關(guān)注實驗素養(yǎng)提升──2018年連云港市中考物理卷第20題引發(fā)的教學(xué)反思

周 嬌

(江蘇省連云港市西苑中學(xué) 222042)

相對而言，考試是一種靜態(tài)的過程，實驗是一種動態(tài)的過程，如何將這兩者有機結(jié)合，是近年來中考實驗題的一個出題方向.在實驗題的考核中強調(diào)的是學(xué)生是否在日常學(xué)習(xí)中真正經(jīng)歷了實驗過程，在實驗過程中是否融入了自己的思考.義務(wù)教育物理課程作為科學(xué)教育的組成部分，是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程.此階段的物理課程不僅應(yīng)注重科學(xué)知識的傳授和技能的訓(xùn)練，而且應(yīng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等方面的培養(yǎng).

在目前現(xiàn)行的教學(xué)管理中，面臨的是學(xué)生人數(shù)偏多，實驗教學(xué)中總會有學(xué)生是渾水摸魚，用著別人的實驗成果完成自己的實驗報告.所以中考這根指揮棒的好好運用，也能讓學(xué)生重視平常的實驗參與.2018年連云港市中考物理卷的20題就有效考察了學(xué)生是否是通過實驗測得物體運動的速度，并在這一過程中是否融入自己的思考，是否能運用已有的知識去分析問題、解決問題.

一、題目回顧

在學(xué)習(xí)《速度》一節(jié)內(nèi)容后，同學(xué)們想探究紙錐下落快慢與錐角以及扇形半徑的關(guān)系．他們用普通復(fù)印紙裁出3個不同規(guī)格的扇形紙片，制成了如圖甲所示的3個紙錐．實驗中，紙錐每次從相同高度由靜止釋放，用秒表多次測量每個紙錐下落的時間，取平均值后記錄在表格中．

紙錐編號下落高度h/m扇形紙片半徑r/cm剪掉的扇形圓心角θ/°紙錐錐角α/°下落時間t/s11.9109081.92.2021.91013571.11.8431.959081.92.20

(1)對于紙錐下落前的初始位置，有乙圖所示的兩種擺放方式，你認為正確的是 (選填“A”或“B”)．

(2)分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗探究目的，你得出的結(jié)論是 ．

(3)小明隨后用同種紙張制成了質(zhì)量相等的兩個紙錐如圖丙，其中4號紙錐的錐角比5號紙錐的錐角大．如果從相同的高度同時由靜止釋放兩個紙錐，以下選項正確的是 .

A．4號紙錐先到地面

B．5號紙錐先到地面

C．兩個紙錐同時到達地面

(4)如果紙錐在到達地面前作勻速直線運動，設(shè)4號紙錐勻速下落時所受阻力為f1，5號紙錐勻速下落時所受阻力為f2，則f1f2(選填“>”、“<”或“=”)．

二、答題分析

本題的第一問考察的是學(xué)生是否經(jīng)歷了活動“比較紙錐下落的快慢”，以及實驗過程中實驗記錄是否嚴謹.只有認真記錄長度的同學(xué)才會關(guān)注起點在哪，終點在哪.本題的第二問考察的是學(xué)生分析數(shù)據(jù)以及概括能力.本題的第三問考察的是學(xué)生運用第二問的結(jié)論分析解決問題的能力.第四問考察的是二力平衡知識，也就是知識的遷移應(yīng)用能力.

從學(xué)生的答題情況來看，第一問中就有學(xué)生不知何為初始位置.在第二問中有不少學(xué)生是將表格中的信息羅列出來.比如有的同學(xué)是這么回答的：下落高度一定時，扇形紙片半徑一定時，剪掉的扇形圓心角越大，紙錐錐角越小，下落時間越短.下落高度一定時，剪掉的扇形圓心角、紙錐錐角相同時，半徑不同，下落時間相同.這時我們可以再回看一遍題目.題目中明確表示：同學(xué)們想探究紙錐下落快慢與錐角以及扇形半徑的關(guān)系.那根據(jù)題目給出的回答應(yīng)該是紙錐下落快慢與錐角有關(guān)，錐角越小，下落越快.與扇形半徑無關(guān).這個答案其實就是從剛才上面同學(xué)的回答中提煉出來的.那為什么考試時有些考生只是羅列信息，而不能概括回答呢？如果單從答題來分析，除了常說的審題不清之外，還有一種深層次地的原因應(yīng)該是學(xué)生無從回答.學(xué)生在課堂完成的實驗基本是按照教科書完成的，基本上沒有融入過自己的思考.所以當這道題出現(xiàn)時，學(xué)生為了得分會盡可能地羅列出來所有信息，至于如何提煉回答，因為平時訓(xùn)練的機會太少，這個時候恐怕也不敢輕易嘗試.

三、剖析課堂教學(xué)改進的基本策略

筆者結(jié)合《速度》這一節(jié)自己的教學(xué)實踐以及聽其他同行的授課情況,談?wù)劇氨容^紙錐下落快慢”這一活動的教學(xué)處理情況.

1.常見教學(xué)處理方案中隱藏的問題

在這一節(jié)教學(xué)中紙錐的制作要求如下：剪兩個等大的圓紙片，其中一個圓紙片裁去的扇形的圓心角比另一個大，再分別將它們粘貼成兩個錐角不等的紙錐.本活動的教學(xué)中教師通常采取的方式是把紙錐這一制作過程看成一個純粹的手工活，所以要么提供成品材料和詳細要求，以便學(xué)生在課堂時間快速制作好.要么教師提前制作完成，課堂提供給學(xué)生使用.因為在本節(jié)教學(xué)中教師特別重視提高學(xué)生測量長度和時間的技能以及由此得出速度的定義.所以這一活動只是一個鋪墊，后續(xù)主要工作還要放在活動“測量紙錐下落的速度”.也就是在這一教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計中，我們完全沒有考慮到學(xué)生可以有不同的紙錐拿來完成這一活動.也就是我們的教學(xué)設(shè)置在這一環(huán)節(jié)完全沒有意識到可以進一步提高學(xué)生的探究能力和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng).兩個等大的圓紙片，如果讓學(xué)生課前自己制作，肯定會出現(xiàn)半徑不等的紙錐，因為書中并沒有對多大提出具體數(shù)據(jù)要求.并且書中也沒提到做紙錐必須使用的材料，那么學(xué)生在選擇材料時未必會選用教師常用的A4紙.但無論是課前教師制作完成，還是課上提供材料，快速完成這一制作過程的做法都限制了學(xué)生在這一環(huán)節(jié)上的創(chuàng)新意識.

2.改進策略

教師進行課堂教學(xué)設(shè)計時，大部分知識都是以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生思考而達到知識的建構(gòu)，所以要促進課堂教學(xué)的生成，問題的設(shè)置顯得尤為重要.如果問題設(shè)置的空間太窄，答案唯一，就不容易有生成，所以問題的設(shè)置要注意空間大小適度.在這一活動中我們制作的紙錐，已經(jīng)能看出錐角小的那個下落快，所以在測量速度這一環(huán)節(jié)中，我們通常會引導(dǎo)學(xué)生選用錐角大的那個測量速度，以便在測量時間時更為準確.其實這個地方是學(xué)生的一個興趣點.學(xué)生會很樂意比較自己和別人制作的紙錐哪一個下落的更快.由于教師擔(dān)心教學(xué)整體的時間把握問題，這個比較過程可以放在最后.

比如，教師可以這樣引入：在剛才的學(xué)習(xí)中，我們測量了自己小組紙錐下落的速度，現(xiàn)在我們再來一個活動，比一比我們不同小組制作的紙錐哪一個下落的更快？這個時候是不能讓學(xué)生隨意拿起不同小組的紙錐就開始比較的.那樣的結(jié)果只是學(xué)生在隨意的玩一個游戲，但這個下落速度和什么因素有關(guān)，是完全不知道的.也就是說，我們安排這個活動的目的是想讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)的工作方法，而不是簡單地玩一個游戲.為了有序進行，教師可以引導(dǎo)學(xué)生限定條件，在學(xué)生課前制作時就應(yīng)提醒學(xué)生記下他們剪掉的扇形圓心角的度數(shù).比如請學(xué)生拿出剪掉的扇形圓心角為90度的紙錐，這時會發(fā)現(xiàn)半徑不等的，材質(zhì)不同的紙錐都會出現(xiàn).這時候我們可以提出先選取材質(zhì)相同的，半徑不等的紙錐作比較，以便我們進行分析.也就是在實際場景中引入了物理重要的一種研究方法：控制變量法.并且多個可能影響因素的出現(xiàn)，也可以訓(xùn)練學(xué)生在總結(jié)時如何提煉語言，準確表達出紙錐下落的快慢和哪些因素有關(guān).

實踐活動能使學(xué)生學(xué)會科學(xué)的工作方法嗎？我們當然希望如此，但現(xiàn)實的情況卻是：學(xué)生在實驗室所做的實驗與科學(xué)家所做的實驗幾乎沒有多少共同之處，學(xué)生的實驗只是一系列的照“譜”操作.已經(jīng)有足夠的證據(jù)表明，學(xué)生實驗時機械地按照教師(或課本)的要求一步一步去做而不思考，其結(jié)果是什么都不會學(xué)到，實驗時做過的事情很快就會忘掉，什么也留不住.學(xué)生接受的信息必須經(jīng)過自己頭腦的加工才能留住.

通過以上分析，我們就不難明白，為什么第一問中以紙錐的哪個部位作為初始位置，都能難倒學(xué)生.那是因為實驗時這一環(huán)節(jié)通常由教師提出問題，立馬就有學(xué)生做出解答.其他學(xué)生跟著照做即可，所以在他們的腦海中很快就會忘記這一注意事項.最后的結(jié)論總結(jié)工作也是如此，如果只是照本宣科，書上的內(nèi)容都是現(xiàn)成的.學(xué)生會覺得：結(jié)論我已經(jīng)知道，哪里需要我自己費那么多時間再去總結(jié)啊.所以筆者認為，教師在處理實踐活動時，一定要適當改變一下實驗的內(nèi)容和形式，以激發(fā)學(xué)生的思維興趣.或者說在我們自己的教學(xué)實踐中，應(yīng)該注意挖掘?qū)W生深層次的探索興趣.