湖北省枝江市教研室　　罗文才

全日制义务教育物理课程标准指出，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的学习方式之一。科学探究反映了物理教学的本质特点，搞好科学探究，是实施物理课程改革的核心，是实现三维目标、提高学生科学素养的支撑和着力点。因此，如何引导和推动学生开展科学探究显得十分重要，几年来课改实践经验证明，在考试评价中设置探究试题，加强对学生探究能力考查，是行之有效的方式。试题设置以科学探究能力为目标，以科学探究要素为线索，对某一项或几项能力进行考查，现就我市近几年来期末调研考试和中考有关考查学生探究性试题辑录如下并加以评析。

一、考查提问与猜想能力

题1：［2002年秋季八年级期末试题］到了冬天，经常出现“大雾”天气，影响人们生活，特别是交通，请根据冬天大雾现象提出一个与物理知识有关的问题，并针对所提出的问题作出猜想或解释。

例如，问题：大雾是怎样形成的？

解释：可能是空气中的水蒸气在夜间温度降低时液化成小水珠漂浮于空气中而形成的。

题2：［2003年秋季八年级期末试题］居住在炎热的非洲的人们，常常用布从头到脚包住全身，人们对他们的衣着方式感到惊讶，认为在这么炎热的地方，这样包裹全身不是会更热吗？

夏天运送冰块的时候，会用大块的厚棉絮包裹冰块。为什么夏天我们穿薄衣服，而保存冰块反而用厚厚的棉絮包裹呢？

请你根据以上描述的两个奇怪的现象提出自己的一个探究问题，并作出合理的猜想。

题3：［2003年中考试题］在日常生活中经常可看到这样的现象：往保温瓶中灌入大半瓶开水后，塞上木塞；忽然听到“噗”的一声，木塞蹦了出来，同时看到一股“白气”从瓶里冒了出来；而在保温瓶中的开水剩下不多时，若瓶塞又不漏气，过一段时间后，瓶塞会很难拔出。请你根据上述情景提出两个与物理知识有关的问题，并针对所提出的问题做出简答。

题4：［2004年中考试题］图1所示（图略）是雄伟壮观的三峡大坝全景图，请你根据这幅照片以及你对三峡水电站的了解，从力、热、电三个方面各提出一个与物理知识有关的问题，并对所提出的问题做出简答。

示例：

力学问题：大坝为什么修成上窄下宽的形状？

简答：因为液体内部的压强随深度的增加而增大，大坝下部受到水的压强大于上部，所以下部要宽一些。

题5：［九年级2003秋季期末考试］科学家对太阳系进行了长期的观测，他们发现冥王星是太阳系中的第九颗行星，由于距离太阳非常远，白天的表面温度低至—223℃；由于个头小，它对星球表面上的物体的引力，只相当于地球对物体引力的二十分之一；另外它没有大气层。现在请根据以上资料，发挥你的想象力，以“如果我们生活在冥王星上”为题，写出两个合理的物理情景。

示例：如果我们生活在冥王星上，由于没有大气层，我们不能和别人直接交谈。

情景1：

情景2：

评析：对“提出问题”和“猜想与假设”课标分别提出了要求：

提出问题：①能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。②能书面或口头表述这些问题。③认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。

猜想与假设：①尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。②对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。③认识猜想与假设在科学探究中的重要性。

发现并提出“问题”是科学探究的起点和主线，学生强烈的问题意识是开展探究活动的动力，“提出问题”比解决问题更重要，但在教学实践中，学生“问题意识”常处于沉睡状态。如何唤醒学生问题意识，主动发现并提出有意义的问题或研究课题，以上试题作了一些有益的尝试，试题联系学生日常生活、自然现象和实验，创设新颖的生动的情景，引发学生认知冲突和探究兴趣。卷面情况表明，学生厌恶解题情况没有了，答题兴趣浓厚了，思维活跃了，学生提出的问题之多，超出教师想象。

猜想与假设是过去物理教学中最薄弱一个环节，但它恰恰是探究与创新活动中至关重要的一环。牛顿曾说：没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。彭加勒曾说：直觉是发现的工具，而逻辑是证明的工具。面对创新成果，很多人说我当初怎么就没想到呢，猜想是探究活动最活跃最重要要素之一。以上五个试题要求学生对问题成因和新情景进行大胆猜想，考查了学生猜想能力。卷面情况表明学生猜想真是千奇百怪，试题大大地激发了学生的想象力与合情推理能力。这样的试题对于评分提出了新的难题，我们要求教师在评卷中不分对与错，但要求有一定根据和道理，实践证明，这种阅卷方法是师生认可和欢迎的，有利于学生大胆、合理地猜想与假设。

二、考查制定计划与设计方案能力

题6［2002年秋季八年级期末试题］小强是一个爱好体育运动的同学，身体很强壮，一天放学时遇上下雨又没有带伞，只好淋着雨回家了，到家后感觉身体一阵发冷。妈妈提醒他：夏天的雨淋不得，容易着凉而生病！小强猜想可能是身上的水蒸发时使温度降低，从而使自己着凉。请你设计一个简单的实验来验证小强的猜想。要求写出实验的器材和实验方法。

题7［2003年秋季八年级期末试题］小月和小明看见一个椭圆形的金鱼缸里一条金鱼正在欢快的游动，他们走近并用手拍了一下金鱼缸，金鱼马上被吓跑了。小月诊断是拍鱼缸的声音把金鱼吓跑的。小明认为是金鱼看到人的手势被吓跑的。你认为金鱼被吓跑的原因是什么？请说出你的观点并设计实验证明你的观点。要求写出实验方法。

题8：［2003年秋季八年级期末试题］室外的电线在冬天里有风时便“嗡嗡”直响，而夏天即使在大风天也几乎听不到声音，为什么？请你作出合理的猜想或解释，并设计一个实验，验证你的猜想（要求写出实验器材和实验方法）。

题9：［2003·年秋季九年级期末试题］某校同学开展课外探究活动的课题是：探究金属丝被拉断时拉力的大小与什么因素有关？他们选择了下列5个品种的金属丝（每个品种有许多根），请你根据下列猜想选择实验所用的金属丝：

（1）猜想一：相同材料、相同横截面积的金属丝被拉断时，其拉力大小与金属丝长度无关。为验证猜想一可以选用的金属丝为______、______。

（2）猜想二：相同材料的金属丝拉断时单位横截面积所受拉力相同。在猜想一已获得验证的情况下，为验证猜想二应选用的金属丝为______、______。

（3）猜想三：不同材料的金属丝拉断时，其单位横截面积所受的拉力不同。在猜想一、二都获得验证的情况下，为验证猜想三应选用的金属丝为_____、_____。

题10：［2004年春季八年级期末试题］你在生活中观察过这样一个现象：电饭锅煮饭一般不会出现“烧糊”现象，其原因是当锅中的水烧干后，就会自动跳闸，切断加热的电路，请推测，它是怎样实现温度自控的？请你设计一个能实现温度自控的电路，并画出电路图。

题11：［2002年中考试题］同学们已经学习了固体和液体的密度的测量方法，那么怎样测量教室里空气的密度呢？

（1）请你设计一个实验方案，要求写出实验所需的器材和测量方法。

（2）为了实现你的设计方案，你在选择器材和进行实验时应注意哪些事项？（至少写出两项）

题12.［2003年中考试题］小华同学在测出滑轮组的机械效率后，想进一步探究影响滑轮组机械效率的因素有哪些，为此，他作出了如下猜想。

（1）可能与动滑轮的重力有关。

（2）可能与绳子的重力有关。

（3）可能与滑轮组的摩擦力有关。

（4）可能与被提升的物体的重力有关。

请你帮他设计一个实验，探究滑轮组的机械效率是否与被提升的物体的重力有关。

（1）写出所需的实验器材。

（2）写出实验方法。

题13.［2004年中考试题］在学习太阳能的利用时，小强同学想通过实验探究：黑色物体与白色物体对太阳辐射能的吸收本领哪个大？他提出的猜想是：黑色物体对太阳辐射能的吸收能力比白色物体强。

（1）请你列举生活中的一个实例来支持（或反对）他的猜想。

（2）请你设计一个实验方案来证明（或否定）他的猜想。要求写出实验器材和实验步骤。

评析：猜想或假设是否正确科学，还需通过具体的操作获取证据加以验证，因此，要设计获取证据的方案，在过去的教学中，常常是教材或教师将方案设计写好以后由学生执行操作，因此使教学丧失了探究性。对制定计划与设计实验能力，课标要求是：①明确探究目的和已有条件，经历制定计划与设计实验的过程。②尝试选择科学探究的方法及所需要的器材。③尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识。④认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。

以上试题要求学生分析影响问题的因素，利用科学方法，控制变量，确定实验方法，选择实验器材，确定实验程序。试题对科学方法，特别是对实验探究法、控制变量法考查较多，对学生选择实验器材给予了较大的自主和开放，学生可以选择认为最合理的最容易得到的器材。卷面情况表明，经过一定数量的科学探究活动之后，学生设计能力和研究经验，都有明显的提高和进步。

三、考查分析与论证能力

题14：［2003秋季八年级期末试题］下表一组数据是声在几种物质中的速度。根据表中的数据你有哪些发现？（写出两条即可）

几种物质中的声速（m·s^-1）

题15［2004年中考试题］为研究物质的某种属性，同学们找来大小不同的石蜡块和大小不同的干松木做实验，实验得到如下数据：

（1）请你用图象形象地把两种物质的质量随体积变化的情况表示出来（如图所示）。

（2）通过对以上图象的分析，你可以得到什么结论（要求写出两条）？在物理学上通常用什么物理量来表示物质的这种属性？

评析：通过实验得到了一些数据，看到了一些现象，但是，要寻求出物理规律，还必须对实验现象和数据运用思维方法和数学方法进行分析论证，才能得到结论。课标对分析与论证的能力提出的基本要求是：

① 能初步描述实验数据或有关信息。

② 能对收集的信息进行简单的比较。

③ 能进行简单的因果推理。

④ 经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。

⑤ 尝试对探究结果进行描述和解释。

⑥ 认识分析论证在科学探究中是必不可少的。

题14、15两题考查了学生运用比较法、归纳法、图象法与数学中比例等知识与方法、分析论证得到结论的能力，卷面情况反映多数学生都可以通过观察、比较、分析、论证得到科学结论。

四、考查评估与改进能力

题16：［2004年中考试题］已知1标准大气压的值约为105Pa。小明同学想通过实验探究大气压究竟有多大。他设计的实验方案是：将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平桌面上，挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离桌面。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力。再设法量出吸盘与桌面的接触面积，然后算出大气压（如图所示）。他选择的实验器材是：量程为5N的弹簧测力计，底面积为5cm2的吸盘。

（1）这种通过测量拉力和接触面积来计算大气压强的方法是否可行？

（2）如果上述实验方案可行，小明同学选择的器材能否测出大气压的值？请你进行评估。

题17：［2003年秋季九年级期末试题］在测盐水的密度的实验中，小午的测量方法是：在玻璃杯中盛盐水，用天平称出它们的质量m1，再把玻璃杯中的盐水倒入量筒中一部分，记下量筒中盐水的体积V，最后称出玻璃杯中剩下的盐水的质量m2，则盐水的密度为ρ=m1-m2/V。小华的测量方法是：先用天平称出一只空玻璃杯（干燥的）质量m1，将盐水倒入玻璃杯中，用天平称出它们的总质量m2，再将盐水全部倒人量筒中测出它的体积V，则盐水的密度为ρ=m2-m1/V。

请你对小午和小华的测量方法进行评估，他们的测量方法中有没有不合理的地方？为什么？如果按照不合理的方法进行测量，对测量结果会有什么影响？

题18：［2004年中考试题］下图所示是研究导体产生的热量与导体电阻关系的实验装置。

（1）将两根不同的电阻丝串联起来主要是为了控制什么物理量相同？

（2）小强发现课堂上老师用加热煤油的方法来比较导体产生热量的多少时，所用时间较长，回家后想用另外一种方法来比较。请你帮他想出一种方法，并说明是如何比较导体发热多少的。

评析：对探究过程和结果进行评估，能深化探究方案，增长学生知识与技能，还可能引出新的发现，评估有利于学生养成严谨的科学态度，发展学生的批判性思维。因此，课标对“评估”提出了以下要求：

①有评估探究过程和探究结果的意识。

②能注意假设与探究结果间的差异。

③能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题。

④尝试改进探究方案。

⑤有评估中吸取经验教训的意识。

⑥认识评估对科学探究的意义。

题16、17考查学生对实验原理、实验方法、实验器材的选择，实验步骤的安排，进行评估的能力，题18考查学生发现问题，吸取经验教训，不断改进的意识。试题选材内容都是学生经历过的实验，这样选材对培养学生良好的评估意识、能力、习惯很有促进作用，强化平常探究活动要注重“评估”习惯和能力的培养，这对教学有很强的导向性。

五、考查交流与表达能力

题19：［2003年秋八年级期末试题］开展物理实践活动能让我们将所学的物理知识和方法应用于实践，培养我们实践能力和创新精神，下面几个项目是我们本学期开展过的实践活动，请你任选两项作答。

（1）制作一个简易的望远镜，你用了哪些主要的光学器材？透镜规格有什么特殊要求？画出你制作的望远镜的简图。

（2）在安全用电方面，我们周围的生活环境中，存在哪些不安全的地方（至少列出两条）？如果发生了人触电事故，应该怎么办？

（3）你家庭里或学校噪声污染来自于什么？请你提出切实可行的防治噪声的建议（至少提出两条）。

（4）今年我市夏季以来遭受了严重的旱灾，农业损失很大，很多乡村人畜用水都很困难，我市（或我村、我组）农田灌溉采用的是什么方式？应作什么改进（至少提出两条改进措施）？

题20：［2004年春季八年级期末试题］你家里每月要用多少度电，要开支多少电费，你调查过吗？如果电能表不便直接查看，调查中你应收集哪些数据？又怎样计算？

请根据调查情况自编一道计算题，求出你家里每月用电量和开支的电费，并提出几条节约用电的建议（注意收集的数据应是你家里实际数值）。

题21：［2003年秋季八年级期末试题］你在日常生活和学习中发现和提出了与物理有关、有实际意义的问题吗？请你列举一例。你将物理知识应用于日常生活、工农业生产、科学技术或物理实验中有什么“新点子”“新想法”“新设计”“新物品”……请你举一例。

评析：“交流与表达”“交流与合作”，事实上在探究每个环节和要素中均有体现和应用，作为纸笔测试，重在考查学生“能写出简单的探究报告”“有准确表达自己观点的意识”。以上三题以学生经历过的探究活动作为背景，要求学生表达交流展示自己探究过程和结果，这几题立意不在通过考试来区分甄别学生，旨在引导学生要实实在在开展探究实践活动，考虑学生因环境条件差异，体现人文关怀，试题给予了很大的自由选择和发挥的空间，有利于成果展示，有利于学生主体性发挥。在评卷中要求评卷者给学生找闪光点、得分点，对题21借鉴作文定等给分的方法评分。这样，给学生提供了一个展示平时探究活动成果的平台，考查了学生平时开展探究活动情况及表达能力，师生反映对教学的导向性很强。

关于学生进行实验和收集证据能力考查，一般是在传统实验题中进行，在这里不再赘述。

探究试题成为我市近几年试题中的一道新的风景线，探究试题也往往成为试卷难度较大、区分度大、信度高的试题，通过几年实践，我们认为探究试题考试要遵循情景性、实用性、创新性、科学性、探究性、开放性和适应性原则，才能命好题，才能有效地检测，才能引导教学改革。

探究试题的命题与考试，不仅考查了学生的探究能力，更重要的是引导了教学方式的转变与改善，对大力推行“探究式”学习方式，提倡“自主、探究、合作”起到了极大的推动作用，同时，发现并改进了教与学中存在的问题，这样，设置探究试题充分发挥了引导教学方向和促进师生发展的功能。当然我们通过实践认识到对学生探究能力的培养与考查，通过纸笔测试是远远不够的，应该是在探究活动中发展、评价，纸笔测试应与“过程性”“表现性”“成果性”评价相结合，才能较好地促进“科学探究”活动的开展，培养学生的科学素养。