葛喜潭
圖表作為一種重要的信息呈現(xiàn)方式,它能充分反映具體事實(shí)的基本情況、數(shù)字信息以及不同現(xiàn)象之間的聯(lián)系。圖表題具有概括性強(qiáng)、知識(shí)容量大、隱含信息多、簡單明了等特點(diǎn),是表達(dá)、概括、拓展和深化科學(xué)學(xué)科知識(shí)的重要形式。因此,各地的科學(xué)學(xué)業(yè)考試中都有大量的圖表信息題。從08年浙江省11個(gè)市科學(xué)學(xué)業(yè)考試試卷中圖表題統(tǒng)計(jì)表(如下表所示)中可以看出,所統(tǒng)計(jì)試卷的圖表題在“全卷中的比例”的平均數(shù)高達(dá)54%。
說明:以題為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì),即一題中含有多個(gè)圖表的作為一題統(tǒng)計(jì)。
1 圖表題的作用
“畫面展示的,比鉆石更可貴”(達(dá)芬奇)。的確,設(shè)計(jì)巧妙的圖表題對考查學(xué)生具有良好的效果,圖表題主要有下以三個(gè)方面的作用。
(1)圖表題強(qiáng)調(diào)真實(shí)性,重視形象與直觀,給人以身臨其境的感覺,能激發(fā)學(xué)生形象思維,使他們對所提供的材料產(chǎn)生積極的心理反映。
(2)圖表信息題往往承載著實(shí)驗(yàn)探究的過程、方法和問題,這就要求學(xué)生從中分析出原理、結(jié)論,評估方法的優(yōu)劣、存在的問題以及選擇改進(jìn)的方法等。因此達(dá)到了“考查學(xué)生的觀察能力,提取有效信息的能力,靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力以及推理歸納能力”的目的。
(3)圖表題能化繁為簡,可以使題目信息清楚、生動(dòng),卷面形式多樣,它在“動(dòng)”、“靜”的結(jié)合中,給學(xué)生以充分思考的余地。
2 解題中的常見錯(cuò)誤
較多的圖表題綜合性強(qiáng),涉及面廣,對解題能力要求高,所以對許多學(xué)生來說有一定的難度。學(xué)生在解題過程中容易出現(xiàn)以下幾種常見的錯(cuò)誤,下面以2008衢州卷為例進(jìn)行分析。
2.1 概念模糊不清
例1 (第10題)如圖表示了通過某導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系。由圖中信息可知
A.導(dǎo)體的電阻為6Ω
B.導(dǎo)體的電阻為1.5Ω
C.導(dǎo)體的電阻隨導(dǎo)體兩端電壓的增大而增大
D.導(dǎo)體兩端電壓為0時(shí),導(dǎo)體的電阻也為0
分析 電阻概念不清,正確率75%,有16%的學(xué)生錯(cuò)選C。
2.2 審題粗心大意
例2 (第12題)如圖所示,某同學(xué)將自己戴的近視眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間,在光屏上得到一個(gè)清晰的像。在下列表示視力矯正的光路圖中,與上述實(shí)驗(yàn)情形一致的是( )
分析 由于解題時(shí)沒有注意到“近視眼鏡”,有12%的學(xué)生錯(cuò)選A,正確率為80%。
2.3 思維狹窄片面
例3 (第20題)圖甲是盧瑟福用α粒子轟擊原子而產(chǎn)生散射的實(shí)驗(yàn),在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,他提出了如圖乙所示的原子核式結(jié)構(gòu),盧瑟福的這一研究過程是一個(gè)( )
A.建立模型的過程
B.得出結(jié)論的過程
C.提出問題的過程
D.驗(yàn)證證據(jù)的過程
分析 學(xué)生思維能力不強(qiáng),正確率只有55%,有34%的學(xué)生錯(cuò)選B,11%的學(xué)生錯(cuò)選D。
2.4 干擾因素的影響
例4 (第33題)為研究甲、乙兩種不同植物是否會(huì)爭奪土壤中的養(yǎng)分,某人設(shè)計(jì)了四個(gè)不同實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示,各裝置中地下部分都處于相同環(huán)境的盆中,地上部分所處的都是透明的封閉容器。
⑴為了達(dá)到本實(shí)驗(yàn)的目的,應(yīng)比較裝置______(填裝置編號(hào))之間的植物生長差異。
⑵以裝置①、裝置④來進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是______(選填“合理”或“不合理”)的。請說明具體的理由:______。
分析 由于干擾因素的影響,第⑴題的正確率僅為12%,第(2)題僅為27%。
2.5 思維定勢
例5 (第17題)給一定質(zhì)量的水加熱,其溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。若其它條件不變,僅將水的質(zhì)量增加,則水的溫度隨時(shí)間變化的圖線應(yīng)該是( )
分析 因沸騰時(shí)溫度不變,學(xué)生容易忽視水量增加的影響。正確率為84%,有9%的學(xué)生錯(cuò)選A。
2.6 語言表述含糊
很多學(xué)生不能用科學(xué)性、邏輯性和準(zhǔn)確性的語言表述答案。如例4中(2)題第二空的得分率只有27%。
3 解題策略
解圖表題的一般策略是: ①搞清圖表研究的對象,明確圖表的物理意義;關(guān)注“文字→圖表”、“圖→表”、“表→圖”間的有關(guān)信息、進(jìn)行提取和轉(zhuǎn)換,從中直觀地得到信息或經(jīng)過分析、加工,提煉出隱含信息。②理清該圖表涉及哪幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)以及這些知識(shí)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系。③對不同類型的圖表進(jìn)行分析、比較、判斷,找出規(guī)律,得出結(jié)論。
圖表題的解題方法除了應(yīng)用常規(guī)解題方法外,如認(rèn)真讀題,明確已知條件、求解問題,找出陷阱等,還要根據(jù)表格、圖像的類型摸索一些針對性的解題策略。
3.1 坐標(biāo)圖
“坐標(biāo)曲線題”考查對曲線的理解,對坐標(biāo)曲線形狀、數(shù)值的正確描述。解答此類題的前提是認(rèn)真審題,明確解題要求,仔細(xì)識(shí)別坐標(biāo)圖中縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所表達(dá)的變量,了解縱、橫坐標(biāo)之間的聯(lián)系。坐標(biāo)上的曲線,反映了橫坐標(biāo)對縱坐標(biāo)的影響,只有明白了曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和交叉點(diǎn)的含義,才能正確理解題意,分析過程,解答問題。
例6 (第14題)如圖表示A、B兩種固體物質(zhì)的溶解度曲線,在t2℃時(shí),當(dāng)在A、B兩種物質(zhì)的溶液接近飽和時(shí),下列哪種方法使兩溶液都能達(dá)到飽和?( )
A.降低溫度B.加入溶劑
C.加入溶質(zhì)D.倒出部分溶液
分析 從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看,本題的得分率為85.4%,選A、B、D的分別為6.3%、5%、3.3%。
圖示信息 A物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增大,B物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而減?。ㄓ行畔ⅲT趖2℃時(shí),A、B兩種物質(zhì)的溶解度相等(干擾信息)。
已學(xué)知識(shí) 將不飽和溶液轉(zhuǎn)變成飽和溶液的方法有:蒸發(fā)溶劑、增加溶質(zhì)、降低或升高溶液溫度。
解決問題 A物質(zhì)的不飽和溶液轉(zhuǎn)變成飽和溶液的方法有:蒸發(fā)溶劑、增加溶質(zhì)、降低溶液溫度;B物質(zhì)的不飽和溶液轉(zhuǎn)變成飽和溶液的方法有:蒸發(fā)溶劑、增加溶質(zhì)、升高溶液溫度。
結(jié)論 采用相同方法使A、B均達(dá)到飽和的方法只有蒸發(fā)溶劑、增加溶質(zhì)。即只有C選項(xiàng)符合題意。
3.2 示意圖
示意圖題中的信息有的比較明顯,有的則相對隱蔽,解答時(shí)應(yīng)注意看懂題目和圖示兩方面提供的信息。讀圖時(shí),運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)提煉圖示的含義,然后結(jié)合概念和原理答題。在文字表達(dá)上,要求準(zhǔn)確簡潔,盡量用課本上的術(shù)語表述,條理清楚、書寫工整等。
例7 (第34題)某科學(xué)興趣小組的同學(xué)利用羽毛球和小金屬球來研究“空氣阻力和速度的關(guān)系”。取三個(gè)相同的羽毛球,每個(gè)羽毛球的質(zhì)量為m,并編號(hào)為甲、乙、丙,其中在乙羽毛球內(nèi)固定3倍于羽毛球質(zhì)量的小金屬球,在丙羽毛球內(nèi)固定8倍于羽毛球質(zhì)量的小金屬球。然后讓它們從不同高度分別自由落下,并以豎直磚墻為背景,當(dāng)進(jìn)入豎直磚墻的區(qū)域時(shí),用數(shù)碼相機(jī)自動(dòng)連續(xù)拍攝的方法記錄羽毛球的運(yùn)動(dòng)過程,上圖是其中的一段。請根據(jù)圖示回答下列問題:
⑴該小組在拍攝羽毛球的運(yùn)動(dòng)過程中,選擇以豎直磚墻為背景的作用是______。
⑵對于圖中的這段運(yùn)動(dòng)過程,甲、乙、丙羽毛球所做的運(yùn)動(dòng)都是______運(yùn)動(dòng)。
⑶對于圖中的這段運(yùn)動(dòng)過程.乙羽毛球下落時(shí)受到空氣阻力大小為______;假設(shè)甲羽毛球下落的速度為v,則丙羽毛球下落的速度為______ ;由此可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______。
分析 本題的得分率為45%,五個(gè)空格的得分率依次為47.7%、80.4%、21.3%、26.7%、11.3%。第⑴小題因要用文字表達(dá),學(xué)生往往詞不達(dá)意,所以得分率不高,第⑵小題得分率較高,但其中也含有猜測的成分,第⑶小題的最后一空得分率很低,且絕大多數(shù)得分的學(xué)生的回答為:隨著速度的增大空氣阻力增大,而不能得出定量關(guān)系。
關(guān)鍵信息 ①羽毛球的質(zhì)量不同;②不同的羽毛球在相同的時(shí)間內(nèi)通過的距離不同;③相同的羽毛球在相同的時(shí)間內(nèi)通過的距離相同。
解決問題 由③可得,甲、乙、丙均做勻速直線運(yùn)動(dòng);由②可知甲、乙、丙的速度不同,通過計(jì)算和比較可得:v甲∶v乙∶v丙=1∶2∶3;由①可知甲、乙、丙的重力,因?yàn)槭莿蛩僦本€下落,所以阻力等于重力,通過計(jì)算可得:F甲∶F乙∶F丙=1∶4∶9。速度與阻力的關(guān)系分析如下表所示:
甲乙丙比值
速度v甲v乙=2v甲v丙=3v甲1∶2∶3
力F甲=mgF乙=4mg=4F甲F丙=9mg=9F甲1∶4∶9
兩者關(guān)系羽毛球受到的阻力隨速度的增大而增大(定性)羽毛球受到的阻力與速度平方成正比(定量)
在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生應(yīng)該自覺地觀察圖表所呈現(xiàn)的信息,掌握分析圖表的基本方法。這樣不僅可以提高識(shí)表識(shí)圖的能力,更能訓(xùn)練、優(yōu)化學(xué)生的思維策略。
說明 本文中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來自本縣2008年學(xué)業(yè)考試試卷的隨機(jī)抽樣統(tǒng)計(jì),樣本量約占全體考生的11%。
(欄目編輯趙保鋼)