重視探究能力考查的中考物理情境題解析
——以2021年廣東中考物理試題為例

廣東湛江市第二中學(xué)（524006） 譚振興

情境題是將試題所要考查的學(xué)科知識(shí)與一定的情境素材融合在一起的試題，這類試題能有效考查學(xué)生的思維能力及探究能力。不少中考試題將所要考查的學(xué)科知識(shí)與一定的情境素材融合在一起，目的就是考查學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)（物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）。命題者根據(jù)不同的考查要求，結(jié)合不同的情境，設(shè)計(jì)不同考查難度的試題。有的試題相對(duì)簡(jiǎn)單，僅要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)解釋簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象；有的試題需要學(xué)生分析和提取情境中的有用信息，再綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行推理運(yùn)算，才能有效解答。本文以2021 年廣東中考物理試題為例，對(duì)其中部分情境題進(jìn)行分析探討。

一、聲學(xué)情境題

聲音是我們從小就聽(tīng)到的，對(duì)每位學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)相關(guān)聲學(xué)知識(shí)前都有一定的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)（或者是前概念）。因此，在平時(shí)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)注意學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，充分考慮學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)，多結(jié)合日常生活中的聲現(xiàn)象開(kāi)展情境化教學(xué)，讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題。

［例1］（2021 年廣東中考物理第2 題）圖1 是八個(gè)相同的玻璃瓶，裝有高度不同的水。用筷子分別敲擊瓶口，下列說(shuō)法正確的是（ ）。

圖1

A.聲音主要是由瓶?jī)?nèi)空氣振動(dòng)產(chǎn)生的

B.聲音主要是由玻璃瓶振動(dòng)產(chǎn)生的

C.a瓶的音調(diào)最低

D.d瓶的音調(diào)最低

評(píng)析：此題情境來(lái)源于熟悉的生產(chǎn)、生活實(shí)際，改編自人教版物理教材八年級(jí)上冊(cè)第37 頁(yè)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”中的第4 小題“小小音樂(lè)會(huì)”。新情境所隱含的問(wèn)題處于大多數(shù)學(xué)生思維和能力的“最近發(fā)展區(qū)”，是大多數(shù)學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決的基于學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的情境題，是學(xué)生在已有知識(shí)水平基礎(chǔ)上通過(guò)分析推理能夠解決的問(wèn)題。當(dāng)用筷子敲擊玻璃瓶時(shí)，聲音產(chǎn)生的原因不是瓶?jī)?nèi)水或空氣振動(dòng)，而是玻璃瓶振動(dòng)。解答此題時(shí)，學(xué)生往往用已有的錯(cuò)誤生活經(jīng)驗(yàn)判斷，沒(méi)有區(qū)別產(chǎn)生聲音的原因是“吹氣”還是“敲擊”。若用嘴貼著裝有水的瓶口吹氣，則是瓶?jī)?nèi)的空氣柱振動(dòng)發(fā)聲?？諝庵蕉?，振動(dòng)頻率越高，發(fā)出聲音的音調(diào)越高。若用筷子或其他物體敲擊玻璃瓶，則是玻璃瓶振動(dòng)發(fā)聲。瓶中的水越少，敲擊瓶子時(shí)，瓶子越易振動(dòng)，且振動(dòng)越快，振動(dòng)頻率越高，發(fā)出的聲音的音調(diào)越高；反之，瓶?jī)?nèi)水越多，敲擊瓶子時(shí)，瓶子就不容易振動(dòng)，且振動(dòng)的頻率越低，發(fā)出的聲音的音調(diào)就越低。此題體現(xiàn)了積極的價(jià)值取向，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的物理現(xiàn)象。

二、光學(xué)情境題

以真實(shí)的自然背景作為問(wèn)題情境進(jìn)行命題，或就真實(shí)的情境進(jìn)行命題，是考查學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的有效方法。物理教學(xué)改革的目的之一是讓學(xué)生知道物理與生活是緊密聯(lián)系的，知道物理源于生活，并服務(wù)于生活。初中光學(xué)涉及大量的生產(chǎn)生活素材，值得廣大師生學(xué)習(xí)探討。中考命題者可以從教材、實(shí)驗(yàn)、社會(huì)熱點(diǎn)、科技新產(chǎn)品、學(xué)生生活實(shí)際等方面選取情境素材，命制光學(xué)情境題。

［例2］（2021 年廣東中考物理第11 題）小明給弟弟變了個(gè)魔術(shù)，他將裝有一枚硬幣的杯子放在弟弟面前，如圖2 所示，弟弟在A處看不到硬幣，這是因?yàn)楣庋豞________傳播。小明向杯中緩緩注水后，弟弟能看到硬幣了，這是由光的_________產(chǎn)生的現(xiàn)象。弟弟看到的是硬幣的_________（選填“實(shí)”或“虛”）像。

圖2

評(píng)析：此題由人教版物理教材八年級(jí)上冊(cè)第83 頁(yè)“想想議議”原題改編而來(lái)?！霸瓉?lái)看不見(jiàn)硬幣，加水后又能看到硬幣”的奇妙現(xiàn)象是真實(shí)的生活情境。本題以生活情境為背景考查學(xué)生相應(yīng)的光學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生有一種“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”的親身體驗(yàn)。這樣的情境題可以加深學(xué)生對(duì)“光的折射”概念和規(guī)律的理解。學(xué)生結(jié)合生活體驗(yàn)，自己發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深度思考。這能有效培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，同時(shí)對(duì)教師的課堂探究教學(xué)起到很好的導(dǎo)向作用。

［例3］（2021 年廣東中考物理第21 題）小明發(fā)現(xiàn)，晚上坐公交車時(shí)在車窗玻璃里看到另一個(gè)“自己”，而白天卻看不清。結(jié)合平面鏡成像知識(shí)，他思考了以下問(wèn)題：

（1）在車窗玻璃里看到的另一個(gè)“自己”是光的_________形成的像。

（2）如圖3 甲所示，小車的前擋風(fēng)玻璃是傾斜的。從光學(xué)角度分析，這樣設(shè)計(jì)的目的是：______（寫出一條）；此外，晚上開(kāi)車時(shí)，來(lái)自后方車輛的強(qiáng)光入射到前擋風(fēng)玻璃，被反射到_________（選填“上方”或“下方”），以減少對(duì)司機(jī)視線的干擾。

圖3

（3）在探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，如圖3乙所示。

①組裝器材時(shí)，要使玻璃板與水平桌面相互____________。

②實(shí)驗(yàn)需要記錄像與物的大小關(guān)系，還需要記錄物理量____________和___________。

③實(shí)驗(yàn)中如果將蠟燭B也點(diǎn)燃，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是______________（寫出一條）。

評(píng)析：此題融“探究性、開(kāi)放性和綜合性”于一體，所給條件為學(xué)生提供了想象的空間，探究方法多樣化。此題以生活素材為背景，結(jié)合情境設(shè)置問(wèn)題，有效反映學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)中是否重過(guò)程、重探索、重能力。本題針對(duì)“平面鏡成像”的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)，把一個(gè)難度較大的復(fù)雜問(wèn)題分解成若干互相聯(lián)系的子問(wèn)題，釆用“小步走”的方式，使問(wèn)題的提出由易到難，由淺入深，由近及遠(yuǎn)，讓學(xué)生“跳一跳，能夠摘到果子”，為學(xué)生搭建成功的臺(tái)階。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用化有助于原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)優(yōu)化，有利于評(píng)估探究過(guò)程和探究結(jié)果。

三、力與運(yùn)動(dòng)情境題

真實(shí)的情境往往是復(fù)雜、多變且模糊的，若不加以適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和抽象，那么基于情境設(shè)計(jì)的問(wèn)題就會(huì)過(guò)于開(kāi)放而指向性不明。因此，中考試題中情境素材的選擇應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、清晰，顯示的原理應(yīng)盡可能容易理解。復(fù)雜情境的創(chuàng)設(shè)可能會(huì)分散學(xué)生的注意力，增加學(xué)生理解問(wèn)題的難度，這些都會(huì)影響學(xué)生答題的效果。簡(jiǎn)易化情境有利于在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造實(shí)踐機(jī)會(huì)。

［例4］（2021 年廣東中考物理第17 題）小明在“探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，如圖4所示。

圖4

（1）根據(jù)__________條件，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著木塊做__________運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力的大小，如圖4甲所示。

（2）小明在圖4 甲實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)較難保持木塊勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定。于是，他與同學(xué)們一起改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，如圖4 乙所示，固定彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)拉動(dòng)長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下表，則木塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小為_(kāi)_________N。

（3）寫出用圖4乙裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：________。

評(píng)析：本題主要考查“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)探究思想。學(xué)生若能明白實(shí)驗(yàn)原理，能獨(dú)立操作，會(huì)讀彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，解答此題便簡(jiǎn)單了。本題突出考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、分析探究能力。因?yàn)樵囶}的提問(wèn)是開(kāi)放性的，所以對(duì)學(xué)生的答題能力要求更高。答題時(shí)，學(xué)生要能夠提取解題所需的有用信息，并進(jìn)行分析推理?！肮潭◤椈蓽y(cè)力計(jì)，然后拉動(dòng)長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”，這樣便把大家熟悉的、直觀淺顯的物理事實(shí)遷移抽象成容易理解的物理概念，有效考查了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、電學(xué)情境題

中考命題者要根據(jù)不同學(xué)生的認(rèn)知水平創(chuàng)設(shè)不同層次的試題情境。試題情境的創(chuàng)設(shè)，應(yīng)當(dāng)充分考慮學(xué)生的差異性，讓不同知識(shí)基礎(chǔ)、不同智力水平與特點(diǎn)的學(xué)生都能有相應(yīng)的分?jǐn)?shù)收獲。根據(jù)中考試題情境層次化要求，在日常教學(xué)中，教師要注意聯(lián)系實(shí)際，多用學(xué)生日常生活中的物品開(kāi)展物理教學(xué)，讓學(xué)生體會(huì)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的新課程理念。

［例5］（2021 年廣東中考物理第22 題）圖5 甲是某品牌家用電吹風(fēng)機(jī)，其電路如圖5 乙所示，R1、R2為電阻絲，為電動(dòng)機(jī)。通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，可使電吹風(fēng)機(jī)分別處于“停止”“冷風(fēng)”“暖風(fēng)”或“熱風(fēng)”四種狀態(tài)。

圖5

（1）要使電吹風(fēng)機(jī)正常工作，圖5甲中的A處應(yīng)安裝___________，B處應(yīng)安裝___________。（選填“電動(dòng)機(jī)”或“電阻絲”）

（2）如圖5 乙，要使電吹風(fēng)機(jī)處于“冷風(fēng)”狀態(tài)，應(yīng)閉合開(kāi)關(guān)___________；要使電吹風(fēng)機(jī)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)，應(yīng)閉合開(kāi)關(guān)___________。

（3）已知電吹風(fēng)機(jī)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)時(shí)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了20 ℃；處于“熱風(fēng)”狀態(tài)時(shí)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了30 ℃。假設(shè)這兩種狀態(tài)下的熱效率相同，相同時(shí)間內(nèi)吹出的空氣質(zhì)量相同，則R1∶R2=___________。

（4）電吹風(fēng)機(jī)用了幾年后，由于電阻絲的升華，實(shí)際發(fā)熱功率會(huì)___________（選填“變大”“變小”或“不變”）。

評(píng)析：本題改編自人教版教材中的相關(guān)題目，改編時(shí)穩(wěn)中有創(chuàng)新。本題問(wèn)題設(shè)置有層次，有一定的綜合性，能結(jié)合具體情境重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的掌握情況，如電路的分析、焦耳定律的應(yīng)用及電功率、電熱的計(jì)算等。本題并沒(méi)有簡(jiǎn)單地考查學(xué)生的機(jī)械記憶能力，而是聯(lián)系生活實(shí)際進(jìn)行相關(guān)能力的考查，避免了試題偏、怪、難的現(xiàn)象，為教師指明了課堂教學(xué)方向，有利于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，有利于促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)和全面發(fā)展。

［例6］（2021年廣東中考物理第18題）在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓恒為4.5 V）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器（標(biāo)有“20 Ω 2 A”字樣）和開(kāi)關(guān)各一個(gè)，定值電阻五個(gè)（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω），導(dǎo)線若干。

（1）將圖6甲實(shí)驗(yàn)電路連接完整。

圖6

（2）閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最___________端。

（3）圖6 乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的定值電阻的I-R圖像，其中陰影面積的物理意義是__________，其數(shù)值為_(kāi)__________。

評(píng)析：本題主要考查“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的電路圖連接、滑動(dòng)變阻器的使用及電流、電壓數(shù)據(jù)的處理。其中第（3）問(wèn)易判斷錯(cuò)誤，不少考生的答案是“研究電壓與電流的關(guān)系”，這一回答沒(méi)有區(qū)分生活語(yǔ)言和物理語(yǔ)言，表述不準(zhǔn)確、不完整，體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解出現(xiàn)偏差。

五、磁場(chǎng)情境題

在中考命題中，創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)概念本質(zhì)特征的情境是考查學(xué)生科學(xué)思維的關(guān)鍵。情境本質(zhì)化，一要選出情境中引人入勝的、簡(jiǎn)潔明快的、最接近本質(zhì)的部分；二要在此基礎(chǔ)上建構(gòu)物理概念，在諸多客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象出事物的本質(zhì)特征，完成經(jīng)驗(yàn)性常識(shí)向物理概念的轉(zhuǎn)變。

［例7］（2021 年廣東中考物理第16 題）蹄形磁體附近的導(dǎo)體與靈敏電流計(jì)組成閉合電路，如圖7 所示，現(xiàn)將該導(dǎo)體豎直向上快速移動(dòng)（沿圖示箭頭方向），電路中______（選填“有”或“無(wú)”）感應(yīng)電流產(chǎn)生。

圖7

評(píng)析：此題主要考查學(xué)生對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的判斷，創(chuàng)新之處是考查學(xué)生對(duì)蹄形磁體外部磁感線的認(rèn)識(shí)，解答關(guān)鍵是學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律的理解和辨析準(zhǔn)確到位，不被試題情境牽著鼻子走。解答此題時(shí)，大部分考生中了“假洋鬼子”的圈套，誤認(rèn)為導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向平行，沒(méi)有切割磁感線。

總之，情境化命題既能考查學(xué)生知識(shí)與技能、過(guò)程與方法的掌握情況，又能考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。大量情境化試題的測(cè)試，可以有效引導(dǎo)各學(xué)科教師課堂教學(xué)的改進(jìn)和學(xué)校育人模式的變革，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。