──新课程背景下的物理中考命题探索
江苏省无锡市惠山区教研室 李 明
中考的评价目标、评价方向对课程的实施具有很强的导向作用，中考命题应该全面考查学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等多方面的情况，为新课程的顺利实施、实现新课程的培养目标作好正确的导向。科学探究是义务教育阶段物理课程标准中的重要部分，科学探究教学能比较全面地落实课程标准提出的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等多方面的要求，科学探究的考查既要落实课程标准对科学探究的要求，又要为课堂科学探究教学提供导向和帮助。
本文就如何围绕初中物理课程标准中“科学探究要素”和“对科学探究能力的基本要求”编制科学探究试题，谈谈笔者的一些做法和体会。
一、提出问题、猜想与假设能力的考查
探究的动力来自于对问题的好奇、敏感和丰富的联想与假设，来自于认知冲突和不同观点的撞击与争辩。提出问题是科学探究的前提，也是科学探究能力的重要方面。教学的关键是创设情境，使学生自己发现或提出问题，从而培养学生发现问题、提出问题的能力。考题的编制也需要给学生具体的问题情境。情境创设可从生产、生活科技等现象、演示实验、故事报道等入手，或激起疑问，或产生认知冲突，从而考查学生发现问题提出问题的能力。
例1：小明为了研究液体蒸发快慢与哪些因素有关，将体积相同的水和酒精分别装入两个相同的烧杯中，然后将它们放置在同一房间（相同环境）里。过了一段时间，他观察到酒精液面明显低于水的液面。试根据这个蒸发快慢的现象提出一个相关的问题。（无锡市2004年中考题）
题中描述了液体蒸发快慢的现象，学生根据这个现象首先联系到学过的影响蒸发快慢三个因素，发现本题中三个因素都一样，进一步思考会找到本题中蒸发快慢是由于液体的种类不同造成的，从而发现了问题。这类考题有一个明显的物理现象和产生这个现象的过程描述，让学生从现象出发，根据学生已有的知识或生活经验，在题给出的物理过程描述中发现问题，提出猜想。本题为降低难度，也使答案能比较集中有利于阅卷，在题中明确了“根据这个蒸发快慢的现象，提出一个相关的问题”。
例2：如图1所示：A是一个透明的玻璃罩，B为活塞。在玻璃罩内放入一些酒精或乙醚，将活塞迅速下拉，玻璃罩内温度下降，这时能够看到玻璃罩内有“白汽”产生。这些“白汽”是酒精或乙醚发生了什么物态变化而产生的？根据这一现象提出一个相关的问题。
图1
这里为降低难度，设置了一个中间问题：“这些‘白汽’是酒精或乙醚发生了什么物态变化而产生的？”产生这个现象的原因是温度降低了，从而可以提出“液化与温度有什么关系？”这样的问题。值得指出的是，这里说的“提出问题”是科学探究要素中的一个环节，是为探究服务的，而不是一般意义上的“问题”。对学生的答案不必追求严密的逻辑性，要鼓励学生的直觉思维，鼓励学生善于发现问题，勇于提出问题。
二、制定计划与设计实验能力的考查
设计方案的过程是培养学生科学思维、提高解决问题的能力的有利时机。方案设计不仅仅为解决问题，设计方案的过程可以激活学生已有的知识，使学生的知识有机组合形成相互联系的知识结构。要通过方案设计这个教学途径整合学生的知识，发展学生的能力，培养创新精神！
对学生方案设计能力的考查可以编制三类形式的考题，下面分别通过一些例子加以说明。
（一）测量性方案设计：一个物理量没有办法用仪器直接测量，可以测量相关的物理量， 然后根据一定的物理规律（公式）进行计算得到要测量的物理量，这就是一种间接测量的方法。
例3：小红家里的电能表标有“3 000 revs/kW·h的字样，现小红利用该电能表测定家中电热取暖器的电功率，当取暖器单独工作时，电能表的转盘在90 s内转过60转，则该取暖器的电功率是_____W。则该电能表的转盘转过1转，电路中用电器消耗的电能是_____J。（无锡市2004中考题）
电功率在中学阶段没有办法直接测量，可以根据P＝IU，测量用电器两端的电压和电流来计算电功率，课本中测定小灯泡电功率就是用的这种方法；或根据P＝W/t，测量电功和时间来计算电功率，本题就是采用的这个方法。这种试题可以侧重实验原理考查， 但由于这些原理是学生掌握的基础知识，对学生方案设计能力的考查力度是不够的，适合于实验基础考查，试题难度不要太高。基于这种考虑，本题做了适当的铺垫，侧重于实验原理的考查，在测量方法上做了简化处理。
（二）研究物理量关系的方案设计：几个物理量之间的关系研究，可以是学生未知的，用来考查学生解决问题的策略、方法，对学生的能力要求比较高。
例4：现有各种规格的不锈钢丝和铜丝。请你设计实验研究方案，比较不锈钢和铜这两种材料的导电性能。
（1）实验研究中对不锈钢丝和铜丝的选取有什么要求？
（2）你用什么方法显示材料的导电性能？（可画出相应的电路图加以说明。）（无锡市2004年中考题）
本题（1）应从宏观上考虑，设计总体方案，虽然题中只研究材料和导电性能这两者的关系，但影响导电性能的还有其他因素，本题较灵活地考查了“控制变量”方法。不强求学生答得全面，只要有控制变量的意识就可以了。（2）总的方案确定后，再对每个局部进行微观设计，本题抓住如何将导电性能表示出来这个关键，设置问题，考查学生灵活运用所学的知识解决问题的能力。
例5：在研究导线的电阻时，小明猜想导线的电阻可能与导线的长度、横截面积、材料以及温度有关。为了研究导线电阻与温度的关系：
（1）研究中应控制不变的量有哪些？
（2）写出实验中需要测量的物理量和所需的器材。
该题（1）仍然考查控制变量的方法。题（2）是具体设计如何改变“温度”，如何测量“电阻”，进行局部设计。
这里所考查的方案设计中各物理量之间的关系，学生是不知道结果的，这样可以真实地反映学生的探究能力。值得指出的是，背景材料不宜选择现行新教材已经删去的内容和高中教材的内容，以防止初中教学无限制地扩大教学范围、增加教学难度。
（三）应用性设计：用学到的物理知识，解决实际问题。考查学生学以致用，理论联系实际的意识。
例6：某农科所采用盐水浸泡的办法来选择饱满结实的种子，结果发现将种子浸入盐水后，所有种子都下沉在盐水下面，无法将饱满结实的种子与其他种子分开。请你设法帮助他们解决这个问题。
有时这种设计难度较大，试题可以先进行部分设计，让学生完成整个设计。也可以呈现设计内容，让学生来解释设计原理。
例7：如图2是王强同学在研究性活动中为仓库设计的一种防盗报警器，其金属踏板放在仓库门口，两个灯泡都在值班室内，观察电路可知这个报警器的工作过程是：
有人踩上踏板时：_______________，
无人踩上踏板时：_______________。
图2
三、进行实验与收集证据
这里可以侧重考查学生对基本仪器、基本方法等的掌握情况。
例8：为了鉴别某金属块的材料，先将该金属块放在调好的天平上，测出它的质量，然后将它放进盛有水的量筒内，测出它的体积。天平平衡时右盘中的砝码和游码的示数以及量筒中水面先后的位置如图所示。该金属块的质量是g，它的体积是cm
， 算出它的密度后查表可知该金属可能是。（无锡市2004中考题）
图3
图4
例9：如图5甲是测量小灯泡额定功率的实验电路， 已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）在图5中用笔画线代替导线完成电路连接。要求：使滑动变阻器滑片P向右滑时，变阻器阻值变小。
（2）实验中，当滑动变阻器滑片在某一位置时，电压表、电流表的示数如图乙所示。
请读出它们的示数并将其数据填入表中（表中已有另外两次实验的数据）。（无锡市2004中考题）
图5
例8和例9两题考查了基本仪器的使用、读数以及电路连接等实验基本技能和方法。
四、分析与论证能力的考查
根据实验现象或采集到的数据进行分析、论证，得到结论。对初中学生来说更多的可以考查归纳推理能力。
例10：敲鼓时，撒在鼓面上的纸屑会跳动，且鼓声越响纸屑跳得越高；将发声的音叉接触水面，能溅起水花，且音叉声音越响溅起的水花越大；扬声器发声时纸盆会振动，且声音越响纸盆振幅越大。根据上述现象可归纳出：（1）声音是由物体的产生的_________；（2）____________。（无锡市2004中考题）
该题给了一些相似的现象，考查学生透过现象抓住共性本质的能力。由于本题涉及的内容是学生熟知的，归纳的难度就很低，只能作为基础性的考查，渗透归纳的思想。
例11：如图6是研究小球动能与小球的质量和速度关系的实验装置示意图。表中记录了用甲、乙两球分别进行实验的数据。 由表中数据可知：甲球的动能________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙球的动能，在质量和速度两个物理量中，对动能影响较大的是__________。（无锡市2004年中考题）
图6
该题在学生定性了解物体动能大小与物体质量和速度关系的基础上设问，表中给了质量和速度的定量数据，但动能的大小还是应从物体A被推动的距离来判断。第二问的知识学生是不具备的，应根据所给的数据进行分析作出判断。
例12：小明用如图7所示的装置研究影响摩擦力大小因素。表中是他记录的有关实验数据。分析表中数据、第一、第二两次实验说明____________。分析表中数据，第二、第三两次实验说明____________。
图7
本题若直接从数据得到结论，对学生的表达能力要求较高，试题渗透控制变量的思想分别对两种情况设问，以达到控制难度的目的。
例13：如果将一双竹筷和一把不锈钢汤匙一起浸在热水中，数秒钟后用手去触摸筷子和汤匙时，会感觉到它们的冷热程度不一样。这说明它们传导热的本领是不一样的。那么，不同的液体（如水和煤油）传导热的本领是否一样呢？对此，小明进行了探究。他在两个相同的试管中分别装入质量和温度均相同的水和煤油，并在水和煤油中分别插入两支温度计，然后将两试管同时放入了100 ℃的沸水中加热，如图所示。实验时，小明利用温度计和计时器，通过测量得到了水和煤油在不同时刻的温度值，记录的数据如下表所示。小明分析实验数据后得到了正确的结论。［煤油的比热容为
］
（1）科学探究的过程一般有下列步骤：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、 进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。小明完成的本次探究过程，采用的探究步骤有哪些？ （请按合理顺序写出）
（2）小明得到的正确结论是什么？
（3）进一步分析表中的数据，你还有什么发现？ （无锡市2004中考题）
本题的第二问就是要学生分析所给的数据，得出结论。由于这个结论是学生初中物理中没有学到的，所以试题考查学生能力的信度较高。第三问考查的综合度和深度要求更高，作为整卷压轴题，尝试用来区分高分学生。
五、评估与交流
梳理思维线索，反思探究过程中研究问题的思想和方法，总结探究过程中的困惑与喜悦，这也是学生再探究的动力来源。这里可以对探究活动各个环节进行考查。
例14：小明想用如下的方法测量大气压强：将一个面积为
的吸盘按在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，用最大刻度值是5 N的弹簧测力计测量大气压力（如图所示），然后计算大气压强。若大气压强为1.01×10
Pa，则吸盘受到的大气压力是______N。小明发现不能用这个测力计完成测量，其原因是_____。（无锡市2004年中考题）
这题表面上是反思测量仪器的选择，实质隐含了对整个实验方法设计的反思，由于是填空题，为了降低难度，第一空设置了一个台阶。
例15：小红同学在探究串联电路电流规律的实验中，按图示连接好了电路，合上电键后，发现小灯
、
均不发光，电流表示数为零。是哪里发生了故障呢？她思考了一下，然后用一个电压表分别接到电流表、灯、灯两端测量电压。测量结果：电流表、灯两端无电压，灯两端有电压，由此小红找出了电路发生故障的原因。则电路的故障可能是（ ）。
A.电流表断路了 B.小灯断路了
C.小灯断路了 D.小灯短路了
该题是对探究中出现的问题进行反思，从而再探究的一个例子，但考题的落点在于电路故障分析，考查了学生在评估过程中的分析推理能力。
例16：小华和小红合作研究压力的作用效果与受压面积的关系，小红的办法是请两个老师，让一个老师穿上平底鞋，另一个老师穿上高跟鞋在泥地上行走，来观察他们的脚印深浅，高跟鞋与地面接触面积小，如果她的脚印深，就能说明受压面积越小，压力作用效果越明显。小华认为小红的方法还有不合理的地方，因为压力的作用效果还与压力有关呢，你能想到更好的方法吗？
该题对探究的方案设计的完整严密性、实验结论的可靠性进行评估，并针对问题提出改进意见。
以上通过一些具体的例子，谈了我们对学生探究能力考查的一些尝试，我们认为纸笔测试目前仍然是评价的重要手段，一方面它是目前社会认可度较高的一种评价方式， 另一方面它信度高，也是学生学习情况的综合表现，测验的成绩仍是反映学生学习情况的重要因素之一。关键是要提高测验的信度，让测验能更客观地反映学生的学习实际。因此研究命题改革是作好评价改革的重要方面。测验的命题必须全面反映物理课程标准的要求，有利于学生创新并发挥自己的特长。注重考查应用物理知识、技能分析和解决问题的能力，注重对学习过程的考查，提倡试题的开放性。
