论文部分内容阅读
新课程大力倡导“立足过程，促进发展”的课程评价观，实施新课程后，各地物理试题，在命题上也随着课程理念的变革实现了较大的转变，其中一个鲜明特点就是重视同学们科学探究能力的考查，试卷上会出现分值较高的考查探究能力的探究类试题，此类试题从多方位、多角度考查同学们在科学探究中的观察能力、提出问题的能力、信息收集和处理的能力、分析概括能力等．常见的探究题有实验设计、分析论证、评估类等，在解答这些类型的探究题时，要求同学们具有较强的分析能力和一定的分析技巧。
一、实验设计类
此类问题的考查要求是根据探究要求选择科学的探究方法和探究实验所需要的器材，一般分为有条件设计和开放性设计，这些题目的共同特点是对物理语言运用有较高的要求。
1．有条件设计 试题一般会全部或部分给定器材或步骤等相关的条件，若给定器材，则重点考查器材的合理组合及具体方法的选用；若给定步骤，则重点考查对初中所要求的具体物理研究方法的理解和应用。
例1 小明站在同一位置用数码相机(焦距可改变)对着无锡著名景点——锡山先后拍摄了两张照片甲和乙，如图1所示，他产生了这样的疑问：物体通过凸透镜在光屏上所成像的大小与透镜的焦距有何关系呢?小明对此进行了探究。
(1)小明找来了一些凸透镜，但不知道它们的焦距，请你为他提供一种测量透镜焦距的方法(可画图说明)
(2)测出凸透镜焦距后，小明先后选用了三个焦距分别为15cm、10cm、5cm的凸透镜，在保持物距始终为34cm的情况下依次进行实验，发现所成的像越来越小，请你根据实验结果判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大。
(3)在探究过程中，小明总是让物距保持不变，请你说出他这样做的理由。
讲析此题第(1)问给定了器材“凸透镜”，解答时首先要想到凸透镜对光线具有会聚作用并且明确什么是凸透镜的焦距，从而确定具体的操作方案，本题具有开放性，其作答方式不要求唯一的，主要考查“方案”的合理性和科学性。
第(2)问考查同学们的分析能力，第(3)问考查探究方案的设计思想，作答时应关注给定方案中所指出的“保持物距始终为34cm”，明确实验中渗透了“控制变量”的思想，在作答时再具体转化为“因为像的大小与物距和焦距均有关系，为了研究像的大小与焦距的关系，应该保持物距不变”。
2．开放性设计 开放性设计一般会创设明确的物理图景，作答时首先要从物理图景中抽取信息，并设计相关的方案。
例2 高尚同学发现家里用皮碗(如图2)挂东西，皮碗所能挂的物体重力大小与什么因素有关呢?
(1)请你提出一种猜想：__________________；
你猜想的依据是：_______________________；
(2)请你自选器材，提出一个验证你的猜想的探究实验方案。
讲析 解答此题时应首先注意到皮碗是紧贴在墙上的，由此联系到大气压强所造成的压力，结合相关知识确定影响压力的因素可能有两个方面，一是内外压强差，二是皮碗的表面积，再根据题设中隐含的比较方法，从而给出相应的方案，如果考虑“内外压强差”，则只需要采用“压紧”和“轻压”(或者“用针扎一个小孔”)两种比较方法；若考虑的重点是“皮碗的表面积”，则只要在两表面积不同的皮碗上先后挂上相同重物的情况下进行比较研究即可。
二、分析论证类
此类试题主要考查同学们的信息处理能力，由于在命题时比较容易操作，因此已经被各地中考普遍采用，试题考查点涉及面较宽，大致可以分为以下几个方面：初步描述实验数据或有关信息；对收集的信息进行简单的比较；简单的因果推理；归纳科学规律；对探究结果进行描述或解释等，题设信息的呈现方式基本可以分为“实验图景”、“数据表格”、“物理图像”等，解答时应重视信息所包容的知识背景，仔细分析题设信息是准确答题的保证。
例3 小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验，他取泡沫塑料①和卫生纸②两种做保温材料，两根相同的温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和热开水，以及细线、硬纸片、剪刀．做两个相同的硬纸外壳，其中一个装置如图3(a)所示，根据实验测得的数据绘得图(b)所示“水温与时间关系”的图像，实验过程室温基本不变，请回答：
(1)你认为小黄在操作时，就控制变量方面还要注意什么?(只要求写出一条)
(2)①和②哪种材料的保温性能较好?为什么?
(3)当时的室温大约是多少?
讲析 此题的信息呈现方式为物理图景和图像，鉴于初中物理的图像只涉及两个物理量，因此分析的重点是图像的纵轴和横轴的物理意义，在此基础上分析图像中曲线表示的含义，经分析，题中的纵轴表示温度，而横轴表示时间，第①条曲线比第②条曲线达到最低温度的时间要长，由此便不难对第(2)(3)问作出解答．
例4 现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现将其中一个元件R0进行测试，测得其电流与加在它两端的电压值，测试数据如下表所示：
(1)根据表中数据，判断元件R0可能是由上述哪类材料制成的，并简要说明理由。
(2)把元件R0接入如图4所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为1．8A．已知电路中的电压为3V，此时定值电阻R的电功率为多大?
(3)分析表中数据，写出元件R0与I和U之间的关系式。
讲析 此题主要考查同学们处理实验数据的能力，由于题设提供了“元件”特征和有关的数据，因此解答(1)时应联系“元件”的特征，分析计算“元件”在不同情况下的发热功率和电阻值，从而迅速判断“元件”是由何种材料制成在解答(2)时，则应通过查表确定“元件”中电流为1．8A时的电压值，从而算出定值电阻R的电功率，第(3)问考查从数据中归纳规律的能力，这就要求寻找数据之间相互关系的特征，初中物理中这种特征通常表现为“相等、之和、之差、乘积、比值”等数学关系，仔细分析后可得出I和U2成正比关系，从而不难得出I和U之间的关系式。
三、评估类
新课程标准要求同学们具有评估探究过程和探究结果的意识，而相应的过程和结果只有借助具体的方案才可以呈现，因此试题常给出具体方案，解决此类问题的关键是根据探究要求自己首先要确立一个正确的方案和相应的结果，在此基础上对题设方案做出评价并做出正确的解答。
例5 学习了密度的知识后，同学们准备测量食用油的密度，他们选取的实验器材有：食用油、量筒、天平(带砝码)、烧杯。
[设计实验和进行实验]
小新和小杨同学分别设计了一种实验方案，请在方案中的空白处填空：
方案一：(1)用调节好的天平测出空烧杯的质量m1；(2)向烧杯中倒入一些食用油，测出它们的总质量m2，则这些食用油的质量为___________；(3)再将烧杯中的食用油倒入量筒中，测出食用油的体积V；(4)计算出食用油的密度ρ．
方案二：(1)将天平置于水平台后，立即调节平衡螺母，使横梁平衡；(2)用天平测出装有适量食用油的烧杯的总质量m1；(3)将烧杯中的一部分食用油倒入量筒中，记录量筒中食用油的体积V；(4)测出烧杯及剩下食用油的总质量m2(5)计算出食用油的密度ρ=________________．
[评估与交流]
(1)请分别找出两种方案中的不足之处：
方案一：___________________________________；
方案二：___________________________________；
(2)你准备选择方案_____来做实验，为顺利完成该实验，该方案中不足之处应改为：___________．
讲析 在测量食用油的密度时应充分考虑到粘滞问题，因此确定正确的方案为“先测量油和烧杯的总质量，将烧杯中的油倒入部分到量筒中后需再次测量剩余的油和烧杯的总质量，”因此可以判断方案一中的缺陷是“由于烧杯壁上会粘有食用油，导致在食用油倒入量筒后，测出食用油的体积V偏小”，方案二在测量程序上是正确的，因此应重点关注操作的细节，可知缺陷是“调节平衡螺母前没有先将游码移至零点”。
探究能力的考查角度是多维的，在平时的学习中，只有切实经历探究，学会思考，才可以真正提高解题能力。
一、实验设计类
此类问题的考查要求是根据探究要求选择科学的探究方法和探究实验所需要的器材，一般分为有条件设计和开放性设计，这些题目的共同特点是对物理语言运用有较高的要求。
1．有条件设计 试题一般会全部或部分给定器材或步骤等相关的条件，若给定器材，则重点考查器材的合理组合及具体方法的选用；若给定步骤，则重点考查对初中所要求的具体物理研究方法的理解和应用。
例1 小明站在同一位置用数码相机(焦距可改变)对着无锡著名景点——锡山先后拍摄了两张照片甲和乙，如图1所示，他产生了这样的疑问：物体通过凸透镜在光屏上所成像的大小与透镜的焦距有何关系呢?小明对此进行了探究。
(1)小明找来了一些凸透镜，但不知道它们的焦距，请你为他提供一种测量透镜焦距的方法(可画图说明)
(2)测出凸透镜焦距后，小明先后选用了三个焦距分别为15cm、10cm、5cm的凸透镜，在保持物距始终为34cm的情况下依次进行实验，发现所成的像越来越小，请你根据实验结果判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大。
(3)在探究过程中，小明总是让物距保持不变，请你说出他这样做的理由。
讲析此题第(1)问给定了器材“凸透镜”，解答时首先要想到凸透镜对光线具有会聚作用并且明确什么是凸透镜的焦距，从而确定具体的操作方案，本题具有开放性，其作答方式不要求唯一的，主要考查“方案”的合理性和科学性。
第(2)问考查同学们的分析能力，第(3)问考查探究方案的设计思想，作答时应关注给定方案中所指出的“保持物距始终为34cm”，明确实验中渗透了“控制变量”的思想，在作答时再具体转化为“因为像的大小与物距和焦距均有关系，为了研究像的大小与焦距的关系，应该保持物距不变”。
2．开放性设计 开放性设计一般会创设明确的物理图景，作答时首先要从物理图景中抽取信息，并设计相关的方案。
例2 高尚同学发现家里用皮碗(如图2)挂东西，皮碗所能挂的物体重力大小与什么因素有关呢?
(1)请你提出一种猜想：__________________；
你猜想的依据是：_______________________；
(2)请你自选器材，提出一个验证你的猜想的探究实验方案。
讲析 解答此题时应首先注意到皮碗是紧贴在墙上的，由此联系到大气压强所造成的压力，结合相关知识确定影响压力的因素可能有两个方面，一是内外压强差，二是皮碗的表面积，再根据题设中隐含的比较方法，从而给出相应的方案，如果考虑“内外压强差”，则只需要采用“压紧”和“轻压”(或者“用针扎一个小孔”)两种比较方法；若考虑的重点是“皮碗的表面积”，则只要在两表面积不同的皮碗上先后挂上相同重物的情况下进行比较研究即可。
二、分析论证类
此类试题主要考查同学们的信息处理能力，由于在命题时比较容易操作，因此已经被各地中考普遍采用，试题考查点涉及面较宽，大致可以分为以下几个方面：初步描述实验数据或有关信息；对收集的信息进行简单的比较；简单的因果推理；归纳科学规律；对探究结果进行描述或解释等，题设信息的呈现方式基本可以分为“实验图景”、“数据表格”、“物理图像”等，解答时应重视信息所包容的知识背景，仔细分析题设信息是准确答题的保证。
例3 小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验，他取泡沫塑料①和卫生纸②两种做保温材料，两根相同的温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和热开水，以及细线、硬纸片、剪刀．做两个相同的硬纸外壳，其中一个装置如图3(a)所示，根据实验测得的数据绘得图(b)所示“水温与时间关系”的图像，实验过程室温基本不变，请回答：
(1)你认为小黄在操作时，就控制变量方面还要注意什么?(只要求写出一条)
(2)①和②哪种材料的保温性能较好?为什么?
(3)当时的室温大约是多少?
讲析 此题的信息呈现方式为物理图景和图像，鉴于初中物理的图像只涉及两个物理量，因此分析的重点是图像的纵轴和横轴的物理意义，在此基础上分析图像中曲线表示的含义，经分析，题中的纵轴表示温度，而横轴表示时间，第①条曲线比第②条曲线达到最低温度的时间要长，由此便不难对第(2)(3)问作出解答．
例4 现有两个电阻元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现将其中一个元件R0进行测试，测得其电流与加在它两端的电压值，测试数据如下表所示：
(1)根据表中数据，判断元件R0可能是由上述哪类材料制成的，并简要说明理由。
(2)把元件R0接入如图4所示的电路中，闭合开关后，电流表读数为1．8A．已知电路中的电压为3V，此时定值电阻R的电功率为多大?
(3)分析表中数据，写出元件R0与I和U之间的关系式。
讲析 此题主要考查同学们处理实验数据的能力，由于题设提供了“元件”特征和有关的数据，因此解答(1)时应联系“元件”的特征，分析计算“元件”在不同情况下的发热功率和电阻值，从而迅速判断“元件”是由何种材料制成在解答(2)时，则应通过查表确定“元件”中电流为1．8A时的电压值，从而算出定值电阻R的电功率，第(3)问考查从数据中归纳规律的能力，这就要求寻找数据之间相互关系的特征，初中物理中这种特征通常表现为“相等、之和、之差、乘积、比值”等数学关系，仔细分析后可得出I和U2成正比关系，从而不难得出I和U之间的关系式。
三、评估类
新课程标准要求同学们具有评估探究过程和探究结果的意识，而相应的过程和结果只有借助具体的方案才可以呈现，因此试题常给出具体方案，解决此类问题的关键是根据探究要求自己首先要确立一个正确的方案和相应的结果，在此基础上对题设方案做出评价并做出正确的解答。
例5 学习了密度的知识后，同学们准备测量食用油的密度，他们选取的实验器材有：食用油、量筒、天平(带砝码)、烧杯。
[设计实验和进行实验]
小新和小杨同学分别设计了一种实验方案，请在方案中的空白处填空：
方案一：(1)用调节好的天平测出空烧杯的质量m1；(2)向烧杯中倒入一些食用油，测出它们的总质量m2，则这些食用油的质量为___________；(3)再将烧杯中的食用油倒入量筒中，测出食用油的体积V；(4)计算出食用油的密度ρ．
方案二：(1)将天平置于水平台后，立即调节平衡螺母，使横梁平衡；(2)用天平测出装有适量食用油的烧杯的总质量m1；(3)将烧杯中的一部分食用油倒入量筒中，记录量筒中食用油的体积V；(4)测出烧杯及剩下食用油的总质量m2(5)计算出食用油的密度ρ=________________．
[评估与交流]
(1)请分别找出两种方案中的不足之处：
方案一：___________________________________；
方案二：___________________________________；
(2)你准备选择方案_____来做实验，为顺利完成该实验，该方案中不足之处应改为：___________．
讲析 在测量食用油的密度时应充分考虑到粘滞问题，因此确定正确的方案为“先测量油和烧杯的总质量，将烧杯中的油倒入部分到量筒中后需再次测量剩余的油和烧杯的总质量，”因此可以判断方案一中的缺陷是“由于烧杯壁上会粘有食用油，导致在食用油倒入量筒后，测出食用油的体积V偏小”，方案二在测量程序上是正确的，因此应重点关注操作的细节，可知缺陷是“调节平衡螺母前没有先将游码移至零点”。
探究能力的考查角度是多维的，在平时的学习中，只有切实经历探究，学会思考，才可以真正提高解题能力。