注重實驗整合提升能力考查效度

摘要：近幾年來，淄博市中考題越來越注重整合實驗的考查，綜合考查學生的實驗探究能力，但學生答題情況不容樂觀.本文通過2018年淄博市中考題實驗探究23題，分析學生出現(xiàn)典型錯誤的原因，并提出了對應的突破策略，一是使用概念圖整合建構知識體系，建立起前后知識的聯(lián)系，二是提升學生思維能力，注重思維靈活性和深刻性的培養(yǎng)，三是重視學生的實驗評估能力，引導學生正確地、辯證地進行評估和交流，讓評估成為一種意識堅決地貫徹下去.

關鍵詞：整合;概念圖;思維能力;評估能力

作者簡介：徐永芝（1979-）女，山東淄博人，碩士，中學一級教師，研究方向：課程與課堂教學.

科學探究不僅是物理學習的一種方式，而且也是一種綜合能力，它在淄博市中考題中占21分，占試卷總分值的26.25%，它能較好的考查學生分析論證能力、設計實驗能力、實驗評估能力、邏輯思維能力、解決問題能力等綜合能力.在2018年淄博市中考題中，科學探究23題共9分，平均得分約為3.8分，難度系數(shù)0.4左右，本題綜合性較強，將探究電流與電壓、電阻關系、測量定值電阻和測量小燈泡的電功率幾個實驗整合在一起考查，對學生有較好地診斷和選拔功能.現(xiàn)從真題呈現(xiàn)、命題特點分析、典型錯誤原因分析和對應突破策略四方面進行評析，以期使我們更好地把握中考科學探究題的發(fā)展方向和規(guī)律，提升學生的實驗探究能力.

1真題呈現(xiàn)

23.（9分）下圖（如圖1所示）是小明同學探究電流與電壓、電阻關系的電路圖.提供的器材有：6V的電源一個，電流表（0-0.6A，0-3A），電壓表（0-3V，0-15V）各一個，開關一個，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值電阻各一個，“20Ω 1A”的滑動變阻器一個，導線若干（忽略導線電阻），以上實驗器材完好無損，實驗中數(shù)據(jù)讀取準確無誤.

（1）探究電流和電壓的關系時，移動滑動變阻器的滑片，改變電阻兩端的電壓，進行了多次測量，歸納得出的規(guī)律.

（2）探究電流和電阻的關系時，測得的幾組數(shù)據(jù)見表1.由于操作不當，導致表中第次實驗的數(shù)據(jù)存在錯誤，出錯的原因是.糾正錯誤以后，小明用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進行第4次實驗，發(fā)現(xiàn)實驗無法進行下去，為完成4次實驗，請給小明提出可行的解決方案（不限于提供的實驗器材）：.

（3）利用該實驗電路圖也可以測量定值電阻的阻值，實驗中也要進行多次測量，其目的是;將定值電阻換成小燈泡后，利用該實驗電路圖還可以“測量小燈泡的電功率”，實驗中也要移動滑動變阻器的滑片，其目的是.若被測小燈泡的額定電壓為3.8V，在調(diào)節(jié)滑片使小燈泡正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)很難準確達到3.8V，測量誤差較大，為此，小明改動電路，在不更換現(xiàn)有器材的情況下，提高了測量數(shù)據(jù)的精確度.請補全小明的做法：斷開開關，閉合開關，，讀出此時電流表的示數(shù);計算小燈泡的額定功率.

答案：（1）電阻一定時，電流與電壓成正比（2）3 ;沒有控制（保持）電阻兩端的電壓不變（相等）; 更換最大阻值R≥30Ω的滑動變阻器（或更換3V≤U≤5V的電源或在電路中串聯(lián)10Ω≤R≤30Ω的電阻）（3）求平均值，減小誤差 ; 改變小燈泡兩端的電壓，使小燈泡的電壓分別等于、小于、略大于其額定電壓 ;電壓表改接小量程，接到滑動變阻器兩端;移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.2V.

2命題特點分析

2.1強化了實驗的整合性，注重了前后實驗的聯(lián)系

探究電流與電壓、電阻關系，測量定值電阻和測量小燈泡的電功率三個典型電學實驗由于電路圖、器材的相似性，滑動變阻器的作用、多次測量的目的等可混淆性而整合在一起，比較綜合、全面地考查了學生對這幾個實驗的理解和辨析.從2015年以來，淄博市越來越注重整合實驗的考查，引領教師用整體、系統(tǒng)的思想進行教學.

2.2注重考查學生對實驗的真體驗和真感悟，真實考查學生的思維能力

如果學生沒有做過分組實驗，單純靠老師來講解實驗，或者教師對實驗的挖掘能力比較弱，學生都很難獲得滿意的成績.試題第（2）問，……為完成4次實驗，請給小明提出可行的解決方案（不限于提供的實驗器材）：.讓學生從滑動變阻器、電源和串聯(lián)電阻三個角度都能解決實驗中的問題，有效診斷了學生思維的靈活性和深刻性，注重學生思維能力的考查.

2.3注重科學方法的考查

控制變量法是初中物理實驗中最核心的科學方法，本題從結論的表述和對錯誤數(shù)據(jù)的評估較好地考查了學生對控制變量法的理解和應用程度.通過本題可以得出，科學方法的學習是平時教學中的薄弱點，這有利于引領教師進一步重視科學方法的教學.

3典型錯誤分析

3.1概念理解不清

試題第（1）問，學生在描述電流和電壓的關系時，典型錯誤是“電流和電壓成正比”，“電阻一定時，電壓和電流成正比”，前者沒有控制變量“電阻一定時”，后者顛倒了電流和電壓的邏輯關系.試題第（3）問中第一空，典型錯誤是“尋找普遍規(guī)律”或者是“求平均值，減小誤差，尋找普遍規(guī)律”，學生不明確實驗中多次測量的兩個目的有什么區(qū)別;試題第（3）問中第二空，典型錯誤是“使小燈泡兩端的電壓為額定電壓”或是“控制小燈泡兩端的電壓不變”，學生不明白測量小燈泡的電功率的實驗目的是什么或者是不能正確區(qū)分額定功率和電功率兩個概念.

3.2學生思維能力較弱

試題第（2）問，……為完成4次實驗，請給小明提出可行的解決方案（不限于提供的實驗器材）：.典型錯誤是學生沒有任何思路或者只是回答換用最大阻值更大的滑動變阻器、降低電源電壓或是串聯(lián)一個電阻.學生的思維不夠深刻或者抽象邏輯思維不強，不善于開展系統(tǒng)、全面的物理思維活動，不善于從整體上用聯(lián)系的觀點，進行嚴密的推理論證.

3.3實驗評估能力較弱

試題第（3）問，……請補全小明的做法：斷開開關，;閉合開關，，讀出此時電流表的示數(shù);計算小燈泡的額定功率.試題要求學生從測量結果的精確性方面，通過填寫具體操作的方式對實驗進行評估.學生出現(xiàn)的典型錯誤是繼續(xù)使用電壓表0-15V的量程并聯(lián)在小燈泡兩端或是滑動變阻器兩端，沒有真正明白題干中給出的信息“電壓表的示數(shù)很難準確達到3.8V，測量誤差較大”的含義.

試題22題第（3）問，小明進行實驗并把數(shù)據(jù)記錄在下表中（表2），從表中數(shù)據(jù)可知石塊受到的浮力是N，排開液體的重力是N.小明根據(jù)它們的大小關系歸納出了實驗結論并準備結束實驗，同組的小麗認為實驗還沒有結束，理由是，接下來的實驗操作應該是.學生得分率也比較低，它也考查了學生的實驗評估能力.試題中學生的出錯情況反映了評估作為科學探究的七個要素之一，不被廣大教師重視，學生的實驗評估能力較弱.

4對應突破策略

4.1使用概念圖，整合建構知識體系

概念學習一直是學生學習的思維障礙點，要突破這種思維障礙點，首先教師要通過各種可能的方式關注學生獲得概念的過程，重視學生的親身體驗和感悟，幫助學生理解概念的內(nèi)涵和外延，辨析前后學習過程中出現(xiàn)的相似或容易混淆的概念.而概念圖是一種可視化的思維工具，通過它構建的知識體系層次分明，脈絡清晰，一目了然，比一般的知識梳理更能幫助學生建構知識，建立知識間的聯(lián)系.如圖2是使用inspiration 9.2軟件建構的有關電學實驗的概念圖，這有利于學生將其納入頭腦中，形成新的知識結構，在解決問題時方便提煉出需要的知識或方法.

4.2提升學生思維能力

2017年9月24日中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了《關于深化教育體制機制改革的意見》（以下簡稱《意見》 提出了學生的三種關鍵能力認知能力（思維能力、交流能力、自主發(fā)展能力）、 合作能力和創(chuàng)

新能力.思維能力作為學生學習物理的關鍵能力之一，思維要求學生“有腦好好想”而不是有腦好好“背”.思維是高級的認知過程，是信息加工過程，而不是機械簡單記憶這種低級的認知過程，有思維含量的物理課才是有價值的課.教師需要從思維的深刻性、靈活性、批判性、創(chuàng)造性和敏捷性等五個方面全面培養(yǎng)學生的思維品質(zhì)，提升學生的思維能力.學生思維能力的培養(yǎng)不是一蹴而就的事情，教師需要靜下心來，以課堂為載體堅持不懈地進行下去.

4.3重視實驗評估能力

《義務教育物理課程標準（2011年版）》對評估這一科學探究要素提出了明確的要求，具體如下：有評估探究過程和探究結果的意識，能關注探究活動中出現(xiàn)的新問題，有從評估中吸取經(jīng)驗教訓的意識，嘗試改進探究方案，了解評估在科學探究中的意義.淄博市中考題越來越重視考查學生對探究過程或探究結果的評估能力，有對只做一次實驗的評估，寫出不足或往下的具體操作，例如本試題23題第（2）問的第一和第二空.評估作為科學探究的7個要素之一，首先教師要重視，在科學探究實驗中有意識地捕捉學生在實驗中存在的問題，引導學生正確地、辯證地進行評估和交流，讓評估成為一種意識堅決地貫徹下去.

參考文獻：

[1]陸明進.“研究電流與電壓、電阻的關系”實驗的注意點[J].中學物理，2015，33（24）：69-70.

注釋：

2018年淄博市中考物理試題.