06年第22題要求學生指出數據表格設計中的一個不當之處，間接考查功率的平均值和額定功率的區別；北京市07年第35題要求學生“根據實驗現象簡要說明小林的解釋是錯誤的”；廣州07年第24題要求學生“分別指出小明、小英的實驗設計中各有哪些可改進之處”；哈爾濱市07年第43題要求學生對題目中的方法進行評估“你認為這種方法是否可行”。從題目中我們可以看出，涉及評估要求的試題，在考查學生是否具有評估意識的同時，仍然是考查學生運用物理概念和規律進行分析、判斷和推理的能力。

6 交流與合作的滲透性

物理試題是物理教育的一部分，新課程的中考試題都盡力發揮試題的教育功能，在考查知識和能力的同時加強情感目標的滲透。交流與合作目標的達成，重在過程和體驗，更多的探究性試題則是以滲透的形式體現交流與合作的重要性。例如山西06年第23題“如果你是小組成員，請你利用現有器材，還能完成哪些實驗？”；江西07年第27題“請你幫助小林設計一個數據紀錄表格”；昆明07年第23題“小麗在與同學的交流中發現了自己錯誤的操作步驟”；北京07年試題所有的探究題目都是采用第三人稱的方法，讓考生以第二人稱的身份加入到探究中去，完成不同的探究內容。這些探究性試題字里行間都充滿了交流與合作的氣氛，使學生在考場上就感受到探究需要合作，合作就要交流。(欄目編輯趙保鋼)