物理图表试题的能力考查点分析及教学启示

任晔

摘 要：新课标明确指出了学业水平考试对于能力考查的指向性。图表试题对学生的能力提出了更高的要求。以2020—2022年江苏省无锡市中考物理试题为样本，可知：图表试题有形象描绘情境、呈现相关数据两类，指向的能力考查点有测量仪器的读数能力、描点连线的作图能力、关键点的数据分析能力、化繁为简的建模能力等。得到的教学启示为：关注仪器原理的教学流程，关注规范作图的教学方法，关注相融相通的教学理念。

关键词：中考物理；图表问题；能力考查

*本文系江苏省中小学教学研究第十四期学科发展示范（创新）中心专项立项课题“单元设计视域下的初中物理关键能力培养研究”（编号：2021JY14XK17）的阶段性研究成果。

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）“评价建议”部分明确指出：初中物理学业水平考试的主要目的是检测学生在义务教育阶段结束时的学业成就，为初中毕业和升学提供重要依据，为评价区域和学校的教学质量提供参考，为改进教学提供指导，体现立德树人、服务选才、引导教学的评价理念。^［1］不难看出，学业水平考试对于能力考查的指向性。依据呈现试题的方式，我们可以将试题分为文字说明试题和图表说明试题。其中，文字说明试题应用最为广泛，图表说明试题则对学生的能力提出了更高的要求。以2020—2022年江苏省无锡市中考物理试题为样本，简要分析图表说明试题（以下简称“图表试题”）的能力考查点及相关教学启示。

一、 中考物理图表试题的归类梳理

2020—2022年无锡中考物理试卷的总题量分别为29道、29道和30道，其中，图表试题分别为25道、20道和25道，所占总题量的比例分别为86.2％、69.0％和83.3％。可以看到，图表试题在无锡中考物理试卷中占比很高。图表试题可分为两类：

一类是形象描绘情境，如2020年无锡中考物理第4题：

例1 如图1所示的一次性使用医用口罩，由罩体、松紧和铝条组成。佩戴时，罩体紧粘面部，松紧跨在两耳耳根后，用手指紧压铝条，使口罩上端紧贴鼻梁；然后向下拉伸口罩，覆盖鼻子、嘴巴。关于该口罩，以下说法中正确的是（）

A. 任何物质的分子都不能通过罩体

B. 压弯的铝条发生的是弹性形变

C. 松紧形变后会对耳根处产生弹力的作用

D. 松紧拉得越长，对耳根处的压强越小

题干中已经通过文字说明的方式对一次性使用医用口罩的构造进行了具体的描述，但这样的描述對于一部分考生而言理解起来还是有困难的，因此，呈现实物图像，帮助学生更好地认识情境、理解情境。

另一类是呈现相关数据，如2021年无锡中考物理第18题：

例2 小明在实验室测量饮料的密度。调节好天平后，将装有适量饮料的烧杯放在天平左盘，在右盘中加减砝码并移动游码，天平再次平衡后，所加砝码和游码的位置如图2所示，则烧杯和饮料的总质量为________g。将烧杯中的部分饮料倒入量筒，如图3所示，再测得烧杯和剩余饮料的质量为39 g，则所测得的饮料密度为________g/cm³。仔细观察，小明发现在量筒的内壁上有大量小气泡，则他测得的饮料密度________（选填“偏大”或“偏小”）。

从图像中，学生可以读出托盘天平和量筒的示数，从而获取解决问题的重要数据信息。如果没有上述图像，学生将无法解决问题。

二、 中考物理图表试题的能力考查点分析

（一）测量仪器的读数能力

新课标明确罗列出对于测量类学生必做实验，初中阶段学生需要掌握的测量仪器有：托盘天平、量筒、实验室温度计、体温计、刻度尺、秒表、弹簧测力计、电流表、电压表。^［2］2020—2022年无锡中考物理试卷出现测量仪器的图表试题情况如下页表1所示。

不难发现，这三年无锡中考物理试卷对于实验仪器读数的考查，除了秒表外，实现了全覆盖，每年考查实验仪器读数的数量也稳定在4—5个。

（二）描点连线的作图能力

这类试题主要是要求学生利用表格中提供的数据或自主分析得出的实验数据，通过描点连线等操作，作出相关的二维坐标系图像。

三年无锡中考物理图表试题均涉及该项

能力的考查，分别为2020年无锡中考物理第27题、2021年无锡中考物理第28题和2022年无锡中考物理第29题（具体题目略）。其中，后两题为简单的描点连线，属于技术层面上的能力考查；前一题则涉及自主分析不同质量下对应的密度值，能力考查的要求更高一些。

（三）关键点的数据分析能力

除了通过对实验仪器的读取获得重要的数据外，有时表格中也会反映相关物理量，这两种情况相对而言都比较简单。而如果通过图像中的某个点传递重要的数据信息，则考查对图像中关键点的数据分析能力，要求更高，如2020年无锡中考物理第28题第（3）小题：

例3 小明和小华在进行“测量定值电阻的阻值”实验，器材有：干电池两节，开关、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 1.5A）、电阻箱（0—9999Ω 5A）各一个，待测电阻R₁、R₂，导线若干。

（3）为测量电阻R₂的阻值，他们在已连接好的电路中，用R₂替换R₁接入电路。测量过程中，发现电流表示数始终小于分度值。于是，他们按照如图4所示的电路图，重新连接了电路，闭合开关后，改变电阻箱接入的阻值进行多次测量。记录下电阻箱的阻值R及对应的电压表示数U，并根据记录的数据绘制出1/U-1/R图像，如图5所示，则所测电阻R₂的阻值为________Ω。

不难发现，图5中的横坐标和纵坐标都是不常见的物理量，这无形中增加了数据分析的难度。图像中看似着重标记了四个点，但其实这四个点中有具体数据、可以用于分析的只有一个点（0.025，1.8）；图像中还有一个隐藏的点（0，0.36），该点虽然在实际测量中无法取到，却是解决该问题的重要信息。1R的值无限接近于0，意味着电阻R的阻值趋于无穷大，根据分压原理可知，此时电阻R分得的电压应该无限接近于电源电压，因此可以直接从图像中获取信息，电源电压的值为0.36的倒数，从而获得解决该问题的突破口。

（四）化繁为简的建模能力

物理中有一些常见的模型，这些模型结合具体的情境时有一定的难度，而学生只需要抽象出其中的模型，结合相应的物理知识即可解决问题。从图表中化繁为简建立模型的过程，对学生提出了较高的能力要求，如2022年无锡中考物理第22题：

例4 杆秤是我国古代劳动人民的一项发明，是各种衡器中历史最悠久的一种。称量物体质量时，它相当于一个________（填简单机械名称）。某杆秤的示意图如图6所示，C处是秤钩，A、B位置各有一个提纽，BC=7cm，秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽，秤钩不挂物体，将秤砣移至D点，杆秤恰好水平平衡，BD=1cm；将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上，提起B处提纽，秤砣移至最大刻度E处，杆秤再次水平平衡，则BE=________cm。若要称量质量更大的物体，应选用________处提纽。

该题以杆秤为情境，通篇没有提及“杠杆”二字，却一直在用杠杆的知识解决问题，学生需要建立杠杆模型，分析杠杆中的支点和力臂，利用杠杆平衡条件解决问题。

三、 几点教学启示

（一）关注仪器原理的教学流程

对于测量仪器的读数问题，不能仅仅局限于单个仪器读数方法的训练，還应该形成系统的关于测量仪器的教学流程（如图7所示）。经历这样的过程，学生能够实现测量仪器读数能力的提升，从而在面对新的测量仪器时也可以自主采用以上方法，迁移已有经验，掌握新的测量技能。

（二）关注规范作图的教学方法

对于描点连线问题，学生需要明确横坐标、纵坐标的内容和单位，依据具体的数据描出相应的点。教师则需要提醒学生注意：所有的已知点都需要描出，点越多越准确，然后依据点的分布作出相应的图像，如果点大致呈现直线分布，则用刻度尺连接成一条直线，确保每个点分布在该直线的附近；如果点明显不呈直线分布，则用平滑的曲线将各个点依次连接。

（三）关注相融相通的教学理念

相融相通的教学理念，要求学生能够真正意识到物理来源于生活，并将自己的生活经验用于解决物理问题。教师要带领学生解读典型案例，在案例中不断总结方法，相融相通，凝练经验，实现数据分析能力和建模能力的提升，如2022年无锡中考物理第24题第（1）小题：

例5 2022年北京冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛中，中国组合隋文静、韩聪完美发挥，摘得冠军。如图8所示是比赛中的一个场景，韩聪双脚立于冰面，仅用0.40s就将原本站立于冰面的隋文静托举起来，隋文静的质量为38kg，韩聪的质量为62kg，身高h=170cm。（g取10N/kg）

（1）若韩聪将隋文静托举起的过程中所施加的力的大小等于隋文静所受的重力大小，韩聪将隋文静托举起的高度h₁=________cm，托举过程中所做功的功率为________W。

大部分考生看到此题时毫无思路，因为题目中并没有明确的信息表明h和h₁之间有相应的联系，这就需要学生具有相互融通的思维，意识到在图像中h和h₁的放大倍数是相同的，从而将该问题化简为用刻度尺测量长度的问题和比例尺问题。

当然，图表问题涉及的知识和能力培养远不止以上内容，在一线教学中，我们应该注意问题类型的积累和解决问题方法的总结，不断提升学生的物理学科能力和素养。

参考文献：

［1］［2］中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022：47，2829.