黃中杰

摘 要：本文通過對一道物理實驗探究題進行討論后認為：在組題、編題時，要注意反復推敲，仔細斟酌，以達到表述簡潔、思維嚴謹、指向精準的效果；深入理解《義務教育物理課程標準》，認真研讀物理教科書，是教學之根本，有著至關重要的作用；實驗探究類問題，帶領學生進入實驗室進行分組實驗，能收到事半功倍的效果，利于促進學生團隊精神的形成，利于促進學生科學素養(yǎng)的提升。

關鍵詞：探究題；探討；熔化；溫度；質疑；解答；感悟

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）2-0033-3

在2015年初中畢業(yè)生一次統(tǒng)考的物理試卷上，有一道物理實驗探究題，題目如下：

如圖1所示，為了探究“冰的熔化特點”，小明和小強設計了下述實驗方案（環(huán)境溫度為20 ℃）：A.將碎冰盛入燒杯中；B.測出碎冰熔化前的溫度；C.用“水浴法”給碎冰加熱，記錄冰熔化過程中不同時間對應的溫度；D.描繪出溫度隨時間變化的圖像，分析規(guī)律。在實驗中發(fā)現(xiàn)下列問題，請你作答：

（1）應選用顆粒較_____________（選填“大”或“小”）的碎冰。

（2）他們發(fā)現(xiàn)還未用酒精燈加熱，碎冰就已開始熔化，小強認為這說明冰的熔化過程并不需要吸熱，他的觀點正確嗎？____________。為什么？__________________________________。

（3）實驗過程中，他發(fā)現(xiàn)較難測出碎冰在0 ℃以下的溫度，于是他將燒杯中的水換成了鹽和碎冰，便順利解決了這一問題。你認為改進后即可測出冰在0 ℃以下的溫度的原因是：__________

_______________________________________________________________________________。

（4）小明采用改進后的方法進行了實驗，測得的數(shù)據(jù)如表1所示。分析實驗數(shù)據(jù)可知：冰的熔點是______ ℃。

該題考查考生的內容在《義務教育物理課程標準》[1]界定框架范圍之內，在教科書中能找到雛形，是對教科書的挖掘、拓展和升華，具有原創(chuàng)性，實屬命題人用心編制的題目，檢測效果好，對考生區(qū)分度大。從總體看，這是對考生知識與能力檢測的一道優(yōu)質題目。同時，筆者對該題有兩點質疑，與同行商榷：

首先，該題是否應該介紹“水浴法”？

“水浴法”雖是一個簡單概念，但《義務教育物理課程標準》[1]和學生所用《義務教育教科書物理九年級全一冊》[2]（上?？茖W技術出版社）中均未提到，說明“水浴法”不屬于考查考生的內容，至少不屬于考查考生的重點內容。該題中提到“水浴法”，但未進行簡潔介紹，這可能對考生答題產生無謂的干擾和障礙。因此，該題應該介紹“水浴法”。

其次，該題是否應該將“A.將碎冰盛入燒杯中”改為“A.將碎冰盛入試管中”？甲圖是否應該刪除？

若不更改并保留甲圖。那么，該題中“B.測出碎冰熔化前的溫度”的含義就有歧義，模糊不清：是指測出燒杯中的碎冰熔化前的溫度呢？還是指測出試管中的碎冰熔化前的溫度呢？若按甲圖所示方案在燒杯中裝入足量碎冰，溫度計玻璃泡插入燒杯內的碎冰中間，在一定時間內，因碎冰多，碎冰團外部的碎冰吸熱升溫。但碎冰團內部的碎冰溫度仍然很低（因冰是熱的不良導體），且相對穩(wěn)定，因此容易測出燒杯中的碎冰在0 ℃以下的溫度，那就不會產生第（3）小題表述的現(xiàn)象——“他發(fā)現(xiàn)較難測出碎冰在0 ℃以下的溫度”。筆者曾用冰柜凍結的冰塊敲碎做過多次實驗進行驗證：在燒杯中裝入足量碎冰，容易測出碎冰在0 ℃以下的溫度；在試管中裝入適量碎冰，因碎冰較少，從外界吸熱后溫度迅速上升，不容易測出碎冰在0 ℃以下的溫度。該題講到“他發(fā)現(xiàn)較難測出碎冰在0 ℃以下的溫度”，應該是指按照圖乙所示的方式進行實驗，較難測出試管中所裝的碎冰在0 ℃以下的溫度。在《義務教育教科書物理九年級全一冊》（上海科學技術出版社）中，探究冰的熔化現(xiàn)象時，也是測量試管中的碎冰熔化前后的溫度，不是測量燒杯中的碎冰熔化前后的溫度，也只有乙圖，沒有甲圖。因此，該題應該將“A.將碎冰盛入燒杯中”改為“A.將碎冰盛入試管中”，甲圖應該刪除。

該題是一道分值為9分的科學與實驗探究題，前4空每空2分，最后1空1分。第（1）（2）（4）小題較簡單，第（3）小題難度大。由于顆粒較小的碎冰受熱面較大，受熱較為均勻，因此第（1）小題的答案是“小”；由于外界溫度高于碎冰的溫度，雖未用酒精燈加熱，但碎冰不斷從外界吸收熱量，因此第（2）小題兩個問的答案分別是“不正確”，“ 因為外界溫度高于冰的溫度，冰從外界吸收了熱量，所以溫度升高到熔點后開始熔化”；根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，第6分鐘至第12分鐘的這段時間，酒精燈在不斷加熱，冰不斷吸熱熔化，且溫度保持0 ℃不變，因此第（4）小題的答案是“0”。

第（3）小題的正確答案是：“鹽和碎冰混合后，降低了燒杯中的碎冰的熔點，避免試管中的碎冰的溫度迅速升高，利于測出試管中的碎冰在0 ℃以下的溫度”。在全市5萬多考生中，該小題抽樣統(tǒng)計的完全正確率不到3%，可見該小題的難度確實較大。不少學生考完試后，面對正確答案仍是不解。

面對學生的不解，筆者這樣解釋：因為該實驗的數(shù)據(jù)記錄中，需要記下冰在0 ℃以下的溫度，以便繪制圖像。實驗中，若不向燒杯中加鹽，燒杯中的純凈冰的熔點為0 ℃，在酒精燈對燒杯進行加熱的過程中，燒杯中的純凈冰的溫度就會一直迅速上升到0 ℃時才能停止一段時間，吸熱熔化；試管中的純凈冰因不斷從管外的燒杯中吸熱，試管中的純凈冰的溫度也會一直迅速上升到0 ℃，故較難測量試管中的純凈冰在0 ℃以下的溫度。當向燒杯中加鹽后，燒杯中的冰含有雜質，熔點低于0 ℃，在酒精燈對燒杯進行加熱的過程中，燒杯中的冰上升到0 ℃以下的某一確定溫度時，停止上升一段時間，吸熱熔化；試管中的純凈冰因不斷從管外的燒杯中吸熱，試管中的純凈冰的溫度也會一直上升到0 ℃以下的某一確定溫度時，停止上升一段時間，利用這段溫度停止上升的時間，測出試管中的純凈冰在0 ℃以下的溫度。所以，第（3）小題的正確答案是：鹽和碎冰混合后，降低了燒杯中的碎冰的熔點，避免試管中的碎冰溫度迅速升高，利于測出試管中的碎冰在0 ℃以下的溫度。

對該題深入探討，有上述質疑和解答，并獲以下3點感悟：

1.在組題、編題時，要注意反復推敲，仔細斟酌，以達到表述簡潔、思維嚴謹、指向精準的效果。在整個命題工作中，難免有疏忽遺漏的一些因素，但在我們的思想里必須對命題工作有高度的認識，要盡最大可能避免表意模糊、數(shù)據(jù)錯亂等現(xiàn)象的發(fā)生，否則試題旨意不清，就會對學生答題產生無謂的干擾和障礙，達不到或訓練、或檢測、或選拔的良好效果。教師表述簡潔，思維嚴謹，能使學生受到潛移默化的影響，將為學生清爽的表達能力、嚴密的思維能力的進一步發(fā)展，奠定一生堅實的基礎。

2.深入理解《義務教育物理課程標準》和認真研讀物理教科書，是教學之根本，有著至關重要的作用。

《義務教育物理課程標準》[1]第12頁中，對學生有這樣一段要求：“經歷物態(tài)變化的實驗探究過程，知道物質的熔點、凝固點和沸點，了解物態(tài)變化過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象。用物態(tài)變化的知識說明自然界和生活中的有關現(xiàn)象?！边@段文字明確告訴教師，需要帶領學生經歷實驗探究過程，知道、了解和能夠說明、解釋相關的現(xiàn)象。第（3）小題雖然難，但仍在《義務教育物理課程標準》界定框架范圍之內。《義務教育教科書物理九年級全一冊》[2]（上?？茖W技術出版社）第十二章《溫度與物態(tài)變化》的第二節(jié)《熔化與凝固》中，要求實驗探究冰的熔化特點，該教科書的第11頁“探究與點撥”中寫道：“實驗中，有時較難測出碎冰在零攝氏度以下的溫度。若遇此情形，可嘗試以下方法改進：開始時在燒杯中放鹽與碎冰，然后將裝有純凈碎冰的試管插入其中；隨后加熱，熔化燒杯中與鹽混合的碎冰，隨之，試管中的碎冰也開始熔化了，這樣便容易得到試管中的碎冰熔化前后溫度的數(shù)據(jù)了?！边@段文字向我們介紹：容易測出碎冰零攝氏度以下溫度的方法，燒杯中加鹽的碎冰先熔化，熔化時溫度低于0 ℃且保持不變，從而避免試管中的碎冰溫度迅速升高，利于測出試管中的碎冰在0 ℃以下的溫度。研讀教科書發(fā)現(xiàn)，第（3）小題的答案就“藏”在教科書的這段文字當中。

課程標準是教材編寫、教學、評估和考試命題的依據(jù)，是國家管理和評價課程的基礎；教科書為備課、上課提供了基本素材，擬定了教學需要構建的基本框架。一個具有扎實功底的物理教師，必須深入理解《義務教育物理課程標準》，對其框架范圍的界定把握精準；必須認真研讀、挖掘、拓展教科書，對教材運用自如，對問題有的放矢。這樣才能對學生有適度的要求，才能教給學生讀懂物理教科書的方法，甚至交給學生能讀書、善讀書的一些基本方法，從而培養(yǎng)學生從書中文字、圖表獲取相關信息解決問題的能力和素養(yǎng)。因此，深入理解《義務教育物理課程標準》和認真研讀物理教科書，是教學之根本，有著至關重要的作用。

3.實驗探究類問題，帶領學生進入實驗室分組實驗，能收到事半功倍的效果，利于促進學生團隊精神的形成，利于促進學生科學素養(yǎng)的提升。

2015—2016學年，筆者擔任2016屆3個初中畢業(yè)班的物理教學，在對《義務教育教科書物理九年級全一冊》（上?？茖W技術出版社）第十二章《溫度與物態(tài)變化》的第二節(jié)《熔化與凝固》的教學中，采用了3種不同的教學模式分別對3個班進行第一課時的教學。其一，傳統(tǒng)教學模式，講授、聽記為主；其二，多媒體教學模式，播放課件、觀看視頻為主；其三，實驗室教學模式，進入實驗室，分組實驗為主。在3種不同的教學模式中，對“要測出碎冰在0 ℃以下的溫度”作同等程度的強調。第二課時做完同等程度查漏補缺的教學工作后，向3個班均發(fā)了印有上面那道物理實驗探究題的紙質練習資料，并對第（3）小題的正確率做了統(tǒng)計：傳統(tǒng)教學模式班為36.84%，多媒體教學模式班為52.63%，實驗室教學模式班為65.79%。數(shù)據(jù)印證了“聽不如看，看不如做”的說法。物理實驗探究課，進入實驗室指導學生分組實驗，無論是教學效果，還是對學生興趣的激發(fā)，都比其他方法好得多。我們應盡到最大可能帶領學生進入實驗室，指導學生分組實驗，讓學生親身經歷、親身體會，能收到事半功倍的效果。實驗室中的分工與合作，利于促進學生團隊精神的形成；實驗室中的操作與思考，利于促進學生科學素養(yǎng)的提升。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2011.

[2]義務教育物理課程標準實驗教科書編寫組.義務教育教科書物理九年級全一冊[M].上海：上海科學技術出版社，2013.

（欄目編輯 李富強）