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初中物理探究性试题浅析

时间:2013-12-16栏目:物理论文

  初中物理探究性试题浅析
  
  文/郭安庆
  
  新课改以来,物理这门课程的教学目标在于进一步培养学生的科学素养。科学素养包括知识与技能、过程与方法、感情态度与价值观三个方面。所以,近年来初中物理考试越发重视从科学探究的各个环节设计试题,并成为考查的重点。科学探究包括七个要素:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、实施实验和收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。探究性试题就是根据这七个要素来设计的,下面通过一些实例做些粗浅的分析。
  
  一、考查学生问题意识与提出可探究问题的能力
  
  例1.我们知道,在雷雨天总是先看到闪电,后听到雷声,对此,请你根据所学知识,提出两个与物理有关的问题。(不需解答)
  
  如,在空气中,光的传播速度与声音的传播速度哪个快?
  
  分析:这道题给出例子,让学生根据生活中常见的自然现象提出相关问题,试题具备一定的开放性,有利于学生结合实际生活经验,拉近物理知识和实际生活的距离,引导学生发现问题。
  
  例2.2010年诺贝尔物理学奖授予两位研究石墨烯材料的教授,石墨烯是一种神奇的物质,是人类至今发现的厚度最薄、强度最高的材料。针对这一发现,同学们提出以下几个问题:你认为较有价值且可探究的问题是( )
  
  A.石墨烯为什么很薄
  
  B.如何提取石墨烯这种物质
  
  C.石墨烯在生活中有什么用处
  
  D.石墨烯的强度与石墨烯的厚度面积有什么关系
  
  答案:D
  
  分析:此题提供的是人们认识的新生事物,旨在让学生从表象中进行物理特征的深度挖掘,提炼其物理学价值和意义,帮助学生提高所提问题的水平和高度,培养探究能力。
  
  二、考查学生合理猜想与假设的能力
  
  例3.请你猜想,如果声音在空气中的传播速度变为0.1 m/s,我们的世界会是什么样子?请写出三个合理的场景。
  
  分析:此类题型旨在考查学生猜想与假设的能力。猜想与假设并非乱想,需要根据已有的科学认识、准确的物理知识进行假设。当一个假设本身就是违背科学道理的时候,就没有进行探究活动的意义,会把人引向错误的道路,所以合理的猜想、假设是能否进行探究活动的前提,是进行探究的指南。考查学生进行猜想和假设的能力,就是要让学生根据已有的生活经验和物理学知识,科学认识提出猜想和假设。
  
  三、考查学生设计实验的能力
  
  例4.晓明、晓华和小强一起在实验室做如下几个实验:晓明把手放在喉头处,大声讲话,感觉喉头振动了;晓华把发声的音叉放在水中激起水花;小强在吊着的大钟下固定一支细小的笔,敲响钟后,把纸在笔尖下迅速拖过,纸上便画出一条来回弯曲的细线。如果由你来设计一个类似的实验,你将怎样设计?
  
  分析:获得正确的认识需要经历两个阶段,首先就是感性材料的搜集,科学探究不同于一般探究活动,就在于感性材料的收集并非通过简单的观察和生活经验来获得,而是使用科学的方法和工具,设计实验,进行科学的观察和测量,在此基础上进行科学加工,得出理性认识。所以就要培养学生科学地设计实验和实施实验的能力。此类题型通过提出具体问题,着重考查学生的实验设计能力,制订简单的科学探究计划和实验方案的能力。
  
  四、考查学生分析论证与得出结论的能力
  
  例5.某中学九(2)班ST小组在研究马铃薯在水中的沉浮情况时,通过往水中加盐,终于使马铃薯漂浮在水面上。由于时间关系,当时并没有及时收拾实验器材,几天后来收拾时,惊奇地发现原来浮在水面上的马铃薯都沉在容器底部,他们决定对这一现象进行探究,提出以下几种猜想:
  
  猜想1:可能由于水的蒸发,盐水的密度变大,导致马铃薯下沉。
  
  猜想2:可能是由于马铃薯在盐水中浸泡几天后质量变大,导致马铃薯下沉。
  
  猜想3:可能是由于马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小,导致马铃薯下沉。
  
  经过一番讨论,他们马上否定了猜想1,你认为他们否定猜想1的理由是__________________。接着他们就猜想2和猜想3进行了如下的实验操作:
  
  ①取三块马铃薯,编上A、B、C号,分别测出其质量和体积;
  
  ②配制一大杯盐水;
  
  ③将三块马铃薯放在盐水中,使其漂浮,几天后发现马铃薯都沉在容器底部,将其捞出、擦干,分别测出其质量和体积。
  
  分析:获得正确认识的第二步就是将感性材料经过科学加工,上升到理性认识。实验所得的数据仅仅是对实验事实的客观记录,其本身还是较为零散,缺乏逻辑,彼此间尚未建立联系。而所谓结论应该是一种普遍规律。要挖掘数据背后的意义,找到彼此的联系,从物理现象和实验数据中总结共同之处,从而能够得出一个合理的实验结论。
  
  探究式教学的实施,必须配以探究性试题对学生的学习效果进行训练、考查,所以要注重对探究性试题的研究实施。学生的探究意识不是朝夕之间可以形成的,必须建立在平时探究学习的基础上。学生在教师的引导下,逐步了解熟悉物理学探究的一般流程和方法,培养科学探究能力,增强探究意识,自然能在面对探究性试题时游刃有余。
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