过程与方法并重能力与素养交融

许志

摘   要：中考是义务教育阶段性检测，考查学生通过两年物理学科的学习，对物理概念和物理规律的掌握情况。试题要求能积极发挥考试评价的反馈功能，有利于促进学生的可持续发展，有利于对初中物理教学产生积极的影响，有利于养成学生的学科素养。南京市2019年中考试题较好地体现了以上的思想。文章基于试题的四个特点加以分析，与大家分享。

关键词：中考试题;初中物理;素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2020）2-0041-5

2019年南京市中考物理试卷注重考查学生对物理学科知识的理解和应用;对学生的科学探究和实验能力的考查突出对实验现象的学科本质和研究方法的领悟。试题体现出基础性、生活性和探究性，渗透对学生思维能力、运用物理知识和方法解决实际问题能力的考查，突出对学生学科素养的培养。同时，试题结合综合实践活动的素材考查学生的实践能力，体现 “过程与方法并重，能力与素养交融”的命题原则。具体来说，试题有以下特点：

1    注重观察和实验

试卷第2题（图1）：

以下活动中，用来探究声音产生原因的是（    ）

评析：试题结合课本实验，要求学生能通过实验现象理解实验目的。题干要求学生在四幅图中找出探究声音产生原因的是哪个实验，找出四幅图中的关键词是解题的关键。A图中的关键词“触及面颊”即为探究声音的产生;B、D图中的关键词“大小不同的力”和“快划、慢划”分别是探究声音的响度和音调;C图中的关键词“抽气” 是探究声音的传播。声现象的内容比较简单，实验现象较多，还有说明声音具有能量的实验等，对实验现象加以辨析是考查学生观察和实验能力的有效手段。

试卷第4题：图2是小明春游时在水边看到的美景，下图中能正确反映他看到水中“树木”的光路图是（     ）

评析：本题考查学生对生活中的光现象能否作出科学的解释。解决这类问题首先就是针对具体光现象找光源，其次是根据传播路径找介质，最后就是定光的传播方向。题干中看到的水中“树木”，其光源是岸上的“树木”，这种现象的本质是光的反射。实际生活中，三种光现象（直线传播、反射和折射）的主要区别就在光的传播路径，直线传播和反射都是在同种介质中，但光的反射过程其传播方向会发生变化。而折射现象中光的传播涉及到两种不同介质，且传播方向一般会发生改变。明确这一点，不难发现本题B选项正确。值得一提的是不少学生很容易错选C选项，习惯性地认为题干要求的是看到水中鱼的光路而误判。

2    重视过程和方法

试卷第6题：小明看到闪电后12.3 s又听到雷声。已知声音每3 s传播的距离约为1000 m，光速约为3×108 m/s，于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1 km。假设声速或光速发生以下变化，这种估算方法不再适用的是（    ）

A. 声速增大为原来的两倍

B. 声速减小为原来的一半

C. 光速减小为原来的一半

D. 光速减小为声速的两倍

评析：本题是一种估算方法。要求学生首先建立“物理模型”的思想，对闪电后12.3 s又听到雷声的运动建立直线运动的模型，其次要抓住主要矛盾，忽略次要因素。本题的估算方法适用条件是光速远大于声速，这样在估算闪电发生位置到听声者的距离时可以忽略光传播的时间，这是一种快速估算的方法，也是学生学科素养养成的具体体现。不难发现，假设声速或光速发生变化后，只有D选项不符合“光速远大于声速”的条件。

试卷第11题：利用图3中的甲、乙装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），既可以比较不同液体的比热容，又可以比较不同燃料的热值。要求仅根据温度计示数的变化完成实验，则两个实验都需要控制相同的（    ）

A. 液体种类       B. 燃料种类

C. 液体质量       D. 燃料质量

评析：本题通过对器材的选择考查学生对教材中两个实验（比热容和热值）探究过程的理解。在对比分析两个实验相同点和不同点的基础上加深对实验过程和方法的理解。在比较不同液体的比热容实验中，需要控制相同的因素有：燃料种类、液体质量和加热时间;在比较不同燃料的热值实验中，需要控制相同的因素有：液体种类、液体质量和燃料质量。对比两个实验，都需要控制相同的因素就是液体质量。这种相同之中找不同、不同之中找相同的思想方法，是我们在实验过程中经常用到的。

试卷第12题：如图4所示电路，电源电压恒为4.5 V，定值电阻R0的阻值为10 Ω，滑动变阻器的最大阻值为30 Ω， 电阻箱Rx的最大阻值为999.9 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。闭合开关S，下列说法正确的是（      ）

A.S1、S2均向左闭合，Rx允许接入电路的最大阻值为20 Ω

B.S1、S2均向右闭合，电路允许消耗的最大功率为2.7 W

C.S1向左、S2向右闭合，Rx允许接入电路的最大阻值为60 Ω

D.S1向右、S2向左閉合，只调Rx使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍

评析：本题电路的连接情况与电压表的位置无关，电路始终是串联电路，开关组合的变化，只是所测量电压的对象发生变化。S1、S2均向左闭合，此时电压表测量的是Rx两端的电压;S1、S2均向右闭合，电压表测量的是R0两端的电压;S1向左、S2向右闭合，电压表测量的是Rx和R0串联后两端的总电压;S1向右、S2向左闭合，电压表读数为零。

本题四个选项的判断有一定的难度。A选项中，电压表最大读数为3 V时，Rx接入电路的阻值最大。而选项中“允许”的含义是什么呢？因为电路图中滑动变阻器的存在，滑动变阻器阻值最大时，Rx允许接入电路的阻值才最大，通过串联电路的分压原理可知Rx的最大阻值为R0和滑动变阻器最大阻值之和的2倍，即80 Ω。分析过程中如果没有考虑滑动变阻器，本选项很容易认为Rx的最大阻值就是R0的2倍，而误选A选项。同理，不难分析B、C选项都是错误的。D选项中，只调Rx使电流表示数减半的过程中，Rx的阻值变大，其两端的电压也变大，而通过它的电流变小，所以可以肯定此过程中通过Rx电流的变化一定小于Rx阻值的变化，即只调Rx使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍。

3    联系生活和应用

试卷第13题：南京长江大桥是我市的地标性建筑，现已焕然一新并顺利通车，如图5甲所示。

（1）大桥上层的公路桥全长4589      （填单位）。

（2）以江面上行驶的船为参照物，桥头堡是的。

（3）图乙中，大桥上“玉兰花灯”内的钠灯全部换为LED灯后，总功率减少了约180 kW，与原来相比，所有灯工作5 h可节约电能        度。

评析：试题以南京地标性建筑——长江大桥为背景，再现改造后大桥的壮美的同时，激发学生对家乡的热爱之情。第一空考查了对长度单位的正确选择;第二空考查了运动和静止的相对性;第三空题目没有直接计算大桥路灯消耗的电能，而是通过玉兰花灯的光源在改造前后消耗电能的计算与比较，从节能、美观的角度让学生体会到大桥改造的实际意义。

试卷第27题：

在科技节活动中，有一项挑战项目：如图6所示，A、B、C、D是装满了某一种材料（细盐、铁粉、米粉中的一种）的四个不透明的轻质密闭容器。要求在不打开容器的前提下，将其中装有相同材料的两个容器挑选出来。提供的器材有：①与密闭容器同样的空容器各一个;②天平和水。按下列步骤在空白处填上适当的内容。

（1）用天平分别测出图中四个密闭容器的质量mA、mB、mC、mD;

（2）                                               ;

（3）若满足关系式：               （用测量的物理量表示），则A、C两容器中所装材料相同。

评析：密度是物质的物理属性，是物质的“身份证”，可以用来鉴别物质种类。本题结合实际情境考查学生会对物质的密度进行常规测量的基础上，知道如何利用替代法进行特殊测量。试题利用“完善实验步骤”的方式设计问题，既考查了学生严密的逻辑思维能力，也考查了学生的文字表达及计算表达式的能力。本题在不提及密度的情况下，采取任务驱动考查学生对密度知识的应用能力。“密度相同”即为“相同材料”，隐性考查了学生对密度测量的实验过程及替代法的深刻理解。第2步要求学生能想到用空瓶装满水，再测出总质量，这样通过“水的体积”替代“瓶的体积”。另外，第3步在表达关系式时，要注意对空瓶“轻质”的理解，即可以忽略容器质量，这样A、C两容器中所装材料相同所满足的表达式就比较简洁。反之，如果考虑容器质量将会使表达式的关系式很复杂，通过学生对第3步的解答可以辨别出学生的学科素养和思维能力。本题命题立意高，重在引导教师在教学中注重科学素养和思维方法的渗透。

4    凸显能力和素养

试卷第29题：有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。

（1）图7甲是用伏安法测定值电阻R1阻值的实物电路，电源电压恒为3 V，滑动变阻器最大阻值为10 Ω。

①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）。

②改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动（滑动变阻器）滑片，两电表均无示数，其原因可能是______（填字母）。

A.滑动变阻器断路

B.R1断路

C.R1短路

③故障排除后，正确操作实验器材，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为1.2 V时，电流表示数如图7乙所示，则待测电阻R1=____Ω。

④现有以下三组数据（见表1），分析可知，不可能通过以上实验获得的数据有      （填序号）。

（2）图8丙是能巧测R2的阻值的实验电路图。图中R为电阻箱，R0为定值电阻（阻值未知）。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值。请在空白处填上适当内容。

①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器的滑片P至适当位置，记下                  ;

②将开关接b，调节             ，保持

不變，记下                 ;

③则R2=                                  。

评析：本题重在考查学生理解欧姆定律，会使用电流表和电压表，知道测电阻的两种常用方法——伏安法和等效替代法。前者立足于真实的教学素材，重点考查学生对实验数据的质疑与分析评价能力;后者采用“变式”，重点考查学生对等效替代思想的领悟。培养学生立足实验过程、重视证据来源的真实性，养成实事求是的科学态度。

在实物电路图的改错环节，学生可以根据电流走向（“走一走”）和根据电压表与被测电路并联（“抱一抱”）的方法来识别电路，从而在实物电路图中找出存在的错误并改正。本题第1问下的第4个小问，应该从实验原理的科学性、实验的可操作性和实验结果的精确性来加以分析。显然，三组数据的科学性没有问题，但第一组数据没有可操作性，因为电路中的最大阻值是14 Ω，所以电路的电流最小值肯定大于0.2 A，实验过程中不可能出现0.2 A这样的数据。第三组数据不符合“精确性”，按题干中电流表的规格不可能读出0.475 A这样的数据。所以，三组实验数据中有两组数据（1和3）是通过理论计算人为编造的，是不能通过实验操作直接得到的，这样命题意在强调重视实验过程和证据的真实性，真正培养学生的学科素养和实事求是的科学精神。

本题第2问素材意在考查学生对等效替代思想的理解。考查学生在诸多信息中排除干扰，筛选出有效信息的能力。题干中的定值电阻和滑动变阻器就是“干扰因素”，它们的存在对“等效”的测量原理没有任何影响，若学生在此纠结，将无法找到解决问题的突破口。开关接a和b两种情况下，两次电路“等效”的核心在哪里？前后两次“电流不变”是思想，“电阻相等”是手段。开关接a时，调电阻箱和滑动变阻器的滑片P至适当位置，记下电流表示数I和电阻箱阻值RA;开关接b后，调节电阻箱使电流表示数仍然为I（注意，此过程不能移动滑动变阻器的滑片），记下电阻箱的阻值RB，则R2=RA-RB。

试卷第30题：在综合实践活动中，科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路。如图9所示，电源电压恒为18 V，电阻箱最大阻值为999.9 Ω。报警器（电阻不计）流过的电流达到或超过10 mA会报警，超过20 mA会损坏。压敏电阻Rx在压力不超过800 N的前提下，其阻值随压力F的变化规律如表2所示。

（1）为不损坏元件，报警电路允许消耗的最大功率是多少？

（2）在压敏电阻Rx所受压力不超过800 N的前提下，报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少？

（3）现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200 N时，电路报警。按照下列步骤调试此报警电路：

①电路接通前，滑动变阻器的滑片P置于b端;根据实验要求，应将电阻箱调到一定的阻值，这一阻值为          Ω;

②将开关向             端（填数字）闭合，调节             ，直至                   ;

③保持                 ，将开关向另一端闭合，报警电路即可正常使用。

（4）对（3）中已调试好的报警电路，若要求压敏电阻受到的压力达到或超过700 N时电路报警，若电源电压可调，其他条件不变，則将电源电压调为            V即可。

评析：试题基于学生设计的压敏电阻控制的报警电路为背景，考查学生提取、分析信息（文字、图片、数据）的能力，明确该电路分为报警工作电路和报警调试电路两个工作状态。考查学生能从电路安全使用的角度，找出电路中的“安全值”，利用欧姆定律和电功率相关知识，分析并计算电路的极值问题。考查学生的电路分析能力及利用数学作为工具来解决物理问题的能力。通过信息分析和提取，找出电路报警的唯一条件，即电路中的电流必须达到或超过10 mA。在电源电压恒定的前提下，结合欧姆定律，将电路报警的电流设置要求转化为对电阻设置要求，即总电阻为某一固定数值，电流就会达到报警值，从而实现报警设置。而总电阻大小的设置要考虑滑动变阻器和压敏电阻，首先要分析得出压敏电阻阻值随压力变化的具体关系，再根据最大压力要求计算出压敏电阻的阻值，最终将总电阻的固定数值简化为滑动变阻器接入电路的最小阻值。层层“剥离”， 化繁为简，对学生的思维要求较高。

试题考查学生对报警电路工作原理的深入理解，知道此电路要先根据设置要求进行调试（开关接2），然后方可工作（开关接1）。通过信息分析，结合图中表格内的数据关系，将报警电流要求转化为压敏电阻阻值500 Ω。在此基础上，将调试电路与工作电路进行比较，认识到电阻箱就是“等效替代”压敏电阻，从而开关接2后将电阻箱调至500 Ω，移动滑动变阻器的滑片直至报警器报警;再将开关接1，实现报警电路启用。

最后一问是有条件的，在原有设置好的报警电路的基础上进行再设置，考查学生对报警电路实现多元调试的思考和对“等效替代”的进一步理解，考查学生的思辨能力。表面上看是重复，实质是“新替代”，是用电源电压“替代”压敏电阻，和上一次用电阻箱 “替代”压敏电阻是“殊途同归”，压力700 N时对应的电阻是300 Ω，此时滑动变阻器的阻值是1300 Ω，所以电压调为16 V即可满足要求。正确理解最后一问是学生“能力和素养”的高度体现。

本题没有繁杂的计算，更多考查的是学生的深刻理解和高阶思维，对学生的素养要求较高，渗透从“学会物理”走向“会学物理”的思想。提示物理教学光靠死教、苦学、刷题那是远远不够的，更多的是需要素养的渗透和思维方法的参与，本题是全卷压轴的靓丽风景线。

综上所述，2019年南京市中考物理试题关注学科素养，凸显科学思维，对义务教育阶段的考试评价工作有积极的推动作用，同时对义务教育阶段物理课堂教学中教师的教与学生的学有着积极的指导意义。

参考文献：

[1]刘炳昇，李容.义务教育教科书物理八年级、九年级[M].南京：江苏凤凰科学技术出版社，2011.

（栏目编辑    陈  洁）