初中物理中考探究性试题浅析

陆郎中学   陈 海

全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》的内容标准有两个：科学探究和科学内容。《标准》特别将科学探究纳入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，使学生从被动接受知识向主动获取知识转化。从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探究精神。这在近几年各省市的中考试题中有明显的体现。现就“科学探究”这一新的教学方法和相应的中考评价办法作简要的阐述和示例。

一、提出问题

李政道曾说过：“要开拓创新路子，最关键的是你会不会自己发现和提出问题，能正确地提出问题就是创新的第一步。”在学生已有的物理知识的基础上，从日常生活、自然现象或观察实践中发现与物理学有关的问题，培养学生的观察能力和提出问题是保证科学探究得以进行的前提。     

例1（山东省泰安市2003年中考试题）在课外活动时间或周末，同学们经常参加一些体育活动，有的同学喜欢跑步，有的同学喜欢打篮球，有的同学喜欢爬山，请同学们从跑步、打篮球或登山的感受中提出两个物理问题，并对提出的物理问题尝试解答。

本题结合了学生的一些课外体育锻炼，亲切自然贴近生活。学生们感觉言之有物，故而言之有理。且本题有一定的开放性，给学生的自由发挥提供了一定的空间，这从学生的各种形形色色的答案中便可窥知一二：

答：⑴登山时为什么要穿底部有花纹的运动鞋？答：增大摩擦。

    ⑵为什么沿环行线路上山省力？答：根据功的原理，做同样多的功沿环行线路通过较长的距离，故省力。

    ⑶登上山顶增加了人的机械能，这些能是由什么能转化来的？答：人体的化学能。

    ⑷打篮球时，当两个运动员激烈撞在一起时，为什么两人都感到疼？答：力的作用是相互的。

    ⑸出手后篮球的前进线路为什么不是直线？答：受到重力和空气阻力作用，改变了篮球的运动状态。

    ⑹篮球从地上弹起来时，机械能如何变化？答：动能转化为重力势能。

    ⑺人运动出汗后，风一吹为何感到凉爽？答：蒸发吸热。

    ⑻人跑步时为何有时不小心被石头绊倒？答：由于惯性。

二、猜想与假设

对提出的问题进行猜想与假设，这是学生的直觉思维活动。培养学生进行猜想和假设的能力，有利于培养学生的直觉思维和发散思维。猜想的基础是学生已有的知识和经验。训练学生运用知识想办法解决面临的问题，要充分展开思考，否则仓促盲目地做实验，多方面的教育目标都难以实现。猜想与假设一般有如下方法：依靠生活经验进行假设，依靠逻辑思维进行假设，根据观察到的现象进行假设，通过直觉作出假设。

    例2（济南市2004年中考题）在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想：

猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关。

猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关。

猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。

为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列的９种规格的琴弦。因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。

⑴为了验证猜想一，应选用编号为　　　、　　　、　　　的琴弦进行实验，为了验证猜想二，应选用编号为　　　、　　　、　　　的琴弦进行实验，表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容。请在表中填上所缺的数据。

编号	材料	长度（㎝）	横截面积（㎜2）
A	铜	60	0.76
B	铜	60	0.89
C	铜	60	1.02
D	铜	80	0.76
E	铜
F	铜	100	0.76
G	钢	80	1.02
H	尼龙	80	1.02
I	尼龙	100	1.02

⑵随着实验的进行小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是　　　　　　　　　　　　　。

⑶课本中所涉及的探究实验中，有些实验的研究方法与上述方法类似，例如：            。

课程标准对“猜想与假设”的考查要求是：尝试根据经验和已有的知识对问题的成因提出猜想，对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测和假设。要实施真正的探究式学习，就不能省掉猜想或假设这一环节。通过科学性问题，考查学生提高猜想的能力，使学生有机会体验真正意义上的科学探究，本题的设计就体现了这一思想。

三、制定计划和设计实验方案

制定计划和设计实验方案是科学探究活动的重要环节，制定计划和设计实验方案的条理性、完整性、可行性、方向性直接影响后续探究活动的进行和成败。在制定计划的过程中，学生必须明确在后续的探究活动中应该先做什么，再做什么，最后做什么，应该注意些什么。

    例3（泰州市2005年中考试题）由阿基米德（F浮=G排液）结合相关知识，可以推得F浮=ρ液V排液g，从而看出物体受到的浮力与物体受到的浮力大小与物体　　　　和液体的　　　　有关。

有些爱思考的同学进一步提出，除上述两个因素外，浮力的大小是否还与别的什么有关？其中，一个比较具体的问题是：物体所受浮力大小是否与物体的形状有关？针对这个问题，若提供下列器材由你选择，你将选择哪些器材、怎样进行探究？（供选择的器材有：弹簧测力计，三个形状不同的小石块，橡皮泥，烧杯、细线和水。）

（1）你选择的器材是：           　　　　　　。

（2）你的探究方案（即实验步骤）是：　　　　　　　　。　

（3）你如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论：　　　　　　　　　　　　　　　　。

 四、进行实验和收集证据

   物理是一门以实验为基础的学科，物理实验是物理学理论的直接基础。通过物理实验既可激发学生的兴趣，使学生获得物理知识，培养实验技能，而且体验了物理新课程理念。学生不仅是会做了几个实验和掌握了一些实验技术，更是物理的思维方式、实验方法、科学思维和创新思维训练的素质教育，是良好科学态度、科学作风的培养，让学生知道在物理实验中随便修改实验数据是决不可取的。

  例4（2004年沈阳市中考试题）小雪和小红在“测滑轮组机械

率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。

⑴小红    向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N;同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m,以上测量准确无误。其他被测物理量和

计算的数据如下表：

钩码重（N）	弹簧测力计提升的高度（m）	有用功（J）	总功 （J）	机械效率
2	0.4	0.2	0.2	100%

⑵小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误。请你帮助找出原因：                 

⑶该滑轮组的机械效率实际为        。     

⑷若提升的钩码增加到6N,则该滑轮组的机械效率将     （选填“变大”、“变小”、“不变”）。

五、分析与论证。

    实验数据是客观事实的反映不等于实验结论；实验结论是在数据基础上进行科学分析的结果。通过学生对实验中现象的观察和数据的测量，引导学生进行简单的因果推理。在控制物理条件下，关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系，寻找数据之间的相互关系的特征，培养学生分析简单的因果关系能力。

  例5（盐城市2005年中考）请阅读下表，并将你发现的有关规律填在相应的横线上（要求写出两个结论）。

⑴                                             ；                

⑵                                             。     

六、评估

    探究假设是探究结果的预期，探究结果是探究假设的验证。总结实验探究过程，评估探究结果，注意探究活动中没有解决的矛盾，发现新的问题，从而帮助我们吸取经验教训改进实验方案。

  例6（苏州市2005年中考试题）小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下：

⑴把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔；

⑵如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；

⑶观察并记录注射器筒上所标明的容积V,用刻度尺测出注射器全部刻度长度L.

①根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为p=  

②按照上述实验方案测得的大气压强的植，往往会比大气压强的实际植偏小，你认为产生这种现象的主要原因是：                           。

七、交流与合作

  探究活动离不开学生之间的交流合作，这种交流合作既锻炼了学生的表达能力，又增强了团队合作意识。他们学会了彼此尊重对方，听取意见，合作互动的氛围使每位学生的想法都能为全体所共享，学生的合作与共享的良好品质得到了培养。

  总之，随着新课程改革形势的进一步发展，作为教育第一线的广大教师们，一定要研讨中考改革的动向和热点，在平时的教学中吃透课程改革精神，掌握新课程标准，以便全面提高学生的综合素质，这样才能在中考中始终立于不败之地。