例析中考探究性试题的几种类型
随着基础教育课程改革的深入,作为在学习知识的过程中培养学生能力的重要方式探 究式教学也越来越在教学中得到普及; 在近几年的中考命题中对探究式教学考查的力度大大 加强。笔者认为探究性命题可分为以下六种类型:
一、考查对科学探究过程的理解
科学探究过程包括以下要素:( 1)提出问题( 2)猜想与假设( 3)制订计划与设计实 验( 4)进行实验与收集证据( 5)分析与论证( 6)评估( 7)交流与合作。
例 1 (威海市 2003 )科学探究
许多物理现象跟气压的大小(通常说气压的高低)有关系,气压还对人类的生活、健 康有重要影响。例如,在几千米高的山上,如果没有高压锅,连一顿熟饭都吃不上,就是由 于水的沸点随气压改变的缘故。
实验:烧瓶中的水沸腾后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接 到烧瓶口上,向外拉注射器活塞,看到了什么现象?这个实验说明了什么问题?
实验表明气压减小时水的沸点降低。
换用其他液体,在各种气压下实验,表明一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气 压增大时升高。
请回答有关问题:
研究问题的过程通常有下列的步骤:
A、分析归纳;B提出假设;C提出问题;D
理论推导;E、实验研究;F、得出结论。
你认为编者对 “液体沸点与气压关系的研究” 依次采取的四个有用的步骤是 ____________________
(步骤用英文字母表示)。
解析 这类问题情景学生较熟悉,实验内容与方法均来自于教材中的有关章节,但考 查的内容已不再只是单一的知识点,而是前后综合的探究过程。根据科学探究的思维过程, 结合具体问题指出运用的探究程序。 完整的探究过程应包括上述 7 个,本题涉及到的探究步 骤按顺序有 D E、B C四项。
二、考查研究问题的基本方法
研究物理问题的方法很多,如控制变量法、等效法、推理法、模型法、类比法、近似 法、数学法等等,其中控制变量法应用最为普遍, 理解和掌握这些研究方法,科学探究才能 少走弯路。
例2 (盐城市2003)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,某老师引导
学生作了如下的猜想:
猜想1 ?导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
2 ?导体的电阻可能跟导体的长度有关;
3 ?导体的电阻可能跟导体的材料有关。
團1
图1是他们进行实验探究的器材, 演示板上固定了四条金属电阻丝, a、b、c长度均是
1m d的长度是0. 5m a、b的横截面积相同,材料不同; a、c的材料相同,但c的横截面
积大于a; a、d的材料和横截面积都相同。
(1)
把
在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次M N跟 _________ 的两端连接,闭合开
关,记下电流表的示数,分析比较这两根金属丝电阻的大小。
(2)
把M N跟a、d的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较
两根金属丝电阻的大小,可探究电阻 ____________ 跟的关系,其结论是 __________ 。 (3 )以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法。试根据学过的物理知
识再列出两例用这种方法研究的问题: ____________________________ 。
(4 )一般说来,所有物体都有电阻,探究过程中,又有同学提出猜想 跟温度有
关。请用一个废灯泡的灯芯设计一个实验来研究这个问题,要求: 画出电路图。
4 :电阻还可能 ①说出方法。②
依次a、d
解析 导体的长度、横截面积、材料和温度是本实验中的四个变量,因此,要研究其 中一个变量与电阻
的关系,只要将其他三个变量保持不变。
(1 )研究电阻跟横截面积的关系时,应控制长度、材料、温度不变,由题设条件,应
依次把M N跟a、c的两端连接。
(2) a、d材料、横截面积相同,显见,比较它们电阻的大小,可探究电阻跟长度的关 系;其结论
是:在导体材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大(或导体电阻跟长度成
正比等);
(3)控制变量法应用十分普遍,除此之外还有:研究电流与电压和电阻的关系;研究
压强与压力和受力面积的关系等。
(4)(略)
三、考查猜想与假设的合理性
猜想不是胡猜乱想,猜想是应用现有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过 程。猜想与假设合理,能帮助探究者明确探究的内容和方向,指导探究沿着预定目标展开, 避免探究的盲目性; 它为收集信息、 分析和解释信息提供一个大致框架; 也为制订探究计划、 设计方案奠定了必要的基础。
例 3 (烟台市 2003 )在探究“浸没在液体中物体所受浮力的大小跟哪些因素有关” 的实验时,部
分同学提出如下猜想:
?物体所受浮力的大小可能跟物体的密度有关。 ?物体所受浮力的大小可能跟物体的形状有关。 (1)除此之外你还有什么猜想?写出你的猜想。 (2)请你就上述猜想任选一种,设计出实验探究方案。
解析 例 3 试题立意是让学生经历猜想与假设的过程,并据此制定实验探究方案,使 学生体会猜想与假设是科学结论的先导, 在整个探究活动中所起的引导性作用。 所以命题者 在( 1)中给出“猜想合理即可”的评分意见,鼓励学生大胆合理地进行猜想。(
中猜想“研究物体所受浮力大小可能跟物体密度有关”据此设计的方案为:(略)
四、考查制定计划与设计实验的能力
探究计划与实验方案的具体要求来自于探究问题所提出的猜想与假设。设计实验,就 是从操作的角度把探究的猜想具体化、 程序化。一般做法是先分析该探究要解决哪几个问题, 每个问题有哪几种解决方法, 根据现有条件和要求, 应选择哪种方法为好, 然后根据被选中 的方法确定需要什么器材以及构思出操作步骤。
例 4 (三明市 2003)在探究“影响蒸发快慢的因素”实验过程中,同学们作出了如 下猜想:影响液体蒸发快慢的因素可能有:
A.液体温度;B.液体的表面积;C.液面上气
流的快慢;D.液体的种类。
(1)某同学设计了如下实验:取两只相同的烧杯,分别盛等量的酒精,把一杯放在烈 日下, 另一杯放在阴凉处, 一段时间后观察比较两杯中酒精的多少。
该同学设计这个实验的
2)根据题
目的是为了验证猜想 _________ 。(选填“ A”、“ B”、“ C”或“ D”)。
(2)请你设计一个实验来验证猜想 0要求简要写出实验的方法。
解析 例4中题目已给出4种猜想(1)的实验方法步骤是验证猜想 A;为了验证影响液 体蒸发快慢的因素是否与液体的种类有关,(
2)的方案是:取等量不同液体或放在相同环
境中看谁蒸发快。 五、考查分析与论证的准确性
实验数据并不等于探究的结论,实验数据是对实验事实的客观记录,探究的结论是在 数据的基础上通过分析论证所得出的具有普遍意义的规律。 息进行比较,进行简单的因果推理,
要归纳科学规律,要对收集的信
在初中物理,这种特
寻找数据之间的相互关系的特征。
征通常表现为“相等、之和、之差、乘积、比值”等数学关系。同时还要关注物理条件改变
与物理现象变化之间的联系。
例5 (上海市2003)某小组同学探究灯泡发光时的亮度与哪些因素有关。他们用九只 不同规格的灯泡分别接入电路,
使它们都正常发光,并用电压表和电流表分别测得灯泡正常
把九只灯泡分成三组,每组 实验中记录的有关数据分别如
发光时的电压和电流。该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度, 的亮暗程度相同,且第一组最亮,第二组其次,第三组最暗。
表1、表2、表3所示。
表1 (第一组) 实验序号 电压(伏) 电流(安) 1 6 12 24 2. 00 1. 00 0. 50 2
3
表2 (第二组) 实验序号 电压(伏) 电流(安) 4 5 6 12 24 电压(伏) 1. 00 0. 50 0. 25 电流(安)
6 表3 (第二组) 实验序号 7 8 3 6 1. 00 0. 50
9 12 0. 25 (1) 分析比较实验序号1与4, 2与5, 3与6的数据及观察到的现象,可得出的初步
结论是: __________ 。
(2) 分析比较实验序号 __________ 的数据及观察到的现象,可得到初步结论是:当通
过灯泡的电流相等时,灯泡两端的电压越大,灯泡越亮。
(3)进一步综合分析比较表 1,表2,表3中的数据及观察到的现象,并归纳得出结 论。
(a)分析比较表1,表2或表3中的数据及观察到的现象, 可初步得出:① ___________________ (b)分析比较表1、表2和表3中的数据及观察到的现象,可初步得出:②
解析 例5是在给出实验数据基础上要求学生分析论证得出结论。
电压相等时,通过灯泡的电流越大,灯泡越亮。
(2) 4 与 7、5 与 8、6 与 9。
(3)( a)①灯泡两端的电压与通过灯泡电流的乘积相等,灯泡的亮度相同;
(b)②灯泡两端的电压与通过灯泡电流的乘积越大,灯泡越亮。
六、考查综合运用与创新能力
由于物理教学和相关训练中的科学探究活动多数都是只涉及部分要素,而有一些却涉 及很少,造成学生在探究能力方面发展不平衡。
这类试题对学生实现全面的科学探究能力目
_________ 。 (1)当灯泡两端的
标进行合理设计与检测,对培养学生探究意识和创新精神具有积极意义。
例6 (青岛市2003)小宇以一定速度将石子向斜上方抛出去,(图略),石子所做 的运动叫斜抛运动。他想怎样才能将石子抛得更远呢?于是他找来小丽一起做了如下探究:
他们用如图2所示的装置来做实验,保持容器水平,让喷水嘴的位置不变,用开关控