楊波
摘要:中考試題對日常教學(xué)和中考總復(fù)習(xí)都有著重要的導(dǎo)向作用.其中電學(xué)部分內(nèi)容占據(jù)突出的地位,因其可有效評價學(xué)生科學(xué)探究能力和對探究的理解而備受出卷老師青睞,也是最后復(fù)習(xí)的重中之重.然而,對于一些中等的學(xué)生而言,電學(xué)“難”題是阻礙他們前進(jìn)的絆腳石.本文針對中考考試特點(diǎn)和學(xué)生存在的核心素養(yǎng)缺失問題,對近兩年的電學(xué)試題進(jìn)行詳細(xì)剖析,還原出題人的設(shè)計意圖和考察目標(biāo),以評卷人的角度深刻解讀試題背景的知識體系,深度解析學(xué)生遇到此類問題的瓶頸所在,同時提供電學(xué)有效復(fù)習(xí)策略.
關(guān)鍵詞:中考;物理;電學(xué);策略
所謂電學(xué)“難”題,即電學(xué)綜合題,包括實驗探究題和分析計算題.這類型的試題題目包含大量的圖片、圖表、坐標(biāo)系和文字?jǐn)⑹龅纫?,信息量大,要素之間相互穿插,互相影響,若某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng),學(xué)生就難以招架,出現(xiàn)失分甚至不得分.筆者以為,核心素養(yǎng)缺失是此類問題的癥結(jié)所在.回歸課程標(biāo)準(zhǔn)[1]可以發(fā)現(xiàn),核心素養(yǎng)包括科學(xué)知識、科學(xué)方法以及處理實際問題的能力.當(dāng)這些素養(yǎng)以電學(xué)綜合題為載體進(jìn)行考查時,學(xué)生素養(yǎng)缺失尤其是隱性缺失就被明顯地放大了.下面筆者就以全程參與閱卷工作為基礎(chǔ),用兩道中考題談?wù)剬W(xué)生遇到的具體問題和突破此類難點(diǎn)的方法.
例1(2016寧波26)小科用如圖1所示的實驗儀器探究“電流與電阻的關(guān)系”,滑動變阻器的規(guī)格為“10Ω 1A”,AB間接入的定值電阻的阻值為25Ω.
【實驗步驟】
①連接電路:完成圖甲中的連線,使滑動變阻器接人電路的阻值最大;
②閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為30V,讀出電流表示數(shù)并記錄,此時滑片P在中點(diǎn)附近;
③斷開開關(guān),在AB間換接20Ω的定值電阻;
④閉合開關(guān),讀出電流表示數(shù)并記錄;
⑤斷開開關(guān),在AB間分別換接15Ω、10Ω和5Ω的定值電阻,依次重復(fù)步驟④.
【實驗數(shù)據(jù)】電阻R/Ω12512011511015電流I/A10 1210 1410, 1610 201★AB間接5Ω的定值電阻時,電流表示數(shù)如圖2所示,則表中“ ★”處的數(shù)為.【數(shù)據(jù)分析】小科找不出上述數(shù)據(jù)的定量關(guān)系.而其他同學(xué)都通過實驗得出了“電壓不變時,通過導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體的電阻成反比”的正確結(jié)論.
【實驗反思】
(1)小科得不到正確結(jié)論的原因是,需要重新實驗.
(2)根據(jù)小科的實驗數(shù)據(jù),通過進(jìn)一步分析計算可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)AB間的阻值變小時,電池組兩端的電壓將(填“變大”、“變小”或“不變”)
此例是典型電學(xué)實驗探究題,縱觀全題,從命題背景分析,有如下特點(diǎn):(1)知識考察緊扣課程標(biāo)準(zhǔn),回歸教材;(2)情景再現(xiàn)科學(xué)探究過程,落實科學(xué)方法素養(yǎng)的考察目標(biāo);(3)能運(yùn)用科學(xué)知識和方法解決實際問題.命題者的目的是讓學(xué)生看到試題時,有似曾相識之感,充分尊重課程標(biāo)準(zhǔn)和考試說明,核心素養(yǎng)的考查基于日常所學(xué)重點(diǎn)之上,尊重了學(xué)生的付出.命題者在設(shè)置問題時層次分明,素養(yǎng)目標(biāo)依次落實,難度依次增加,以小見大,樸實無華,照顧全局,又鼓勵個性,實為好題.
【剖析】①此空最大的問題是考生將線連于滑動變阻器右下方,而忽視了滑動變阻器下方已有兩個明顯的接線柱.在可惜學(xué)生失分時,不難看出這部分考生憑著慣性思維答題,缺少實際操作經(jīng)驗,基礎(chǔ)松散.還有部分同學(xué)直接將線接在左邊接線柱,忽略了“使滑動變阻器接入電路的阻值最大這個條件,違背了電學(xué)實驗中保護(hù)電表的原則,缺乏基本的操作素養(yǎng);②此空屬于基礎(chǔ)知識考查,總體來看失分率較低.量程為0~06A,即分度值為002A,所以讀數(shù)為026A.平常稍作練習(xí),認(rèn)清分度值,即可過關(guān);③此小題將典型的問題結(jié)果拋給學(xué)生,意在考查學(xué)生在已經(jīng)歷過的探究活動中,操作是否規(guī)范,是否能正確應(yīng)用科學(xué)方法,是否具有批判和尊重數(shù)據(jù)的科學(xué)精神,也就是前文提到的阻礙中等學(xué)生考生取得突破的關(guān)鍵所在,即科學(xué)的核心素養(yǎng).下面給出此空的解析:本題實驗探究的是電流和電阻的關(guān)系,而與電壓無關(guān),但給出的表格中5次實驗均改變了定值電阻兩端的電壓,不符合控制變量法的規(guī)則,從而出現(xiàn)了錯誤的探究結(jié)果.答案為小科實驗時未控制電阻兩端電壓不變.錯誤答案的出現(xiàn)說明學(xué)生并沒有從本質(zhì)上理解控制變量法;④最后一空是本題的亮點(diǎn)所在,精妙之處令人佩服.學(xué)生極低的得分率也恰恰驗證了出題者的高明.在失分大軍中最多的錯誤填“不變”,思維定勢及其嚴(yán)重,認(rèn)為電源電壓總是保持不變,充分暴露出現(xiàn)在的考生“脫離實際學(xué)科學(xué)”現(xiàn)象,也提醒廣大教師應(yīng)慎用題海戰(zhàn)術(shù),真正推行以探究為核心的科學(xué)教育,從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).此空解法還是要回歸到電路實物圖中,根據(jù)圖示,電阻R與滑動變阻器是串聯(lián)的,再串聯(lián)電路電流處處相等,分電壓之和等于總電壓,取第一組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn):U總=UAB+U滑=012A×25Ω+012A×5Ω=36V;再取第二組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn):U總=UAB′+U滑′=014A×20Ω+014A×5Ω=35V,通過兩組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),電池的電壓是在變小的.我們也可以從生活實際中發(fā)現(xiàn)這個規(guī)律,電視機(jī)遙控板在長時間使用后需要更換電池等也可說明此問題.從實際中提煉科學(xué)規(guī)律,運(yùn)用科學(xué)規(guī)律解決生活實際問題也是科學(xué)教育真正所要達(dá)到的目標(biāo).
例2(2015寧波33)如圖3所示是某規(guī)格的小燈泡L和定值電阻R的U-I圖象.
(1)圖中表示小燈泡U-I圖象的是 (填序號).
(2)若它們串聯(lián)、并聯(lián)時總電阻的值分別為R串和R并,在答題卷對應(yīng)的圖上坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)畫出它們的U-I圖象(R串、R并得 U—I圖象分別用③和④表示).
(3)當(dāng)它們分別以串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式接在同一穩(wěn)壓電源(已知電源電壓不高于10V)兩端時,從電源流出的電流變化了045A.求該穩(wěn)壓電源的電壓及并聯(lián)時電路消耗的總功率.
此例是非典型的電學(xué)壓軸計算題.傳統(tǒng)意義上的電學(xué)壓軸題通常將電、熱、力、磁等元素融合在一起,題目容量較大,背景較為新穎,知識點(diǎn)相互交叉,充分考查學(xué)生綜合素養(yǎng),包括審題、分析、整合和數(shù)據(jù)處理等能力,區(qū)分度較大,選拔性較強(qiáng),失分率很高.而此題卻推陳出新,足見命題者老師的勇氣和睿智.那么,到底新在哪里呢?筆者以為,此題具體體現(xiàn)出一下幾個特點(diǎn):1、打破壓軸題“高大上”的傳統(tǒng),讓知識載體更接“地氣”,更貼近學(xué)生日常學(xué)習(xí)狀態(tài);2、減少知識考查的寬度,提高知識考查的厚度;3、更加體現(xiàn)人文關(guān)懷,體現(xiàn)考試公平.
【剖析】本題由3個問題和一張坐標(biāo)軸組成,文字和圖標(biāo)信息內(nèi)容相對較少,一改壓軸題高高在上的姿態(tài),考生整理和提取信息的難度不大.下面進(jìn)行具體的分析.
(1)題是在①、②兩條線中選擇,不難發(fā)現(xiàn),縱坐標(biāo)值與橫坐標(biāo)值的比值就是電阻值,而小燈泡的電阻值是隨著溫度的變化而變化的,答案選擇②.此空難度較小,試題充分開放,讓更多的學(xué)生能夠拿分,而不再是小眾壟斷得分,從側(cè)面激勵考生,體現(xiàn)了人文關(guān)懷和考試公平;
(2)題是畫圖題,考查的施串、并聯(lián)電路的特點(diǎn).知識點(diǎn)只有兩個,但需要將它們的特點(diǎn)用圖表呈現(xiàn)出來,能將數(shù)學(xué)知識和科學(xué)知識有機(jī)結(jié)合來解決問題,命題者將知識點(diǎn)進(jìn)行更深層次地挖掘,核心素養(yǎng)落實很到位.作圖像需要坐標(biāo),因有些數(shù)據(jù)無法除盡,不妨數(shù)據(jù)整體處理,將有效數(shù)字保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位,然后結(jié)合串、并聯(lián)電路特點(diǎn),列出表格;
分別用描點(diǎn)法將R串和R并繪于坐標(biāo)軸上(如圖4),標(biāo)上③、④.此空讓許多考生無從下手,但感覺上是有思路的,其本質(zhì)還是平時對知識點(diǎn)理解上做得不夠,缺乏處理關(guān)鍵數(shù)據(jù)的能力和信心.同時,數(shù)學(xué)學(xué)科知識應(yīng)用能力較差,須知科學(xué)是一門綜合性的課程;
(3)題是建立在第二問的基礎(chǔ)上,通過觀察曲線③、④,就可獲得正確答案.電壓不高于10V和電流變化了045A,這兩個限制條件,使得解題關(guān)鍵聚焦于“同一穩(wěn)定電壓”這一條件,然后按電壓相同這一線索,按圖索驥,即U=5V時滿足條件.此時I并=06A,P并=U并×I并=5V×06A=3W.另一種解法是直接按照上題表格數(shù)據(jù),可直接發(fā)現(xiàn)答案.
再回頭重新審題,不難發(fā)現(xiàn),命題者將區(qū)分度放在知識的深度上,用深度體現(xiàn)難度,實現(xiàn)試題真正的開放,更加關(guān)注學(xué)生對科學(xué)知識、方法、思維的整體考查,意在用中考這根指揮棒,改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,脫離題海,落實減負(fù),讓學(xué)生真正體會到學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣.
綜上所述可以看出,兩種類型試題考查的焦點(diǎn)集中在實驗探究能力,旨在引導(dǎo)教師走出題海的泥沼,鼓勵學(xué)生積極參與科學(xué)探究活動,在活動中提升自身的核心素養(yǎng)(知識、方法、能力),成為具有核心競爭力的考生.那么,就如何提升核心素養(yǎng),筆者以為可以從以下幾方面著手:
1構(gòu)建基礎(chǔ)知識體系,落實基本實驗技能目標(biāo)
教師首先應(yīng)鉆研教材和課程標(biāo)準(zhǔn),明確學(xué)生需要學(xué)什么,學(xué)到什么程度,將科學(xué)知識、原理、規(guī)律等整理成導(dǎo)學(xué)稿或思維導(dǎo)圖的形式,把龐大的、紛繁的知識組織成一個有規(guī)律可循的體系,方便自己查閱,也方便學(xué)生理解和記憶.在實驗教學(xué)中,應(yīng)著重關(guān)注學(xué)生使用基本儀器的技能.例如,通過閱讀說明書或者通過教師指導(dǎo)后會使用基本實驗儀器.其次應(yīng)關(guān)注學(xué)生裝配實驗裝置、排除實驗故障的技能培養(yǎng).例如,按電路圖將各種電路元件連接起來,正確接入滑動變阻器或選擇電表量程等.教師應(yīng)力求避免實驗知識公式化、書面化,避免知識生搬硬套,力求避免忽視基本技能培養(yǎng)的傾向.
2深入開展實驗探究活動,加深知識的理解和內(nèi)化
雖然實驗探究活動在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、觀察能力、推理能力等方面很有效,在觀念上也獲得了普遍認(rèn)同,但是在實際教學(xué)中,出現(xiàn)了表面化和八股化的現(xiàn)象.表面上看起來學(xué)生在探究,實際上學(xué)生并沒有真正進(jìn)入科學(xué)思考的狀態(tài),或者所有的過程都是教師預(yù)先設(shè)計的,人為地將探究活動變?yōu)榱蓑炞C活動.與其在表面和形式上做文章,不如選取典型的幾個實驗活動,比如電流與電阻的關(guān)系,小燈泡電功率的測算等.教師在教學(xué)中應(yīng)積極營造問題情景,鼓勵學(xué)生用已有的知識和經(jīng)驗,提出猜想和假設(shè),給予充分的時間進(jìn)行交流,制定探究方案,在實施方案時給予學(xué)生及時地指導(dǎo),點(diǎn)撥學(xué)生選擇合適的探究方法,賦予實驗探究活動真正的靈魂,讓學(xué)生經(jīng)歷完整的、具體的、可操作性的活動,充分激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,而不是上課胡亂一通擺弄,下課死記硬背概念、規(guī)律,將科學(xué)知識和探究活動融為一體,相互影響,相互促進(jìn),提高知識的內(nèi)化率.
3注重表達(dá)與交流,建立多元評價體系
“表達(dá)與交流”是核心素養(yǎng)高低的重要顯性標(biāo)志[2].在探究活動結(jié)束后,教師應(yīng)將更多的目光聚集在學(xué)生表達(dá)能力上,而非結(jié)論的正確與否上.粗暴地用“對”和“錯”評價學(xué)生探究活動,不利于核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展.探究的結(jié)果應(yīng)該是開放式的,通過交流后得出的正確結(jié)論才能使學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識解釋日?,F(xiàn)象,才能提高觀察和分析問題的能力.教師應(yīng)更加關(guān)注學(xué)生能否用語言、文字、圖表等方式表達(dá)探究過程和結(jié)果,能否運(yùn)用各種與科學(xué)有關(guān)的一般認(rèn)知方法(分類、分析、推論、預(yù)測)得出結(jié)論,能否對結(jié)果進(jìn)行描述、分類和解釋,從而內(nèi)化知識,提高科學(xué)素養(yǎng).
4研讀課程標(biāo)準(zhǔn)和考試大綱,把握電學(xué)復(fù)習(xí)方向
中考是檢驗核心素養(yǎng)的重要形式,也是診斷教學(xué)效果的重要手段,隨著新課程改革進(jìn)一步推進(jìn),試題幾乎全部以生活實際為背景,題海戰(zhàn)術(shù)已經(jīng)無法解決全部問題.教師不宜再用繁、難、偏、舊的題型進(jìn)行高強(qiáng)度的訓(xùn)練,而應(yīng)該將重心放在基礎(chǔ)知識、常用學(xué)習(xí)方法、發(fā)散思維上面去.根據(jù)學(xué)生實際情況,精選電學(xué)試題,加以分類整理,根據(jù)“兩綱”引導(dǎo)學(xué)生舉一反三,把握復(fù)習(xí)方向,鼓勵學(xué)生進(jìn)行反思、質(zhì)疑,培養(yǎng)學(xué)生批判精神和邏輯思維能力,有梯次、有批次實現(xiàn)對電學(xué)綜合題的突破.
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