初中學(xué)業(yè)水平考試物理試題分析與思考

尹紅 馬賢榮 王麗萍

通過對(duì)云南省初中學(xué)業(yè)水平考試物理試題的分析，我們不難看出2021年的試題相較以往表現(xiàn)出穩(wěn)中有變的特點(diǎn)。試題以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，緊扣現(xiàn)行物理教材，既考查了學(xué)生應(yīng)掌握的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能，還著重考查了學(xué)生的思維過程、創(chuàng)新意識(shí)，以及分析問題和解決問題的能力。試題大多源于教材，取材于生活實(shí)際，體現(xiàn)了從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的理念。

一、試題特點(diǎn)及啟示

1.聚焦立德樹人，注重價(jià)值引領(lǐng)

試題從“緊扣時(shí)代，弘揚(yáng)抗疫精神”和“關(guān)注國(guó)家發(fā)展，弘揚(yáng)先進(jìn)文化”等方面體現(xiàn)了聚焦立德樹人、注重價(jià)值引領(lǐng)的特點(diǎn)。

啟示：在教學(xué)中，教師除了讓學(xué)生用所學(xué)物理知識(shí)正確解釋現(xiàn)象，還要滲透德育，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的育人功能，為祖國(guó)培養(yǎng)不僅有扎實(shí)的知識(shí)技能且身心健康的合格接班人。

2.夯實(shí)物理基礎(chǔ)，體現(xiàn)學(xué)以致用

試題素材有兩個(gè)源頭：一是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中探究實(shí)驗(yàn)的部分情境;二是日常生活中常見的現(xiàn)象。以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，試題注重考查學(xué)生終身發(fā)展所必需的物理學(xué)科體系的基本概念和規(guī)律，以及在應(yīng)用這些知識(shí)解決具體問題的過程中所形成的技能。

如第2、3題中的插圖情境是學(xué)生能夠經(jīng)常見到的;第5題中的排球運(yùn)動(dòng)是學(xué)生體育活動(dòng)中的常規(guī)項(xiàng)目;第6題通過地磁場(chǎng)、通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用、電磁鐵原理、電磁感應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用;第11題中的幾種物品也是學(xué)生日常生活中常見的;第23題騎自行車是學(xué)生所熟悉的情境，以此考查學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用能力。

啟示：在平時(shí)的教學(xué)中，教師要有意識(shí)地讓學(xué)生留心生活中的物理現(xiàn)象，要能透過現(xiàn)象找到其中蘊(yùn)含的物理規(guī)律，不僅要讓學(xué)生學(xué)會(huì)基礎(chǔ)知識(shí)，還要讓他們養(yǎng)成把所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合的良好習(xí)慣。

3.重視物理實(shí)驗(yàn)，彰顯科學(xué)探究

科學(xué)探究既是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)重要而有效的途徑。科學(xué)探究的形式是多種多樣的，實(shí)驗(yàn)則是科學(xué)探究的手段之一。實(shí)驗(yàn)探究題有兩個(gè)功能：一是考查學(xué)生的相關(guān)素養(yǎng);二是要將做過的實(shí)驗(yàn)與沒做過的實(shí)驗(yàn)區(qū)分開來，讓做過實(shí)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)做題，讓沒做過實(shí)驗(yàn)的學(xué)生沒法做題。今年實(shí)驗(yàn)探究題體現(xiàn)出明顯的特點(diǎn)，即所設(shè)計(jì)的問題與學(xué)生所經(jīng)歷的實(shí)驗(yàn)過程緊密聯(lián)系。學(xué)生的答題表現(xiàn)反映其通過實(shí)驗(yàn)所內(nèi)化的經(jīng)驗(yàn)與行為，反映出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中動(dòng)手動(dòng)腦的思維層次。

例1 （第20題）如圖1所示，用兩根完全相同的蠟燭和一塊厚玻璃板探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”。

（1）用透明玻璃板代替平面鏡的目的是可以確定像的? ? 。實(shí)驗(yàn)中有同學(xué)從蠟燭一側(cè)透過玻璃板看到像有“重影”，其原因可能是玻璃板的前后表面都發(fā)生了光的? ? 射。改善“重影”問題的辦法是? ? ?。解決問題后，移動(dòng)點(diǎn)燃的蠟燭，多次測(cè)量并分析得出結(jié)論。

（2）小明發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)中難于準(zhǔn)確測(cè)量像和物到玻璃板的距離，且未用大小不同的物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，就得出了像與物大小的關(guān)系。于是他換用一些完全相同的木塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①如圖2甲所示，將一組木塊置于玻璃板前，改變?cè)摻M木塊的位置，進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)，用筆在白紙上標(biāo)記出每次像和物的位置，如圖2乙所示。根據(jù)對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)就能準(zhǔn)確測(cè)出相應(yīng)的距離，再將白紙沿? ? （選填“EF”或“GH”）對(duì)折，若像和物的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)都? ? ，則證明平面鏡所成的像和物具有對(duì)稱性。

②如圖3所示，用疊加的方法改變物的大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)如表2。分析可知平面鏡所成的像與物的大小? ? 。

（3）某小組在較暗的環(huán)境中做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)木塊的像較暗、不易辨識(shí)，聯(lián)系日常照鏡子的經(jīng)驗(yàn)，解決的方法是? ? ?（選填“照亮木塊的像”或“照亮木塊”）。

平面鏡成像在生活中的現(xiàn)象有很多，比如照鏡子。如果在日常學(xué)習(xí)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下扎實(shí)地做過平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)，那么對(duì)于這些問題是有足夠的感性認(rèn)識(shí)和一定的理性認(rèn)識(shí)的，考試時(shí)自然也就能調(diào)用已有知識(shí)來正確應(yīng)答。本題對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，用方塊物體代替了蠟燭，通過方塊物體的棱角來確定像和物的關(guān)系。另外，試題還用疊加的方法改變物的大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是對(duì)實(shí)驗(yàn)的一種創(chuàng)新。

啟示：在教學(xué)中，學(xué)生容易形成定勢(shì)思維，往往認(rèn)為光學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇在較暗的環(huán)境中進(jìn)行，如用蠟燭作為物體進(jìn)行凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)或用蠟燭作為物體進(jìn)行平面鏡成像實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)在較暗的環(huán)境中現(xiàn)象確實(shí)要明顯一些，但我們不能就此認(rèn)為光學(xué)實(shí)驗(yàn)一定要在較暗的環(huán)境中進(jìn)行。這道題用不會(huì)發(fā)光的木塊作為研究物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果還是在較暗的環(huán)境中進(jìn)行，反而更難觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。所以命題者設(shè)置第（3）小題來考查學(xué)生是否真在這樣的環(huán)境中做過實(shí)驗(yàn)。

4.考查綜合能力，體現(xiàn)物理素養(yǎng)

例2 （第8題）如圖4甲所示，用動(dòng)滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升高度h變化的關(guān)系如圖4乙所示。物塊完全離開水面后，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為87.5%，繩重和摩擦忽略不計(jì)。下列選項(xiàng)正確的是（ ）

A.物塊的邊長(zhǎng)為0.6 m

B.動(dòng)滑輪重為300 N

C.提升物塊完全離開水面前，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率大于87.5%

D.將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1650 J

該題的難點(diǎn)：一是對(duì)物理情境的動(dòng)態(tài)分析;二是在分析中要關(guān)注臨界狀態(tài)。對(duì)于復(fù)雜物理問題的處理，比較常用且有效的方法就是模塊化，即把大問題拆解成一個(gè)個(gè)小問題，再逐一解決。這是建立物理模型的一個(gè)過程。在本題中，我們可以將研究對(duì)象分成動(dòng)滑輪和物塊液面模型，分別對(duì)二者進(jìn)行受力分析，然后組合在一起就是本題的模型：

如圖5所示，對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析，可以得到F=;如圖6所示，對(duì)物塊和液面進(jìn)行分析，不難得出F2=G物-F浮;將動(dòng)滑輪與物塊液面組合成一個(gè)整體后，如圖7所示，就可清晰地分析出受力情況，從而得到拉力F===。

啟示：在教學(xué)中，處理比較復(fù)雜的物理問題時(shí)，我們常用的方法是模塊化。這樣做的目的是培養(yǎng)學(xué)生的建模思想，是物理核心素養(yǎng)的要求。

例3 （第18題）如圖8所示，水中有一支長(zhǎng)14 cm、底部嵌有鐵塊的蠟燭，露出水面的長(zhǎng)度為1 cm。點(diǎn)燃蠟燭，至蠟燭熄滅時(shí)，水對(duì)容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)? ? ?（選填“變大”“變小”或“不變”）。熄滅時(shí)蠟燭所剩長(zhǎng)度為? ?cm。（ρ蠟=0.9×103 kg/m3）

對(duì)于此類問題，我們需要注意物塊是粘在蠟燭底部還是嵌入蠟燭。蠟燭的長(zhǎng)度用l表示，露出水面的長(zhǎng)度用h表示。如果物塊是粘在蠟燭底部，則蠟燭和物塊這個(gè)整體所受浮力F浮=ρ水〔S（l-h）+V鐵〕g，如圖9所示;如果物塊是嵌入蠟燭的，則蠟燭和物塊這個(gè)整體所受浮力F浮=ρ水S（l-h）g。兩種情況下的浮力計(jì)算方法是有區(qū)別的。

如圖10所示，這是蠟燭剛點(diǎn)燃和剛熄滅時(shí)的情境。從圖中我們不難看出，液面下降了，所以第一個(gè)空比較容易得到結(jié)果。而第二個(gè)空則需要對(duì)蠟燭進(jìn)行受力分析，列出方程組才能得出結(jié)果。在解題過程中，如果學(xué)生將鐵塊的重力忽略了，雖然也可以把空填對(duì)，但是受力分析就不對(duì)了。只有把物體的受力分析弄清楚，才談得上正確解決了問題。

啟示：在教學(xué)中，教師要指導(dǎo)學(xué)生正確判斷研究對(duì)象，并能對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。這個(gè)能力是學(xué)生正確解題的基礎(chǔ)。

二、對(duì)教學(xué)的思考

通過以上論述，一線教師要從以下四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)反思和改進(jìn)。

1.深度研讀教材，用好用活教材

教材是學(xué)校教育中最基本、最重要的課程資源之一，是教師開展教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)的主要參考資料。教材的編寫是以課標(biāo)為依據(jù)的，能全面落實(shí)課標(biāo)所倡導(dǎo)的課程理念和課程目標(biāo)。教材有利于教師有效組織教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)創(chuàng)新，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成。教材也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要資源，學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)是教師指導(dǎo)下創(chuàng)造性地使用教材。

2.注重物理概念、規(guī)律的建立與生成過程

物理概念是從大量的物理現(xiàn)象和過程中抽象出來的，反映了事物的共同特征和本質(zhì)屬性。在日常的物理教學(xué)中，教師應(yīng)以人們的認(rèn)知過程為主線，將科學(xué)家的原發(fā)現(xiàn)過程展現(xiàn)出來，引領(lǐng)學(xué)生追根溯源，讓物理概念和物理規(guī)律的教學(xué)過程真正成為學(xué)生主動(dòng)參與的再發(fā)現(xiàn)過程。經(jīng)歷了生成過程后，學(xué)生才能對(duì)物理概念和物理規(guī)律有更深刻的理解，才能做到深度學(xué)習(xí)，所學(xué)知識(shí)也才能內(nèi)化，從而為解決實(shí)際問題奠定基礎(chǔ)。

3.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是落實(shí)物理課程目標(biāo)，全面提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要途徑。教師要充分挖掘并發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用：一是不折不扣地完成課程標(biāo)準(zhǔn)中列出的學(xué)生必做的20個(gè)實(shí)驗(yàn);二是大力提倡用身邊的物品做實(shí)驗(yàn)，例如使用易拉罐、飲料瓶等日常用品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn);三是讓學(xué)生了解一些新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

4.知識(shí)方法遷移，解決實(shí)際問題

在教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)物理知識(shí)內(nèi)化，然后進(jìn)行遷移，用來解決實(shí)際生活中的問題。如2021年昆明市學(xué)業(yè)水平考試物理試題第21題，就是將歐姆定律和密度相關(guān)知識(shí)內(nèi)化以后，將伏安法測(cè)電阻進(jìn)行了遷移，用來解決家庭電路中遇到的實(shí)際問題。又如，2021年云南省學(xué)業(yè)水平考試物理試題第25題，檢測(cè)儀中的氣敏電阻阻值變化規(guī)律及酒駕標(biāo)準(zhǔn)等信息會(huì)隨著情境不同而產(chǎn)生變化。這些信息需要通過閱讀來獲取，從而考查學(xué)生的閱讀和識(shí)圖能力。試題從電壓、電阻、電功及屬于哪種性質(zhì)的駕駛等角度設(shè)問，把純物理問題嫁接到真實(shí)的問題情境中，使得解題過程變成了解決實(shí)際問題的過程。在教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從題目、圖像和表格中獲取有用信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行綜合分析、歸納規(guī)律，嘗試解釋現(xiàn)象或得出結(jié)論，并將知識(shí)應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去。這樣做其實(shí)就是在培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

◇責(zé)任編輯 邱 艷◇