朱柏樹
(江蘇省東臺市教育局教研室,江蘇 東臺 224200)
信息閱讀題突出能力立意,考查學(xué)生可持續(xù)學(xué)習(xí)的基本能力,具有較好的區(qū)分度,對引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方式有良好的導(dǎo)向作用.2009年江蘇省中考物理統(tǒng)一考試中出現(xiàn)了信息閱讀題,給全省初中物理教學(xué)和中考命題帶來了極大的啟示和變化.近幾年筆者參加了鹽城市中考命題,對信息閱讀題的命題進(jìn)行了積極的探索與實(shí)踐,現(xiàn)以2014年鹽城市信息閱讀題為例,從命題立意、情景創(chuàng)設(shè)和問題設(shè)計3個方面談?wù)勑畔㈤喿x題的命題策略.
例題.(2014年江蘇鹽城中考第27題)閱讀短文,回答問題:
電動自行車是如何調(diào)速的常用電動自行車調(diào)速系統(tǒng)主要由磁鐵、霍耳傳感器、控制器和開關(guān)S共4部分組成.
霍耳傳感器是將磁信號轉(zhuǎn)變成電信號的裝置,它產(chǎn)生的電壓U0隨磁場增強(qiáng)而增大.在轉(zhuǎn)動電動自行車手柄旋轉(zhuǎn)套時,旋轉(zhuǎn)套中磁鐵與固定在手柄中的霍耳傳感器的距離發(fā)生改變,使U0發(fā)生變化.
圖1 電路圖
控制器的作用是將自身產(chǎn)生的電壓U1與霍耳傳感器的電壓U0比較后,輸出控制電壓US,控制開關(guān)S的通斷.當(dāng)U1<U0時,US=1V,圖1中開關(guān)S閉合;U1>U0時,US=0,S斷開.
電動自行車正常行駛時,U1的大小隨時間周期性變化,如圖2所示,控制器輸出的US使開關(guān)S交替通斷,1min約10000次.U0不同,每次開關(guān)S閉合與斷開時間的比值就不同.電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與每次S閉合與斷開時間的比值相對應(yīng).
圖2 U1隨時間周期性變化
圖3 霍耳傳感器移動
(1)控制電壓US=1V時,電動機(jī)中______(有/無)電流通過.
(2)如圖3所示,將霍耳傳感器從條形磁鐵的S極附近水平移動到N極附近,在此過程中,霍耳傳感器產(chǎn)生電壓的變化情況是________.
(3)U1的變化周期T約為________.
(A)6×10-6s. (B)6×10-3s.
(C)6×10-2s. (D)6×10-1s.
(4)圖4中折線A和直線B分別是U1和U0隨時間變化的關(guān)系圖線.在圖5中畫出US隨時間變化的關(guān)系圖線.
圖4 U隨時間變化
圖5 US隨時間變化
(5)電動自行車在行駛過程中,轉(zhuǎn)動手柄旋轉(zhuǎn)套后,車速增大.與轉(zhuǎn)動前相比,下列判斷正確的是
(A)霍耳傳感器產(chǎn)生的電壓U0減小.
(B)磁鐵與霍耳傳感器的距離減小.
圖6 US隨時間變化
(C)每次S閉合與斷開時間之比變小.
(D)每次S閉合與斷開時間之和變大.
答案:(1)有;(2)先減小后增大;(3)(B);(4)見圖6;(5)(B).
本題考查學(xué)生對條形磁鐵磁性強(qiáng)弱分布和周期概念的了解,考查學(xué)生的閱讀理解能力、分析推理能力,考查學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用新知識解決問題的能力.本題意在引導(dǎo)學(xué)生從被動接受的學(xué)習(xí)方式中走出來,形成主動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和能力,促進(jìn)教師轉(zhuǎn)變教學(xué)方式.
(1)閱讀理解能力.中考物理信息閱讀題的閱讀理解能力分為2個層次.
第1層次,通讀全文(包括插圖、表格等內(nèi)容),理解文意,獲取知識.學(xué)生能讀懂每段文字和每張圖表的含義,通過圖文配合理解短文內(nèi)容,對短文中包含重要信息的語句劃線做標(biāo)記,在此基礎(chǔ)上,提取出短文的主要信息(即學(xué)習(xí)到的“新知識”).
學(xué)生從短文的第2段中得到“霍耳電壓U0隨磁場增強(qiáng)而增大,隨磁場減弱而減小”和“電動自行車中通過改變磁鐵與霍耳傳感器的距離來改變磁場強(qiáng)弱”的信息.從第3段中得到“當(dāng)U1<U0時,US=1V,圖1中開關(guān)S閉合;U1>U0時,US=0,S斷開”的信息.第4段包含圖文兩方面的信息,從圖像中得到“U1的周期為T”的信息,從文字中得到“開關(guān)S每1min接通和斷開約10000次”、“U0不同,每次開關(guān)S閉合與斷開時間的比值就不同”和“電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與每次S閉合與斷開時間的比值相對應(yīng)”的信息.這些信息就是學(xué)生學(xué)習(xí)短文后所獲得的“新知識”.學(xué)生所獲取“新知識”的數(shù)量和質(zhì)量是衡量他們第1層次閱讀理解能力的標(biāo)準(zhǔn).
第2層次,能厘清“新知識”之間的邏輯關(guān)系,并能建構(gòu)出“新知識”間邏輯關(guān)系的結(jié)構(gòu)簡圖.本題“新知識”邏輯關(guān)系的結(jié)構(gòu)簡圖如圖7所示.
圖7 “新知識”的邏輯關(guān)系
通過這張“新知識”的邏輯關(guān)系圖,學(xué)生才能將零散“新知識”整合成一個有機(jī)的整體,為應(yīng)用“新知識”來解題提供幫助.
學(xué)生是否具有建立“新知識”邏輯關(guān)系的意識和能否建構(gòu)“新知識”邏輯關(guān)系圖,這兩個方面是衡量學(xué)生第2層次閱讀理解能力的標(biāo)準(zhǔn).
(2)分析推理能力.信息閱讀題的分析推理能力指能夠根據(jù)已有的知識(包括從短文中獲得的“新知識”和以往的“舊知識”)和物理事實(shí)、條件,對物理問題進(jìn)行邏輯推理和分析,得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷.
第(1)小題,根據(jù)“US=1V,圖1中開關(guān)S閉合”,得到此時電動機(jī)中有電流通過.本小題屬容易題.
第(2)小題,由條形磁鐵的磁性兩端強(qiáng)、中間弱的舊知識,挖掘出題中霍爾傳感器移動過程中磁場先減弱再增強(qiáng)的隱含條件,再結(jié)合“霍耳電壓U0隨磁場增強(qiáng)而增大,隨磁場減弱而減小”,得出霍耳電壓U0的變化情況是先減小后增大.本小題屬中等難度題.
第(4)小題,圖4中0~t1、t2~t3、t4~t5和t6~3T內(nèi)U1<U0,根據(jù)“當(dāng)U1<U0時,US=1V”,得出在0~t1、t2~t3、t4~t5和t6~3T內(nèi)US=1V;t1~t2、t3~t4和t5~t6內(nèi)情況相反.本小題屬較難題.
第(5)小題,利用圖7,采用逆向思維,經(jīng)4個步驟逆向推理得出結(jié)果.本小題屬難題.
第1步,由本小題中“車速增大”的條件,根據(jù)“電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與每次S閉合與斷開時間的比值相對應(yīng)”,得到車速增大時,每次S閉合與斷開時間之比變大.(C)選項(xiàng)不正確.
第2步,根據(jù)第1步中得到的“每次S閉合與斷開時間之比變大”,在圖4中,以t2~t4電動機(jī)的一個通斷周期為例,要使t2~t4內(nèi)S閉合時間Δt1=t3-t2增大,斷開時間Δt2=t4-t3減小,圖4中直線B應(yīng)上移,從而得出霍耳電壓U0應(yīng)增大.(A)選項(xiàng)不正確.
第3步,U0增大后,S閉合時間增大,斷開時間減小,在圖4中,以t2~t4電動機(jī)的一個通斷周期為例,S閉合與斷開時間之和T′=t4-t2=T(T為U1的周期),與U0的大小無關(guān),保持不變.(D)選項(xiàng)不正確.
第4步,根據(jù)第2步中得到的“U0增大”,結(jié)合“霍耳電壓U0隨磁場增強(qiáng)而增大”,得到霍耳傳感器所在處磁場在增加;再結(jié)合“電動自行車是通過改變霍耳傳感器與磁鐵的距離來改變磁場強(qiáng)弱”,得出此時磁鐵與霍耳傳感器的距離減小.(B)選項(xiàng)正確.
學(xué)生能否根據(jù)“新知識”對所提問題進(jìn)行分析和推理得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷是衡量學(xué)生分析推理能力的標(biāo)準(zhǔn).
命制信息閱讀題時,一般從科學(xué)發(fā)展、技術(shù)應(yīng)用和日常生活等3個方面選擇話題來撰寫短文.近幾年筆者在參加中考命題時所選取的話題分別是:2010年為獲諾貝爾物理學(xué)獎的科技成果——巨磁電阻,2011年為電子秤的核心技術(shù)——壓力傳感器,2013年為常見的生活現(xiàn)象——彩虹,2014年為霍耳傳感器的應(yīng)用——電動自行車的調(diào)速.
依據(jù)所選取的話題撰寫短文.短文要有一個明確的主題,有完整的邏輯結(jié)構(gòu),字?jǐn)?shù)一般控制在300~350字之間;短文采取多元化的呈現(xiàn)方式,用文字、圖像(圖形)或表格等多種形式來提供“新知識”;短文的撰寫力求簡潔流暢,符合初中學(xué)生的閱讀習(xí)慣,貼合他們的閱讀能力,用他們能理解和接受的方式陳述新的物理現(xiàn)象或原理.
聯(lián)系科技發(fā)展、聯(lián)系學(xué)生生活的短文為信息閱讀題創(chuàng)設(shè)了真實(shí)的問題情景.這樣的問題情景貼近學(xué)生認(rèn)知水平、貼近初中物理知識,體現(xiàn)了“從物理走向社會”、“關(guān)注科技發(fā)展”的課程理念,有利于引導(dǎo)教師加強(qiáng)物理教學(xué)與生活和科技發(fā)展的聯(lián)系.
設(shè)計問題時,命題立意的體現(xiàn)、難度的把控、梯度的設(shè)置、題與文的密切度和問題呈現(xiàn)方式是衡量信息閱讀題所設(shè)計問題質(zhì)量的主要指標(biāo).
信息閱讀題的問題要體現(xiàn)能力立意的命題原則,考查學(xué)生可持續(xù)學(xué)習(xí)的基本能力和素養(yǎng).從上文的分析可以看出,本題所設(shè)計的5個小題中,沒有一個小題單純考查學(xué)生對原有知識的記憶,解答每小題時,學(xué)生都必須用短文中的“新知識”,在理解的基礎(chǔ)上,經(jīng)過分析推理才能解答.因此,本題5個小題都以檢測學(xué)生學(xué)習(xí)新知識和運(yùn)用新知識解決問題的能力為目標(biāo).
作為有區(qū)分度的壓軸題,信息閱讀題的難度系數(shù)一般設(shè)定為0.55左右,因?yàn)殡y度系數(shù)為0.55左右試題的區(qū)分度最好,能將不同能力層次的學(xué)生區(qū)分開來.本題閱卷統(tǒng)計難度為0.55.
本題5個小題難度呈現(xiàn)低起點(diǎn)、緩坡度、高落點(diǎn)的特點(diǎn).第(1)小題從短文中就能“讀”到答案,第(2)、(3)小題要將“新知識”與原有知識重組后才能作答,第(4)小題要圖文配合,經(jīng)分析推理后用圖像描述物理規(guī)律,第(5)小題要厘清“新知識”間的邏輯關(guān)系,經(jīng)過4個步驟的縝密思維才能作答.本題5個小題的抽樣難度分別是:第(1)小題約為0.9,第(2)小題約為0.7,第(3)小題約為0.55,第(4)小題約為0.45,第(5)小題約為0.25.從抽樣統(tǒng)計可以看出,5個小題難度的起點(diǎn)合適、梯度明顯.
設(shè)計信息閱讀題問題時一種常見的失誤是“題文無關(guān)”,即所設(shè)計的問題與短文不相關(guān)聯(lián),或假相關(guān).例如,如果本題設(shè)計了“電動自行車的電動機(jī)工作時將電能轉(zhuǎn)化成________能和內(nèi)能”的問題.乍一看,這道題中的電動機(jī)與短文相關(guān)聯(lián),仔細(xì)分析我們發(fā)現(xiàn),這道題考查的是學(xué)生的“舊知識”——電動機(jī)工作時的能量轉(zhuǎn)化,沒有考查短文中的“新知識”,即這道題考查的知識目標(biāo)落腳在短文外,考查了學(xué)生對原有知識的記憶.即使刪掉這段短文,這道題獨(dú)立出現(xiàn)時,學(xué)生仍能答題.因此,這道題與短文的關(guān)聯(lián)度、密切度都很低.“題文無關(guān)”會降低信息閱讀題的質(zhì)量和品位.
本題的5個小題與短文有較高的關(guān)聯(lián)度和密切度.5個小題緊緊圍繞短文設(shè)問,學(xué)生解答每個小題都必須使用短文提供的“新知識”,沒有一小題考查的知識目標(biāo)只落腳在“舊知識”上.
將考查的知識目標(biāo)落實(shí)到“新知識”上,而不單純指向“舊知識”,就可以避免“題文無關(guān)”現(xiàn)象的出現(xiàn).
本題5個小題設(shè)置了填空、選擇和作圖3種題型,設(shè)計了選填、簡答和畫圖3種答題手法,形式多元,方式多樣.
情景、立意和設(shè)問是信息閱讀題的3個基本要素,情景是試題的載體,立意是試題的靈魂,設(shè)問是試題的精髓.情景、立意和設(shè)問既相輔相成,又相得益彰.創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生認(rèn)知的閱讀情景,依據(jù)能力立意的命題原則,設(shè)計符合學(xué)生能力發(fā)展的問題,就可以考查出學(xué)生可持續(xù)學(xué)習(xí)的基本能力和素養(yǎng),并能引導(dǎo)教師關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,使學(xué)生從被動接受中走出來.