关注实验素养提升──2018年连云港市中考物理卷第20题引发的教学反思

周 娇

(江苏省连云港市西苑中学 222042)

相对而言，考试是一种静态的过程，实验是一种动态的过程，如何将这两者有机结合，是近年来中考实验题的一个出题方向.在实验题的考核中强调的是学生是否在日常学习中真正经历了实验过程，在实验过程中是否融入了自己的思考.义务教育物理课程作为科学教育的组成部分，是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程.此阶段的物理课程不仅应注重科学知识的传授和技能的训练，而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养.

在目前现行的教学管理中，面临的是学生人数偏多，实验教学中总会有学生是浑水摸鱼，用着别人的实验成果完成自己的实验报告.所以中考这根指挥棒的好好运用，也能让学生重视平常的实验参与.2018年连云港市中考物理卷的20题就有效考察了学生是否是通过实验测得物体运动的速度，并在这一过程中是否融入自己的思考，是否能运用已有的知识去分析问题、解决问题.

一、题目回顾

在学习《速度》一节内容后，同学们想探究纸锥下落快慢与锥角以及扇形半径的关系．他们用普通复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片，制成了如图甲所示的3个纸锥．实验中，纸锥每次从相同高度由静止释放，用秒表多次测量每个纸锥下落的时间，取平均值后记录在表格中．

纸锥编号下落高度h/m扇形纸片半径r/cm剪掉的扇形圆心角θ/°纸锥锥角α/°下落时间t/s11.9109081.92.2021.91013571.11.8431.959081.92.20

(1)对于纸锥下落前的初始位置，有乙图所示的两种摆放方式，你认为正确的是 (选填“A”或“B”)．

(2)分析表中数据，根据实验探究目的，你得出的结论是 ．

(3)小明随后用同种纸张制成了质量相等的两个纸锥如图丙，其中4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大．如果从相同的高度同时由静止释放两个纸锥，以下选项正确的是 .

A．4号纸锥先到地面

B．5号纸锥先到地面

C．两个纸锥同时到达地面

(4)如果纸锥在到达地面前作匀速直线运动，设4号纸锥匀速下落时所受阻力为f1，5号纸锥匀速下落时所受阻力为f2，则f1f2(选填“>”、“<”或“=”)．

二、答题分析

本题的第一问考察的是学生是否经历了活动“比较纸锥下落的快慢”，以及实验过程中实验记录是否严谨.只有认真记录长度的同学才会关注起点在哪，终点在哪.本题的第二问考察的是学生分析数据以及概括能力.本题的第三问考察的是学生运用第二问的结论分析解决问题的能力.第四问考察的是二力平衡知识，也就是知识的迁移应用能力.

从学生的答题情况来看，第一问中就有学生不知何为初始位置.在第二问中有不少学生是将表格中的信息罗列出来.比如有的同学是这么回答的：下落高度一定时，扇形纸片半径一定时，剪掉的扇形圆心角越大，纸锥锥角越小，下落时间越短.下落高度一定时，剪掉的扇形圆心角、纸锥锥角相同时，半径不同，下落时间相同.这时我们可以再回看一遍题目.题目中明确表示：同学们想探究纸锥下落快慢与锥角以及扇形半径的关系.那根据题目给出的回答应该是纸锥下落快慢与锥角有关，锥角越小，下落越快.与扇形半径无关.这个答案其实就是从刚才上面同学的回答中提炼出来的.那为什么考试时有些考生只是罗列信息，而不能概括回答呢？如果单从答题来分析，除了常说的审题不清之外，还有一种深层次地的原因应该是学生无从回答.学生在课堂完成的实验基本是按照教科书完成的，基本上没有融入过自己的思考.所以当这道题出现时，学生为了得分会尽可能地罗列出来所有信息，至于如何提炼回答，因为平时训练的机会太少，这个时候恐怕也不敢轻易尝试.

三、剖析课堂教学改进的基本策略

笔者结合《速度》这一节自己的教学实践以及听其他同行的授课情况,谈谈“比较纸锥下落快慢”这一活动的教学处理情况.

1.常见教学处理方案中隐藏的问题

在这一节教学中纸锥的制作要求如下：剪两个等大的圆纸片，其中一个圆纸片裁去的扇形的圆心角比另一个大，再分别将它们粘贴成两个锥角不等的纸锥.本活动的教学中教师通常采取的方式是把纸锥这一制作过程看成一个纯粹的手工活，所以要么提供成品材料和详细要求，以便学生在课堂时间快速制作好.要么教师提前制作完成，课堂提供给学生使用.因为在本节教学中教师特别重视提高学生测量长度和时间的技能以及由此得出速度的定义.所以这一活动只是一个铺垫，后续主要工作还要放在活动“测量纸锥下落的速度”.也就是在这一教学环节的设计中，我们完全没有考虑到学生可以有不同的纸锥拿来完成这一活动.也就是我们的教学设置在这一环节完全没有意识到可以进一步提高学生的探究能力和科学态度的培养.两个等大的圆纸片，如果让学生课前自己制作，肯定会出现半径不等的纸锥，因为书中并没有对多大提出具体数据要求.并且书中也没提到做纸锥必须使用的材料，那么学生在选择材料时未必会选用教师常用的A4纸.但无论是课前教师制作完成，还是课上提供材料，快速完成这一制作过程的做法都限制了学生在这一环节上的创新意识.

2.改进策略

教师进行课堂教学设计时，大部分知识都是以问题的形式引导学生思考而达到知识的建构，所以要促进课堂教学的生成，问题的设置显得尤为重要.如果问题设置的空间太窄，答案唯一，就不容易有生成，所以问题的设置要注意空间大小适度.在这一活动中我们制作的纸锥，已经能看出锥角小的那个下落快，所以在测量速度这一环节中，我们通常会引导学生选用锥角大的那个测量速度，以便在测量时间时更为准确.其实这个地方是学生的一个兴趣点.学生会很乐意比较自己和别人制作的纸锥哪一个下落的更快.由于教师担心教学整体的时间把握问题，这个比较过程可以放在最后.

比如，教师可以这样引入：在刚才的学习中，我们测量了自己小组纸锥下落的速度，现在我们再来一个活动，比一比我们不同小组制作的纸锥哪一个下落的更快？这个时候是不能让学生随意拿起不同小组的纸锥就开始比较的.那样的结果只是学生在随意的玩一个游戏，但这个下落速度和什么因素有关，是完全不知道的.也就是说，我们安排这个活动的目的是想让学生学会科学的工作方法，而不是简单地玩一个游戏.为了有序进行，教师可以引导学生限定条件，在学生课前制作时就应提醒学生记下他们剪掉的扇形圆心角的度数.比如请学生拿出剪掉的扇形圆心角为90度的纸锥，这时会发现半径不等的，材质不同的纸锥都会出现.这时候我们可以提出先选取材质相同的，半径不等的纸锥作比较，以便我们进行分析.也就是在实际场景中引入了物理重要的一种研究方法：控制变量法.并且多个可能影响因素的出现，也可以训练学生在总结时如何提炼语言，准确表达出纸锥下落的快慢和哪些因素有关.

实践活动能使学生学会科学的工作方法吗？我们当然希望如此，但现实的情况却是：学生在实验室所做的实验与科学家所做的实验几乎没有多少共同之处，学生的实验只是一系列的照“谱”操作.已经有足够的证据表明，学生实验时机械地按照教师(或课本)的要求一步一步去做而不思考，其结果是什么都不会学到，实验时做过的事情很快就会忘掉，什么也留不住.学生接受的信息必须经过自己头脑的加工才能留住.

通过以上分析，我们就不难明白，为什么第一问中以纸锥的哪个部位作为初始位置，都能难倒学生.那是因为实验时这一环节通常由教师提出问题，立马就有学生做出解答.其他学生跟着照做即可，所以在他们的脑海中很快就会忘记这一注意事项.最后的结论总结工作也是如此，如果只是照本宣科，书上的内容都是现成的.学生会觉得：结论我已经知道，哪里需要我自己费那么多时间再去总结啊.所以笔者认为，教师在处理实践活动时，一定要适当改变一下实验的内容和形式，以激发学生的思维兴趣.或者说在我们自己的教学实践中，应该注意挖掘学生深层次的探索兴趣.