情境激活思維探究彰顯素養(yǎng)

王登建

摘 要：通過對一道中考實驗探究試題的分析發(fā)現(xiàn)：該試題的電路素材和實驗數(shù)據(jù)均源自于課后習(xí)題.試題的特點和命題思路啟示我們：中考實驗探究試題不僅局限于對實驗原理、結(jié)論及基本技能的考查，還注重對整個實驗過程的反思及遷移能力的考查.教學(xué)中應(yīng)充分挖掘教材的育人功能，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，改進(jìn)實驗教學(xué)，關(guān)注實驗過程中的細(xì)節(jié)問題，促使學(xué)生更多地反思實驗過程，提高科學(xué)思維在實驗中的參與度，全面提升其核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：中考試題，教學(xué)啟示，核心素養(yǎng)

文章編號：1008-4134（2020）08-0039 ? ?中圖分類號：G633.7 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

2 試題評析與解答

該試題以實驗“伏安法測電阻”為背景，考查學(xué)生電路識別、故障判斷、實驗數(shù)據(jù)處理以及基本儀器的使用等基本技能的同時，還考查了學(xué)生對整個實驗探究過程的反思與創(chuàng)新能力.仔細(xì)對比就會發(fā)現(xiàn)，該試題選用的電路素材和實驗數(shù)據(jù)均源自于人教版義務(wù)教育教科書九年級物理全一冊的課后習(xí)題（P77圖17.1-3和P82第4題），命題人把學(xué)生熟悉的情境加以提煉和升華，創(chuàng)設(shè)了一個較為綜合的新情境，以一個具體的電阻測量任務(wù)為載體，激活了學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的思維過程.學(xué)生解答該試題需要綜合運用伏安法測電阻的原理、電壓表和電流表的使用方法、電路故障判斷、串聯(lián)電路的分壓規(guī)律等知識與技能，需要學(xué)生具有良好的實驗習(xí)慣、構(gòu)建理想化模型的能力（把電壓表抽象成電阻無限大的模型）和推理能力.根據(jù)答題情況，能較好地區(qū)分學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展水平以及在探究過程中科學(xué)思維參與程度，該試題凸顯了對物理學(xué)科核心素養(yǎng)的考查.

試題解析：（1）甲圖中，電流表與小燈泡并聯(lián)，由于電流表的電阻可忽略不計，小燈泡被短接，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡始終不發(fā)光.電壓表與滑動變阻器、電流表、開關(guān)串聯(lián)在電路中，電壓表的電阻可視為無限大，滑動變阻器接入電路的電阻變化時，對電路的總電阻幾乎沒有影響，電路中的電流近似為零，即電流表沒有示數(shù).根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，電壓表兩端的電壓接近電源電壓.故選項B、D正確.

（2）電流表應(yīng)與小燈泡串聯(lián)，即電流由電流表的負(fù)接線柱流出后再進(jìn)入小燈泡或者由小燈泡流出后再進(jìn)入電流表的“0.6”接線柱.仔細(xì)觀察就會發(fā)現(xiàn)只需將導(dǎo)線④接N的一端改接到C（D或E）即可.解題技巧：除去電壓表并聯(lián)在燈泡兩端之外，其他器材均串聯(lián)，可先將電壓表去掉，把開關(guān)、電流表、小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)連接起來，最后檢查電壓表是否與小燈泡并聯(lián).

（3）電流的讀數(shù)是0.3A，電阻是8.3Ω，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻變大時，燈泡兩端的電壓會下降.

（4）當(dāng)燈泡兩端電壓逐次下降時，燈絲溫度也不斷降低，由表中的電阻值可以看出，電阻值不斷減小.考查了學(xué)生由實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力和概括能力.

（5）燈絲的電阻受溫度影響，該實驗測量多組電壓值和電流值是為了尋找阻值隨溫度變化的規(guī)律，并不是取求平均值減小誤差.

3 教學(xué)啟示

實驗探究不僅是學(xué)生獲取物理知識的重要學(xué)習(xí)方式，也是學(xué)生必須掌握的課程內(nèi)容，對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力及科學(xué)探究能力有著無可替代的作用.為此，實驗探究是各類考試、考查必不可少的一種題型.隨著新課程理念的深入貫徹，實驗探究試題不僅限于考查實驗過程、方法、結(jié)論及基本技能，而是“越來越趨向于對學(xué)生實驗探究能力的考查，比如：如何控制變量、實驗中異常現(xiàn)象成因的分析、根據(jù)測量數(shù)據(jù)得出結(jié)論等”，更加注重學(xué)生對整個探究過程的反思能力及遷移能力的考查.該中考試題可給我們的教學(xué)帶來如下的啟示.

3.1 引導(dǎo)學(xué)生品讀教材，充分發(fā)揮教材的育人功能

教材是學(xué)生最為重要的學(xué)習(xí)資源，我們應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生品讀教材，使學(xué)生逐步“學(xué)會學(xué)習(xí)”.現(xiàn)行教材在編排上特別注意對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，八年級上冊在“致同學(xué)們”中編者向?qū)W生提出了教材使用的建議，指出了教材中各欄目的設(shè)計意圖和學(xué)習(xí)方式，以“重力”為例，教材中設(shè)置了兩個“想想議議”、一個“實驗”“想想做做”“科學(xué)世界”“動手動腦學(xué)物理”等欄目，這樣的編排可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中手、口、腦并用，主動獲取新知識、新技能，提高學(xué)習(xí)效率.

通過品讀教材，學(xué)生還能學(xué)習(xí)物理研究方法.比如在“探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中教材詳細(xì)介紹了“控制變量法”等.此外，通過“動手動腦學(xué)物理”欄目可以培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，通過品讀“科學(xué)世界”可以使學(xué)生了解現(xiàn)代科技在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，了解科學(xué)道路發(fā)展的曲折與艱辛，不斷受到科學(xué)家努力探索、堅持不懈的科學(xué)態(tài)度與精神的熏陶.為此，我們應(yīng)當(dāng)利用好教材資源，充分發(fā)揮教材在提升學(xué)生核心素養(yǎng)中的作用.

3.2 加強對串、并聯(lián)電路的教學(xué)，為培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力奠定基礎(chǔ)

串聯(lián)和并聯(lián)是電路連接的兩種基本方式，是分析較復(fù)雜電路的基礎(chǔ)，對電路連接方式的判斷與識別貫穿初中電學(xué)的始終，所以要加強對串、并聯(lián)電路的教學(xué)，在學(xué)生掌握串并聯(lián)電路基本特點的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使學(xué)生掌握一些簡化電路的技巧，比如：對于斷開開關(guān)的處理、電壓表和電流表的處理等.對于較復(fù)雜的電路，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生畫等效電路的習(xí)慣.為學(xué)生實驗探究能力的躍遷奠定堅實的基礎(chǔ).

3.3 改進(jìn)實驗教學(xué)，使學(xué)生養(yǎng)成注意分析操作過程中的細(xì)節(jié)問題的習(xí)慣

由于年齡特征，初中學(xué)生對分組實驗比較感興趣，但實際教學(xué)中會發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)一部分學(xué)生只是按照課本制定的實驗步驟機械地進(jìn)行操作，缺乏對實驗細(xì)節(jié)問題的深入思考，思維活動參與度很低，面對新的問題情境往往會感到無從下手.實驗教學(xué)中，應(yīng)在實驗設(shè)計、儀器選擇上給學(xué)生更大的自由空間，引導(dǎo)學(xué)生注意操作細(xì)節(jié)并分析這樣做的原因，例如：在測量小燈泡電功率的實驗中，電壓要從高逐漸降低，反過來操作可以嗎？手調(diào)節(jié)滑動變阻器的同時，眼睛應(yīng)觀察什么？使學(xué)生的思維活動積極參與到操作過程中，“不斷地實驗對操作進(jìn)行反思、調(diào)控，從而發(fā)展科學(xué)思維，提升實驗探究能力”.

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（收稿日期：2020-01-30）