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初中物理原创试题命制应注意的问题

2016-09-10李艳阁

中学物理·初中 2016年2期
关键词:色拉油科学性重力

李艳阁

原创命题是一项复杂的系统工程,需要学科整合.随着新课标的推行,今年来中考中出现了很多内容新颖、立意巧妙、内涵深刻、贴近生活的原创试题,考查出了学生的学习潜能和分析解决问题的能力.教师的命题无疑是学生学习的指挥棒,如何使指挥棒更加科学?教师如何成为高明的指挥家呢?笔者分析近年来各地的中招试题和自己平时的教学的教学实践,结合笔者在试题原创过程中的困惑,对初中物理原创试题命制应注意的问题以案例分析的方式进行探讨.

1科学性错误

科学性是原创命题的生命线,是编制物理试题必须遵守的首要原则.试题的科学性是指试题中不能出现逻辑性失误,不能与实际相矛盾,不能与所学的概念、规律等相违背,题设条件和计算结果都不能与客观实际相悖等.试题的科学性主要表现在试题内容经得起反复推敲考证;试题的科学性要与课标保持一致性,试题的创设与实际情况相符合.试题有科学性错误不仅会影响试题的考查、选拔效果,还会对学生以后的学习造成误导或负面影响,更不利于学生创新精神的培养和科学思维的提升以及科学素养的提升.

例1(2014年山东省菏泽市)如图1所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为WA和WB,则

A.F1

B.F1

C.F1>F2,W1>W2

D.F1>F2,W1=W2

错误解析斜面光滑说明摩擦力为零,即使用光滑的斜面没有额外功,则把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A,h相同,由W=Gh可知两次做的功相同,即W1=W2.根据图示可知,LBA>LCA,而W1=W2,由W=FL可知,FBA

由动能定理,合外力的功等于动能的改变量.光滑也就是没有摩擦,这里只有拉力F做正功和重力做负功.合力的功就是拉力F和重力做功之和等于动能的改变.但是题目中没有说明物体如何运动,也就不知道动能的改变,那也就无法判断拉力F做的正功和重力做的负功的大小关系了.那么该题就没有正确答案了.

若使题目选A,只需在题目中改为沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部缓缓拉到顶部,有缓缓二字就意味着动能不变,合力的功为零,拉力F做的正功和重力做的负功的大小就相等了.

例2(2013年泰州)在“怎样使两个灯泡都亮起来”的活动中,小明采用如图2所示的方法连接,结果两个灯泡都亮了.这时,两灯的连接方式是.若电源电压为3 V,灯泡的规格均为“2.2 V,0.22 A”,则每个灯泡的电阻是Ω,每个灯泡的实际功率是W.

错误解析如图2所示的方法连接,电流只有一条路径,故两灯的连接方式是串联.根据欧姆定律得

RL=U额I额=2.2 V0.22 A=10 Ω.

两个相同的灯泡串联连接,根据串联电路的特点可知

UL实=0.5×3 V=1.5 V,

则灯泡的实际功率P实=U2L实RL=(1.5 V)210 Ω=0.225 W.

由于实际上灯泡的电阻随温度的升高而增大,题目只给出了额定电压和额定电流,也就是说能求出正常工作时的电阻为10 Ω,而不是灯串联在3 V的电源时电阻的阻值.那么灯串联在3 V的电源时的电阻无法确定,此时灯的实际功率也就无法求解了.

例3(2013年江苏镇江)“阿婆罗”登月飞船脱离地球引力后关闭所有发动机,在不受力的情况下,由于仍可继续飞行,奔向月球,说明了力;在接近月球时,向前喷气使飞船受到(选填“向前”或“向后”)的力而减速,这说明了力的作用是.

错误解析关闭发动机后,在不受力的情况下,飞船由于惯性仍可继续飞行,奔向月球,说明了力可以改变物体的运动状态,不是维持物体运动的原因;在接近月球时,由于物体间力的作用是相互的,因此向前喷气使飞船受到向后的力而减速.

本题的叙述中有一科学性的错误:“阿婆罗”登月飞船脱离地球引力后关闭所有发动机,在不受力的情况下.飞船脱离地球引力不是不受力.实际上飞船脱离地球后,要先经过几次点火变轨后进入绕月轨道,此时月球对飞船的引力远大于地球对飞船的引力.飞船从绕地轨道到绕月轨道存在一个平衡位置(地球对飞船的引力大小等于月球对飞船的引力),但这也不是不受力.最后飞船着陆在月球上,整个过程中一直受到月球的引力.解释飞船不受力,可能会对学生将来高中的学习带来干扰.

2欠缺准确性

准确性是指在实验中某一实验指标或形状的观测值与其真实值的接近程度.试题语言准确性表现在数据的真实性,试题情景属实,不含有虚假夸大甚至恶意贬低的内容.物理试题命题的过程中注意将真实情景转化为准确的物理语言,并注意图形、公式、文字语言的有机结合.命题过程中每个细节都要仔细斟酌,每个环节都要反复考虑,每个数据都要反复验算,每个推理都要认真验证.命题语言要求精干简洁、无歧义,含混模糊的表述会严重影响学生的认知活动,更不利于学生分析思维能力的提高.

例4(2015年济宁)小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图3所示.实验中,水和另种液体在相同时间内放出的热量相等.分析图像可以得出:物质为水,另一种液体的比热容为J/(kg·℃).

本题命题者的意图是水和另种液体在相同时间内放出的热量相等,质量相等,由于水的比热容大,根据Q=cm(t2-t1),甲温度下降的少,它就是水.另外根据前15分钟甲乙温度变化的数量关系1∶2,可得知比热容之比为2∶1.另一种液体是什么都不知道,又怎么能判断出一定比水的比热容大呢?比如汽车的冷却液就比水的比热容大,还有液态氢等.题目中应该表述为“另一种常见的液体”或者直接表达为“比水的吸热能力弱的液体”.

例5(2013年福州)如图4所示,一根羽毛放置在长木片上,并保持静止状态.下列对羽毛受到重力的分析中错误的是

A.重力大小等于木片对它的支持力

B.重力方向是竖直向下的

C.重心位置在羽毛上的a点

D.重心位置在羽毛上的b点

由于羽毛静止在木片上,竖直方向受到重力和木片的支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等.此A选项正确;重力的方向始终是竖直向下的.此B选项正确.根据二力平衡的知识,可知支持力和重力在同一直线上,另外,支持力是接触力即作用点是a点,但是重心在过a点的竖直线上,而不一定是a点.总之该题的答案是D,是不恰当的.如果C项表述为“重力的作用线过a点”就比较准确了.

3前瞻性错误

前瞻性指往远看、往前看的特性,与预见性的意思相近.就是要有长远的眼光,能够想到还未发生的而又有可能发生的事情.而现在的命题思想正在由选拔功能向促进学生发展的方向转变.命题过程中的前瞻性是指命题人能深思熟虑,不只看事情的表面,也注重背后深层次的发展,更加重视知识迁移后的内化研究.物理试题对于学生今后的学习有导向功能,对于以后的发展有着指导性的意义.一道好的试题可以拓展学生的科学思维,培养科学方法,培养科学精神.

例6(2011年淮安)(小华妈妈担心从市场买回的色拉油是地沟油,小华为消除妈妈的担扰,由网络查得优质色拉油的密度在0.91 g/cm3~0.93 g/cm3之间,地沟油密度在0.94 g/cm3~0.95 g/cm3之间,并设计用测密度的方法鉴别油的品质的实验方案.

(1)将托盘天平放于水平的桌面上,移动游码至标尺左端“0”刻度处,发现指针静止时指在分度盘中央的左侧,则应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使横梁平衡.

(2)往烧杯中倒入适量的色拉油,用天平称出烧杯和色拉油的总质量为70 g,然后把烧杯中一部分色拉油倒入量筒,如图5a所示,量筒内色拉油的体积是cm3;再称烧杯和剩下色拉油的总质量,加减砝码总不能使天平平衡时,应移动.天平再次平衡时所用砝码和游码的位置如图5 b所示,则倒入量筒的色拉油的质量为g.

(3)该色拉油的密度为g/cm3,色拉油的品质是(填“合格”或“不合格”).

从物理走向生活的角度分析这是个很好的原创命题,它涉及社会热点问题,是一个立意新颖的试题.但是若只是通过密度的测量和比较就能确定是地沟油,方法也过于理想化了,把科学问题简单化了.关于地沟油的鉴定是当年的科研攻关项目,卫生部在全国征集的检测方案,其效果并不是很理想.并且用分度值为2 mL的量筒测量20 mL的地沟油是很不准确的,势必会导致密度的测量值较大的误差.更重要的是可能给学生造成科学研究简单化的错误认识.

4缺乏针对性

例6(2013年江西)如图6所示,某公园有两个游览点(用亭子表示),其游览的入口和出口都已确定.请按以下要求设计游览路线:

(1)游客由入口到出口,先后经过两个游览点,请在图6甲中用笔画线画出游览路线;

(2)游客由入口到出口,每次只经过其中任意一个游览点,请在图6乙中用笔画线画出游览路线.

由此联想到我们所学的电路知识.现有两个小灯泡和相应的电器元件,怎样连接使它们都亮起来?

[设计实验与进行实验]

请在图7所示的虚线框内,画出你所设计的两种不同的完整电路图,要求用规定的电器元件符号.

[评估](1)正确连接后闭合开关,灯泡不亮.请在表1中填写简单的检修方法.

(2)如图8所示,它们的电路连接情况不可见.闭合开关,两个小灯泡同时发光;断开开关,两个小灯泡同时熄灭.不借助其它器材,请设计一个简单的方法,判断电路的连接方式是串联还是并联.

试题的针对性是指考查了哪个知识点?从何角度进行考察?是否能够做到以点带面?试题的针对性有两个:一个是基本概念、基本理论和基本方法;再一个就是知识的运用能力.提高针对性,有利于学生知识技能的掌握,可以有效达到测试的目的,还可以大大增强学生的学习效率.但是本题的问题是:问题(1)灯泡坏了换灯泡,导线坏了换导线,电池没电了换电池,这种众所周知的简单问题,其针对性又体现在哪里呢?

一道好题要做到考查目标明确,表达准确,思路清晰,不能出现科学性错误,这些是一个好题的基本标准,更是培养学生科学素养的重要环节.

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