对一道中考物理试题的商榷

刘友余 杨 琳

(新洋实验学校,江苏 盐城 224003)

科学探究是物理学科核心素养构成之一,是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制定方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力；是人类探索和了解自然、获得科学知识的主要方法；也是学生学习科学的重要途径．

科学教学倡导探究式学习,为学生提供充分的探究式学习机会,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,形成尊重事实、善于质疑的科学态度,突出学习能力、创新精神、实践能力,以及批判性思维和创造性思维能力的培养．一般来讲,科学探究可以归纳为问题、证据、解释、交流4个方面．[1]

2018年某市物理中考命题组精心设计了一道试题,考试后引起一定的反响,现对方案设计提出讨论,以希对今后的教学起指导作用．

图1

原题.小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图1,有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”．为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是

(A) 在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况.

(B) 将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况.

(C) 将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况.

(D) 将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况.

分析:该题给出的参考答案是选项(C),存在的争议是方案(A)是否可行．

题干中对上面的塑料杯被吹出,提出两种猜想,猜想1是 “上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,猜想2是“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”．在设计方案这一环节应采用“控制变量法”的思想,即验证猜想1,必须不让气体进入下面的杯子;验证猜想2,必须“上杯口流速大,压强小”这一条件不具备．很显然在设计的4个方案中只能验证猜想1,即不让气体进入下面的杯子,或即使有气体进入下面的杯子会迅速漏去．

方案(B)是将下面的塑料杯的底剪去,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,此时气体进入下面的杯子中会迅速漏去,若塑料杯被吹出,则原因是“上杯口流速大,压强小”;若塑料杯没有被吹出,则原因是“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”．因此方案(B)可行．

方案(D)是将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,此时气体不会进入下面的杯子,若塑料杯被吹出,则原因是“上杯口流速大,压强小”;若塑料杯没有被吹出,则原因是“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”．因此方案(D)可行．

方案(C)是将两塑料杯的底都剪去,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,此时气体进入下面的杯子中会迅速漏去,但由于上面的杯底也被剪去,缺少了“受力面”,此时即使“上杯口流速大,压强小”,上面的塑料杯始终不会被吹出,因此方案(C)是不可行的,符合题意．

方案(A)是将上面的塑料杯底开一个“孔”,命题人的意图是当用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气时,进入下面的杯子中的气体会从“孔”中漏去,若塑料杯被吹出,则原因是“上杯口流速大,压强小”;若塑料杯没有被吹出,则原因是“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”．认为方案(A)可行．

由于题中没有交代“孔”的大小,笔者取4个相同的塑料杯,分别将杯底开直径约为0.50cm、1.00cm、2.00cm、3.00cm 4个孔(塑料杯底的直径约为4.50cm),将它们分别放入另一个相同的塑料杯中,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现后两个塑料杯不能被吹出,由于后两个塑料杯的“孔”较大,进入下面的杯子中的气体会从“孔”中漏去,实验说明塑料杯被吹出的主要原因是气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来,而前两个塑料杯被吹出,说明进入下面的杯子中的气体没有完全从“孔”中漏去．因此,由于没有给出“孔”的大小,认为进入下面的杯子中的气体会从“孔”中漏去是不严密的．

方案(A)应该修改成“在上面的塑料杯底开一个孔,其直径为杯底的一半,再次重复实验,观察杯子情况”．

科学探究是物理学科核心素养重要组成部分,方案设计是科学探究的重要环节,它又建立在科学思维的基础上．在教学中培养学生的科学思维,我们每一个物理工作者应慎之又慎,中考试卷无疑是初中教学的指挥棒,如何使这一指挥棒更加科学?如何在中考笔试题中考查学生的科学探究能力,是命题组需要研究的重要课题,只有“指挥棒”本身更加科学规范,才能使学生在接受物理教育过程中,逐步形成适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,有效培养学生的核心素养．[2]