對一道中考物理試題的商榷

劉友余 楊 琳

(新洋實驗學校,江蘇 鹽城 224003)

科學探究是物理學科核心素養構成之一,是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制定方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并作出解釋,以及對探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力；是人類探索和了解自然、獲得科學知識的主要方法；也是學生學習科學的重要途徑．

科學教學倡導探究式學習,為學生提供充分的探究式學習機會,逐步培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,形成尊重事實、善于質疑的科學態度,突出學習能力、創新精神、實踐能力,以及批判性思維和創造性思維能力的培養．一般來講,科學探究可以歸納為問題、證據、解釋、交流4個方面．[1]

2018年某市物理中考命題組精心設計了一道試題,考試后引起一定的反響,現對方案設計提出討論,以希對今后的教學起指導作用．

圖1

原題.小明將兩個相同的一次性塑料杯疊放在一起,用吹風機以恒定風速沿上杯口水平吹氣,發現塑料杯被吹出,如圖1,有人認為這是因為“上杯口流速大,壓強小”使杯子飛出,也有人認為這是因為“吹氣時有氣體進入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．為進一步驗證以上兩種解釋,下列方案不可行的是

(A) 在上面的塑料杯底開一個孔,再次重復實驗,觀察杯子情況.

(B) 將下面的塑料杯的底剪去,再次重復實驗,觀察杯子情況.

(C) 將兩塑料杯的底都剪去,再次重復實驗,觀察杯子情況.

(D) 將上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重復實驗,觀察杯子情況.

分析:該題給出的參考答案是選項(C),存在的爭議是方案(A)是否可行．

題干中對上面的塑料杯被吹出,提出兩種猜想,猜想1是 “上杯口流速大,壓強小”使杯子飛出,猜想2是“吹氣時有氣體進入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．在設計方案這一環節應采用“控制變量法”的思想,即驗證猜想1,必須不讓氣體進入下面的杯子;驗證猜想2,必須“上杯口流速大,壓強小”這一條件不具備．很顯然在設計的4個方案中只能驗證猜想1,即不讓氣體進入下面的杯子,或即使有氣體進入下面的杯子會迅速漏去．

方案(B)是將下面的塑料杯的底剪去,用吹風機以恒定風速沿上杯口水平吹氣,此時氣體進入下面的杯子中會迅速漏去,若塑料杯被吹出,則原因是“上杯口流速大,壓強小”;若塑料杯沒有被吹出,則原因是“吹氣時有氣體進入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．因此方案(B)可行．

方案(D)是將上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,用吹風機以恒定風速沿上杯口水平吹氣,此時氣體不會進入下面的杯子,若塑料杯被吹出,則原因是“上杯口流速大,壓強小”;若塑料杯沒有被吹出,則原因是“吹氣時有氣體進入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．因此方案(D)可行．

方案(C)是將兩塑料杯的底都剪去,用吹風機以恒定風速沿上杯口水平吹氣,此時氣體進入下面的杯子中會迅速漏去,但由于上面的杯底也被剪去,缺少了“受力面”,此時即使“上杯口流速大,壓強小”,上面的塑料杯始終不會被吹出,因此方案(C)是不可行的,符合題意．

方案(A)是將上面的塑料杯底開一個“孔”,命題人的意圖是當用吹風機以恒定風速沿上杯口水平吹氣時,進入下面的杯子中的氣體會從“孔”中漏去,若塑料杯被吹出,則原因是“上杯口流速大,壓強小”;若塑料杯沒有被吹出,則原因是“吹氣時有氣體進入下面的杯子中將上面的杯子頂上來”．認為方案(A)可行．

由于題中沒有交代“孔”的大小,筆者取4個相同的塑料杯,分別將杯底開直徑約為0.50cm、1.00cm、2.00cm、3.00cm 4個孔(塑料杯底的直徑約為4.50cm),將它們分別放入另一個相同的塑料杯中,用吹風機以恒定風速沿上杯口水平吹氣,發現后兩個塑料杯不能被吹出,由于后兩個塑料杯的“孔”較大,進入下面的杯子中的氣體會從“孔”中漏去,實驗說明塑料杯被吹出的主要原因是氣體進入下面的杯子中將上面的杯子頂上來,而前兩個塑料杯被吹出,說明進入下面的杯子中的氣體沒有完全從“孔”中漏去．因此,由于沒有給出“孔”的大小,認為進入下面的杯子中的氣體會從“孔”中漏去是不嚴密的．

方案(A)應該修改成“在上面的塑料杯底開一個孔,其直徑為杯底的一半,再次重復實驗,觀察杯子情況”．

科學探究是物理學科核心素養重要組成部分,方案設計是科學探究的重要環節,它又建立在科學思維的基礎上．在教學中培養學生的科學思維,我們每一個物理工作者應慎之又慎,中考試卷無疑是初中教學的指揮棒,如何使這一指揮棒更加科學?如何在中考筆試題中考查學生的科學探究能力,是命題組需要研究的重要課題,只有“指揮棒”本身更加科學規范,才能使學生在接受物理教育過程中,逐步形成適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力,有效培養學生的核心素養．[2]