初中物理探究性試題淺析

郭安慶

新課改以來(lái)，物理這門課程的教學(xué)目標(biāo)在于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)包括知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、感情態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)方面。所以，近年來(lái)初中物理考試越發(fā)重視從科學(xué)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)試題，并成為考查的重點(diǎn)?？茖W(xué)探究包括七個(gè)要素：提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。探究性試題就是根據(jù)這七個(gè)要素來(lái)設(shè)計(jì)的，下面通過(guò)一些實(shí)例做些粗淺的分析。

一、考查學(xué)生問(wèn)題意識(shí)與提出可探究問(wèn)題的能力

例1.我們知道，在雷雨天總是先看到閃電，后聽到雷聲，對(duì)此，請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)，提出兩個(gè)與物理有關(guān)的問(wèn)題。（不需解答）

如，在空氣中，光的傳播速度與聲音的傳播速度哪個(gè)快？

分析：這道題給出例子，讓學(xué)生根據(jù)生活中常見的自然現(xiàn)象提出相關(guān)問(wèn)題，試題具備一定的開放性，有利于學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，拉近物理知識(shí)和實(shí)際生活的距離，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

例2.2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予兩位研究石墨烯材料的教授，石墨烯是一種神奇的物質(zhì)，是人類至今發(fā)現(xiàn)的厚度最薄、強(qiáng)度最高的材料。針對(duì)這一發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們提出以下幾個(gè)問(wèn)題：你認(rèn)為較有價(jià)值且可探究的問(wèn)題是（ ）

A.石墨烯為什么很薄

B.如何提取石墨烯這種物質(zhì)

C.石墨烯在生活中有什么用處

D.石墨烯的強(qiáng)度與石墨烯的厚度面積有什么關(guān)系

答案：D

分析：此題提供的是人們認(rèn)識(shí)的新生事物，旨在讓學(xué)生從表象中進(jìn)行物理特征的深度挖掘，提煉其物理學(xué)價(jià)值和意義，幫助學(xué)生提高所提問(wèn)題的水平和高度，培養(yǎng)探究能力。

二、考查學(xué)生合理猜想與假設(shè)的能力

例3.請(qǐng)你猜想，如果聲音在空氣中的傳播速度變?yōu)?.1 m/s，我們的世界會(huì)是什么樣子？請(qǐng)寫出三個(gè)合理的場(chǎng)景。

分析：此類題型旨在考查學(xué)生猜想與假設(shè)的能力。猜想與假設(shè)并非亂想，需要根據(jù)已有的科學(xué)認(rèn)識(shí)、準(zhǔn)確的物理知識(shí)進(jìn)行假設(shè)。當(dāng)一個(gè)假設(shè)本身就是違背科學(xué)道理的時(shí)候，就沒有進(jìn)行探究活動(dòng)的意義，會(huì)把人引向錯(cuò)誤的道路，所以合理的猜想、假設(shè)是能否進(jìn)行探究活動(dòng)的前提，是進(jìn)行探究的指南。考查學(xué)生進(jìn)行猜想和假設(shè)的能力，就是要讓學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)和物理學(xué)知識(shí)，科學(xué)認(rèn)識(shí)提出猜想和假設(shè)。

三、考查學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力

例4.曉明、曉華和小強(qiáng)一起在實(shí)驗(yàn)室做如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：曉明把手放在喉頭處，大聲講話，感覺喉頭振動(dòng)了；曉華把發(fā)聲的音叉放在水中激起水花；小強(qiáng)在吊著的大鐘下固定一支細(xì)小的筆，敲響鐘后，把紙?jiān)诠P尖下迅速拖過(guò)，紙上便畫出一條來(lái)回彎曲的細(xì)線。如果由你來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)類似的實(shí)驗(yàn)，你將怎樣設(shè)計(jì)？

分析：獲得正確的認(rèn)識(shí)需要經(jīng)歷兩個(gè)階段，首先就是感性材料的搜集，科學(xué)探究不同于一般探究活動(dòng)，就在于感性材料的收集并非通過(guò)簡(jiǎn)單的觀察和生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)獲得，而是使用科學(xué)的方法和工具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)的觀察和測(cè)量，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)加工，得出理性認(rèn)識(shí)。所以就要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的能力。此類題型通過(guò)提出具體問(wèn)題，著重考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，制訂簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案的能力。

四、考查學(xué)生分析論證與得出結(jié)論的能力

例5.某中學(xué)九（2）班ST小組在研究馬鈴薯在水中的沉浮情況時(shí)，通過(guò)往水中加鹽，終于使馬鈴薯漂浮在水面上。由于時(shí)間關(guān)系，當(dāng)時(shí)并沒有及時(shí)收拾實(shí)驗(yàn)器材，幾天后來(lái)收拾時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)原來(lái)浮在水面上的馬鈴薯都沉在容器底部，他們決定對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行探究，提出以下幾種猜想：

猜想1：可能由于水的蒸發(fā)，鹽水的密度變大，導(dǎo)致馬鈴薯下沉。

猜想2：可能是由于馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后質(zhì)量變大，導(dǎo)致馬鈴薯下沉。

猜想3：可能是由于馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后體積變小，導(dǎo)致馬鈴薯下沉。

經(jīng)過(guò)一番討論，他們馬上否定了猜想1，你認(rèn)為他們否定猜想1的理由是__________________。接著他們就猜想2和猜想3進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)操作：

①取三塊馬鈴薯，編上A、B、C號(hào)，分別測(cè)出其質(zhì)量和體積；

②配制一大杯鹽水；

③將三塊馬鈴薯放在鹽水中，使其漂浮，幾天后發(fā)現(xiàn)馬鈴薯都沉在容器底部，將其撈出、擦干，分別測(cè)出其質(zhì)量和體積。

分析：獲得正確認(rèn)識(shí)的第二步就是將感性材料經(jīng)過(guò)科學(xué)加工，上升到理性認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)僅僅是對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的客觀記錄，其本身還是較為零散，缺乏邏輯，彼此間尚未建立聯(lián)系。而所謂結(jié)論應(yīng)該是一種普遍規(guī)律。要挖掘數(shù)據(jù)背后的意義，找到彼此的聯(lián)系，從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中總結(jié)共同之處，從而能夠得出一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

探究式教學(xué)的實(shí)施，必須配以探究性試題對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行訓(xùn)練、考查，所以要注重對(duì)探究性試題的研究實(shí)施。學(xué)生的探究意識(shí)不是朝夕之間可以形成的，必須建立在平時(shí)探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，逐步了解熟悉物理學(xué)探究的一般流程和方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，增強(qiáng)探究意識(shí)，自然能在面對(duì)探究性試題時(shí)游刃有余。

（作者單位 江蘇省建湖縣恒濟(jì)初級(jí)中學(xué)）

？誗編輯 魯翠紅