(江蘇省南京市第二十九初級中學(xué),江蘇 南京 210024)
圖1
2014年南京市物理中考題第28題是一道電學(xué)計算題,題目如下:在綜合實踐活動課上,小明設(shè)計了如圖1所示的模擬調(diào)光燈電路.此電路中電源電壓不變,燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣,定值電阻R1的阻值為6Ω.將滑動變阻器R2的滑片P置于最右端,閉合開關(guān),電壓表和電流表示數(shù)分別為6V和0.3A;滑動滑片P至某一位置,電壓表和電流表示數(shù)分別為1V和0.5A.(1)燈泡L正常發(fā)光時的電阻多大?(2)滑動變阻器R2的滑片P在最右端時,閉合開關(guān),燈泡L的實際功率多大?(3)為使燈泡安全工作,R2的滑片能自由滑動,且滑片P滑到某一端時燈能正常發(fā)光,應(yīng)采取怎樣的保護(hù)措施?請具體說明.
作為一道物理中考壓軸題,既要符合課程改革的理念,又要圍繞現(xiàn)行教材,還要引導(dǎo)教師的課堂教學(xué)改革,更要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方式的變革,對于命題者來說很不容易,上述的題目就有著很好的體現(xiàn).
試題的情景來源于蘇科版教材九年級(上)第十三章的綜合實踐活動《設(shè)計制作一個模擬調(diào)光燈》,也是這一章第一節(jié)引入新課時的一個情景,這樣設(shè)計的好處是:當(dāng)學(xué)生看到這道題目后會感到親切自然,從而有效地緩解考試的緊張情緒,有利于發(fā)揮考試水平.綜合實踐活動是培養(yǎng)學(xué)生物理思維和動手能力的非常有效的途徑,但是,由于考試的壓力,有的教師在平時的教學(xué)過程中,并不能很好地重視綜合實踐活動教學(xué).這樣的題目有利于引導(dǎo)我們的教學(xué)改革,同時也會改變教師的教學(xué)理念,重視學(xué)生課外實踐活動的開展,真正提高學(xué)生的學(xué)科思維能力和素養(yǎng).
該題第1小題的解答對于大多數(shù)學(xué)生來說沒有難度,直接用公式就可以計算得到結(jié)果,但是在解決第(2)小題時,第一個隱含的條件是電源電壓不變但未知大小,同學(xué)們要通過題干中提供的“滑動滑片P至某一位置,電壓表和電流表示數(shù)分別為1V和0.5A.”來判斷此時燈是正常發(fā)光的,并根據(jù)這一條件確定燈兩端的電壓,并利用串聯(lián)電路的特點(diǎn),從而計算出電源電壓的大小為10V.
第二個隱含條件是題目中并沒有給出小燈泡的電阻是否變化的明確表述,學(xué)生在平時的練習(xí)中接觸較多的是燈絲電阻變化與不變化的題目,有些是文字表述,有些是用圖像呈現(xiàn),但是本題缺少這樣的條件,因此,需要學(xué)生仔細(xì)讀題、認(rèn)真思考,然后才能做出正確的判斷.通過題干中“將滑動變阻器R2的滑片P置于最右端,閉合開關(guān),電壓表和電流表示數(shù)分別為6V和0.3A”來判斷燈不是正常發(fā)光,然后根據(jù)“串聯(lián)電路中電流處處相等”的知識來判斷流過燈的電流也為0.3A,再通過電源電壓、R1和R2來計算出小燈泡所分得的電壓為2.2V,從而算出燈的實際功率為0.66W,從而發(fā)現(xiàn)燈的電阻是變化的.部分同學(xué)計算流過燈的電流為0.3A,直接利用第(1)小題中燈的電阻計算出燈的實際功率為1.08W,顯然這樣的做法是錯誤的.
這樣的條件設(shè)計,既能考察學(xué)生閱讀、理解題意的能力,又能體現(xiàn)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實際問題的能力,分析、判斷和應(yīng)用能力在這一小題中也得到了充分的展示.
試題的第(3)小題涉及電路元件在電路中安全工作的問題,但又不同于簡單求電阻的范圍或電表的安全范圍,而是要求“R2的滑片能自由滑動,且滑片P滑到某一端時燈能正常發(fā)光”,這一表述從某種層度上說也是一個隱含的條件,需要學(xué)生自己判斷出應(yīng)該是滑片P在最左端時燈安全,然后才能進(jìn)行計算.這是一道結(jié)果開放的題目,結(jié)論可以是再串聯(lián)一個2Ω的電阻,也可以把原來的定值電阻R1換成阻值為8Ω的電阻,或?qū)㈦娫措妷簻p小為9V.
近幾年來,中考試題中涉及開放的試題基本屬于語言表達(dá)類,在計算類大題中出現(xiàn)這樣的開放題令人耳目一新,解決問題的開放性體現(xiàn)了對于學(xué)生個性思維的尊重.
物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,除了課堂的演示和學(xué)生分組實驗外,綜合實踐活動更能夠體現(xiàn)物理學(xué)科的特點(diǎn),即做中學(xué).在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》中有明確規(guī)定:在教學(xué)中,我們要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)對象靈活采用教學(xué)方式,提倡教學(xué)方式多樣化.注重采用探究式的教學(xué)方法,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實踐能力.蘇科版物理教材為了更加明確體現(xiàn)這一課標(biāo)精神,根據(jù)初中學(xué)生的實際情況和知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn),非常巧妙地安排了相應(yīng)的綜合實踐活動.教學(xué)實踐證明,學(xué)生只有在自主實踐過程中才能真正實現(xiàn)探究、合作和自主學(xué)習(xí).但在實際教學(xué)中,有的教師不夠重視對學(xué)生探究能力的培養(yǎng),有些學(xué)校根本就不進(jìn)行綜合實踐活動教學(xué).本題的出現(xiàn),不僅是對學(xué)生進(jìn)行知識的考核,更能夠引導(dǎo)教師教學(xué)方式的改進(jìn)和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變.
物理是研究自然現(xiàn)象和規(guī)律的科學(xué),學(xué)習(xí)物理的目的是服務(wù)于人們的生產(chǎn)和生活,物理與生活、科技和人類的文明密切相關(guān),初中生在物理學(xué)習(xí)過程中,興趣和學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)是至關(guān)重要的.本題的情景是教材中的綜合實踐活動,題干的原型是調(diào)光燈,使用的是串聯(lián)電路,這些都是學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)過程中最為常見的,但是,由于平時對于實際動手能力的重視不夠,學(xué)生往往不能很好地把學(xué)過的知識用到實際的問題中.如果我們在實際教學(xué)中要求學(xué)生經(jīng)常觀察家中的電路和閱讀常見用電器的說明書,了解其中的電路連接,并能夠?qū)嶋H去測量小燈泡在不同電壓下的電阻值,解決這樣的試題就會得心應(yīng)手,也不會對于題目中的隱含條件不能發(fā)現(xiàn)而犯錯.因此,學(xué)會觀察生活和自然現(xiàn)象,能夠積極思考發(fā)現(xiàn)并提出問題,非常必要.
發(fā)散性思維就是人們沿著不同的方向,采用不同的視角去審視和思考同一個問題,它具有靈活性和敏捷性的特征,引導(dǎo)學(xué)生多角度深入思考物理問題,會培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和良好的思維習(xí)慣.在初中物理教學(xué)中,因為知識難度不大,知識的積累不多,學(xué)生抽象思維不足等因素的影響,教師常常疏于該能力的訓(xùn)練和培養(yǎng).在本題命制過程中,巧妙地實現(xiàn)了解題結(jié)果的開放,相對于以前解題過程不同而結(jié)果相同的發(fā)散性題目來說,這是一個很大的進(jìn)步,也真正地考查了學(xué)生思維的能力和個性特征.
學(xué)科文化是這一門學(xué)科的精髓,體現(xiàn)了學(xué)科本身的內(nèi)在價值,學(xué)科知識、學(xué)科思想、理性思維、研究方法、價值標(biāo)準(zhǔn)等都屬于物理學(xué)科的學(xué)科文化,物理學(xué)科自然和簡潔的學(xué)科特點(diǎn),生活、物理、社會的高度關(guān)聯(lián),建立了物理學(xué)科獨(dú)特的學(xué)科文化.本題的命題素材取自生活,簡潔的描述和簡單的電路符合自然規(guī)律,對于難度的合理把握體現(xiàn)了人文關(guān)懷和能力考查的有機(jī)統(tǒng)一.考試不僅是對學(xué)生所學(xué)知識的考查,更是對于學(xué)生能力和思維的考核,同時也是對學(xué)生情感、態(tài)度、價值觀的引導(dǎo),本題就體現(xiàn)了課標(biāo)的要求,既考查了學(xué)科內(nèi)容和學(xué)生能力,又引導(dǎo)了教學(xué)的方向.
一道好的試題不僅讓人感到新鮮,更重要的是它可以引導(dǎo)教師思考并改進(jìn)自己的教學(xué),從而改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提高學(xué)生的思維能力和學(xué)科素養(yǎng),增長能夠終身受用的基本能力和素質(zhì).