重视探究能力考查的中考物理情境题解析

谭振兴

[摘 要] 情境是命制试题的要素之一，是试题的载体。科学探究是物理学科核心素养的重要内容。基于真实情境创新设问，考查学生的思维能力，是教学改革和中考命题的要求。中考命题者为了有效考查学生运用所学知识分析解答相关问题的能力，会从各种实际情境中选取中考试题的情境素材，使学生身临其境地思考问题，并运用所学知识解决问题。为了有效提高学生的物理学科核心素养，物理教师在日常教学中应多关注中考试题所涉及的情境素材，引导学生运用所学的物理知识解释日常生活中的物理现象，解决实际问题。

[关键词]探究能力;中考物理;情境题

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2022）02-0038-04

情境題是将试题所要考查的学科知识与一定的情境素材融合在一起的试题，这类试题能有效考查学生的思维能力及探究能力。不少中考试题将所要考查的学科知识与一定的情境素材融合在一起，目的就是考查学生的物理学科核心素养（物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任）。命题者根据不同的考查要求，结合不同的情境，设计不同考查难度的试题。有的试题相对简单，仅要求学生运用所学的物理知识解释简单的物理现象;有的试题需要学生分析和提取情境中的有用信息，再综合运用所学的知识进行推理运算，才能有效解答。本文以2021年广东中考物理试题为例，对其中部分情境题进行分析探讨。

一、声学情境题

声音是我们从小就听到的，对每位学生而言，在学习相关声学知识前都有一定的知识经验（或者是前概念）。因此，在平时教学中，教师应当注意学生的“最近发展区”，充分考虑学生的认知起点，多结合日常生活中的声现象开展情境化教学，让学生能够运用所学知识和技能解决实际问题。

[例1]（2021年广东中考物理第2题）图1是八个相同的玻璃瓶，装有高度不同的水。用筷子分别敲击瓶口，下列说法正确的是（ ）。

A.声音主要是由瓶内空气振动产生的

B.声音主要是由玻璃瓶振动产生的

C.a瓶的音调最低

D.d瓶的音调最低

评析：此题情境来源于熟悉的生产、生活实际，改编自人教版物理教材八年级上册第37页“动手动脑学物理”中的第4小题“小小音乐会”。新情境所隐含的问题处于大多数学生思维和能力的“最近发展区”，是大多数学生能够运用所学知识和技能解决的基于学生认知特点的情境题，是学生在已有知识水平基础上通过分析推理能够解决的问题。当用筷子敲击玻璃瓶时，声音产生的原因不是瓶内水或空气振动，而是玻璃瓶振动。解答此题时，学生往往用已有的错误生活经验判断，没有区别产生声音的原因是“吹气”还是“敲击”。若用嘴贴着装有水的瓶口吹气，则是瓶内的空气柱振动发声。空气柱越短，振动频率越高，发出声音的音调越高。若用筷子或其他物体敲击玻璃瓶，则是玻璃瓶振动发声。瓶中的水越少，敲击瓶子时，瓶子越易振动，且振动越快，振动频率越高，发出的声音的音调越高;反之，瓶内水越多，敲击瓶子时，瓶子就不容易振动，且振动的频率越低，发出的声音的音调就越低。此题体现了积极的价值取向，强调运用所学知识解释生活中的物理现象。

二、光学情境题

以真实的自然背景作为问题情境进行命题，或就真实的情境进行命题，是考查学生运用学科知识解决实际问题能力的有效方法。物理教学改革的目的之一是让学生知道物理与生活是紧密联系的，知道物理源于生活，并服务于生活。初中光学涉及大量的生产生活素材，值得广大师生学习探讨。中考命题者可以从教材、 实验、社会热点、科技新产品、学生生活实际等方面选取情境素材，命制光学情境题。

[例2]（2021年广东中考物理第11题）小明给弟弟变了个魔术，他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图2所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿                 传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的                 产生的现象。弟弟看到的是硬币的                 （选填“实”或“虚”）像。

评析：此题由人教版物理教材八年级上册第83页“想想议议”原题改编而来。“原来看不见硬币，加水后又能看到硬币”的奇妙现象是真实的生活情境。本题以生活情境为背景考查学生相应的光学知识，让学生有一种“不识庐山真面目，只缘身在此山中”的亲身体验。这样的情境题可以加深学生对“光的折射”概念和规律的理解。学生结合生活体验，自己发现并提出问题，并对问题进行深度思考。这能有效培养学生的物理学科核心素养，同时对教师的课堂探究教学起到很好的导向作用。

[例3]（2021年广东中考物理第21题）小明发现，晚上坐公交车时在车窗玻璃里看到另一个“自己”，而白天却看不清。结合平面镜成像知识，他思考了以下问题：

（1）在车窗玻璃里看到的另一个“自己”是光的                 形成的像。

（2）如图3甲所示，小车的前挡风玻璃是倾斜的。从光学角度分析，这样设计的目的是：              （写出一条）;此外，晚上开车时，来自后方车辆的强光入射到前挡风玻璃，被反射到                 （选填“上方”或“下方”），以减少对司机视线的干扰。

（3）在探究平面镜成像特点的实验中，如图3乙所示。

①组装器材时，要使玻璃板与水平桌面相互                         。

②实验需要记录像与物的大小关系，还需要记录物理量                       和                      。

③实验中如果将蜡烛B也点燃，对实验的影响是                            （写出一条）。

评析：此题融“探究性、开放性和综合性”于一体，所给条件为学生提供了想象的空间，探究方法多样化。此题以生活素材为背景，结合情境设置问题，有效反映学生在平时学习中是否重过程、重探索、重能力。本题针对“平面镜成像”的教学重点、难点、疑点，把一个难度较大的复杂问题分解成若干互相联系的子问题，釆用“小步走”的方式，使问题的提出由易到难，由浅入深，由近及远，让学生“跳一跳，能够摘到果子”，为学生搭建成功的台阶。实验应用化有助于原实验方案的改进优化，有利于评估探究过程和探究结果。

三、力与运动情境题

真实的情境往往是复杂、多变且模糊的，若不加以适当的简化和抽象，那么基于情境设计的问题就会过于开放而指向性不明。因此，中考试题中情境素材的选择应尽可能简单、清晰，显示的原理应尽可能容易理解。复杂情境的创设可能会分散学生的注意力，增加学生理解问题的难度，这些都会影响学生答题的效果。简易化情境有利于在实验中创造实践机会。

[例4]（2021年广东中考物理第17题）小明在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图4所示。

（1）根据                    条件，当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做                    运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，如图4甲所示。

（2）小明在图4甲实验中发现较难保持木块匀速运动，弹簧测力计示数不稳定。于是，他与同学们一起改进实验，如图4乙所示，固定弹簧测力计，通过拉动长木板进行实验，实验记录如下表，则木块所受的滑动摩擦力大小为                    N。

[實验次数 长木板运动情况 弹簧测力计示数/N 1 匀速 2.0 2 由慢到快 2.0 3 由快到慢 2.0 ]

（3）写出用图4乙装置的一个优点：                 。

评析：本题主要考查“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验探究思想。学生若能明白实验原理，能独立操作，会读弹簧测力计的示数，解答此题便简单了。本题突出考查学生的实验操作能力、分析探究能力。因为试题的提问是开放性的，所以对学生的答题能力要求更高。答题时，学生要能够提取解题所需的有用信息，并进行分析推理。“固定弹簧测力计，然后拉动长木板进行实验”，这样便把大家熟悉的、直观浅显的物理事实迁移抽象成容易理解的物理概念，有效考查了学生的创新意识及物理学科核心素养。

四、电学情境题

中考命题者要根据不同学生的认知水平创设不同层次的试题情境。试题情境的创设，应当充分考虑学生的差异性，让不同知识基础、不同智力水平与特点的学生都能有相应的分数收获。根据中考试题情境层次化要求，在日常教学中，教师要注意联系实际，多用学生日常生活中的物品开展物理教学，让学生体会“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念。

（1）要使电吹风机正常工作，图5甲中的A处应安装                     ，B处应安装                     。（选填“电动机”或“电阻丝”）

（2）如图5乙，要使电吹风机处于“冷风”状态，应闭合开关                     ;要使电吹风机处于“暖风”状态，应闭合开关                     。

（3）已知电吹风机处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20 ℃;处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30 ℃。假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则[R1]∶[R2]=                     。

（4）电吹风机用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会                     （选填“变大”“变小”或“不变”）。

评析：本题改编自人教版教材中的相关题目，改编时稳中有创新。本题问题设置有层次，有一定的综合性，能结合具体情境重点考查学生对物理概念和规律的掌握情况，如电路的分析、焦耳定律的应用及电功率、电热的计算等。本题并没有简单地考查学生的机械记忆能力，而是联系生活实际进行相关能力的考查，避免了试题偏、怪、难的现象，为教师指明了课堂教学方向，有利于学生物理学科核心素养的培养，有利于促进学生深度学习和全面发展。

[例6]（2021年广东中考物理第18题）在“探究电流与电阻的关系”实验中，实验器材有：电源（电压恒为4.5 V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20 Ω  2 A”字样）和开关各一个，定值电阻五个（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω），导线若干。

（1）将图6甲实验电路连接完整。

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最                     端。

（3）图6乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像，其中阴影面积的物理意义是                   ，其数值为                     。

评析：本题主要考查“探究电流与电阻的关系”实验的电路图连接、滑动变阻器的使用及电流、电压数据的处理。其中第（3）问易判断错误，不少考生的答案是“研究电压与电流的关系”，这一回答没有区分生活语言和物理语言，表述不准确、不完整，体现出学生对问题的理解出现偏差。

五、磁場情境题

在中考命题中，创设体现概念本质特征的情境是考查学生科学思维的关键。情境本质化，一要选出情境中引人入胜的、简洁明快的、最接近本质的部分;二要在此基础上建构物理概念，在诸多客观情境中概括事物的共同属性，抽象出事物的本质特征，完成经验性常识向物理概念的转变。

[例7]（2021年广东中考物理第16题）蹄形磁体附近的导体与灵敏电流计组成闭合电路，如图7所示，现将该导体竖直向上快速移动（沿图示箭头方向），电路中            （选填“有”或“无”）感应电流产生。

评析：此题主要考查学生对产生感应电流条件的判断，创新之处是考查学生对蹄形磁体外部磁感线的认识，解答关键是学生对物理概念、规律的理解和辨析准确到位，不被试题情境牵着鼻子走。解答此题时，大部分考生中了“假洋鬼子”的圈套，误认为导体运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线。

总之，情境化命题既能考查学生知识与技能、过程与方法的掌握情况，又能考查学生运用所学知识解决实际问题的能力。大量情境化试题的测试，可以有效引导各学科教师课堂教学的改进和学校育人模式的变革，促进学生学科核心素养的提升。

[   参   考   文   献   ]

[1]  费志明，陈民兵.初中物理情境性试题的开发[J].物理教学，2021（1）：48-50.

[2]  屠旭滨.基于真实情境培育物理学科核心素养的教学路径[J].物理教学，2021（1）：26-29，251.

[3]  陶宏玲.关注情境创设，提升高中数学的教学效率[J].数学教学通讯，2020（21）：43-44.

[4]  代怀安，王炯，中考电和磁复习指要[J].中学物理教学参考，2017（5）：55-66.

（责任编辑 易志毅）

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