一道中考實驗題的解題變式策略

鄧德堅

摘 要：中考實驗題解題策略靈活，方法多樣，通過一題多變、一題多解，培養學生的思維能力，提高學生的解題能力.

關鍵詞：實驗題；變式；策略

實驗題可以從不同角度拓展，可以一題多解，可以弱化條件，探索結論.通過讓學生大膽探索，積極尋找解決問題的方法和策略，培養學生的發散思維，發展學生的核心素養.

題目 現有如圖1所示的長方體小金屬塊，實驗室備有毫米刻度尺、調節好的天平、砝碼、彈簧秤、量筒、玻璃棒、足夠的水、細線等.請你自行選擇儀器，進行必要的測量后，計算小金屬塊的密度.要求：

（1）至少兩種方法，其中一種方法必須運用浮力的知識.

（2）寫出操作步驟并用適當的符號表示要測量的物理量.

（3）寫出計算金屬塊密度的表達式.

本題既是開放性的設計實驗題，又是一道計算題，要求考生自選儀器，自己設計方案測定金屬塊密度，給考生廣闊的思維空間.克服了以往實驗考核模式單一，器材統一，步驟相同，結論樣板化的通病.

此實驗題有多種解題策略，考生將各顯神通，創設各具特點的實驗方案，從而有效地考核考生的創新能力和創新意識，提高實驗考核的選優功能.

變式一 選擇器材：彈簧秤、刻度尺、金屬塊

實驗步驟：（1）用細線系住金屬塊并掛在彈簧秤上，測出金屬塊的重力為G；（2）計算出金屬塊的質量為m=Gg；（3）用刻度尺測出金屬塊的長a、寬b、高c.計算金屬塊密度的表達式ρ=Gabcg.

變式二 選擇器材：天平、量筒、水、金屬塊

實驗步驟：（1）用天平測出金屬塊的質量m；（2）用量筒先裝適量的水，體積為V1；

（3）將金屬塊輕輕放入量筒內，讀出水面對應的刻度V2；（4）計算金屬塊的體積為V=V2-V1.計算金屬塊密度的表達式為ρ=mV2-V1.

變式三 選擇器材：彈簧秤、量筒、水、金屬塊

實驗步驟：（1）用彈簧秤測出金屬塊的重力為G；（2）計算出金屬塊的質量為m=Gg；（3）用量筒測量出金屬塊的體積為V.計算金屬塊密度的表達式為ρ=GVg.

變式四 選擇器材：天平、玻璃杯、水、細線

實驗步驟：（1）用天平測出玻璃杯和水的總質量m1；（2）用細線系住金屬塊，緩慢浸沒在水杯中，溢出部分水后，測出玻璃杯、水、金屬塊的總質量m2；（3）取出金屬塊，再用天平測出玻璃杯和剩余水的總質量m3；（4）計算金屬塊的質量m=m2-m3，金屬塊的體積V=m1-m3ρ水.計算金屬塊密度的表達式為ρ=m2-m3m1-m3ρ水.

變式五 選擇器材：天平、彈簧秤、玻璃杯、水、細線、金屬塊

實驗步驟：（1）用天平測出金屬塊的質量m；（2）用彈簧秤測出金屬塊的重力為G；（3）將金屬塊浸沒在水中，用彈簧秤測出視重為G′；（4）計算金屬塊排開水的體積V=G-G′ρ水g.計算金屬塊密度的表達式為ρ=mgG-G′ρ水.

變式六 選擇器材：彈簧秤、玻璃杯、水、細線、金屬塊

實驗步驟：（1）用彈簧秤測出金屬塊的重力為G；（2）將金屬塊全部浸沒在水中，用彈簧秤測出視重為G′；（3）根據阿基米德原理F浮=ρ水gV排，計算出金屬塊的體積為V=V排=F浮ρ水g=G-G′ρ水g；（4）根據公式G=mg=ρVg，計算出金屬塊密度的表達式為ρ=GVg=GG-G′ρ水.

通過實驗題變式訓練策略，可以把一個看似孤立的問題從不同角度向外擴展，幫助學生找尋解決問題的思路和方法.

參考文獻：

[1]黎國勝.基于“科學核心素養的高中物理教學思考[J].實驗儀器與教學，2017（06）.

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