析题·归因·列策

罗小飞 毛国永

[摘 要]2020年宁波市科学中考题第31题是一道综合性试题，该试题设置动态情境，融合多个考点，聚焦思维品质，体现能力立意，打破题海束缚。文章从命题背景、命题意图、试题特点来深度析题，再对比正解和错解，将错解合理归因，最后从多个维度列策解决问题。

[关键词]科学中考题;析题;归因;列策

[中图分类号]    G633.98        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）14-0083-04

一、试题

（2020年宁波市科学中考题第31题）如图1所示，一个内底面积为100 cm2的柱形容器中盛有深度为60 cm的水，水底有一块底面积为50 cm2，高6 cm的长方体铝块。现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离。已知铝块浸没在水中时上升速度恒为0.27 m/s。铝的密度为2.7×103 kg/m3，g取10 N/kg，铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求：（1）铝块的重力;（2）把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间;（3）电动机输出功率的大小;（4）铝块露出水面后匀速上升的速度;（5）铝块从浸没于水中到完全露出水面，水对容器底部压强的减小值。

二、析题

一线教师不光要会解题，还要会研究试题，研究试题从析题开始。所谓析题，就是从命题背景、命题意图、试题特点来深度剖析试题，从而对试题有一个较为全面、深刻的认识。

1.命题背景

（1）考试招生制度改革

2016 年，教育部《关于进一步推进高中阶段学校考试招生制度改革的指导意见》中指出，初中毕业考试和高中招生考试将合二为一，到2020年左右，初步形成新的初中学业水平考试，这对中考命题的导向性、科学性、适标性、有效性和规范性提出了更高的要求。

（2）中考命题制度改革

为了顺应考试招生制度改革，2020年取消考试说明，依然坚持以课程标准和科学教材为命题依据，不断提高命题水平;坚持以发展学生核心素养为命题重点，同时加强试题与社会实际、学生生活的联系，加强对学科认知能力、思维能力、实践创新能力的考查，体现考试评价的积极导向作用。

基于两大命题背景，此题创设了电动机在水中提升物体上行及出水面的生活化情境，这样的情境符合“试题应与社会实际、学生生活相联系”的改革要求。同时，从多个角度设计了有层次的5个问题，综合性强、挑战性大，很好地考查了学生的科学思维，充分体现中考考试评价的积极导向作用。

2.命题意图

（1）知识与技能方面

a.考查学生是否能联合利用密度公式、重力公式进行有关计算;

b.考查学生是否能应用速度公式、压强公式进行简单计算;

c.考查学生是否能综合运用受力分析、阿基米德原理、功率公式进行有关计算。

（2）方法与能力方面

a.考查学生借助文字、图像来建构运动情境的能力，以及是否会用作图的方法将情境进行划分;

b.考查学生在不同情境中的受力分析能力，以及是否能将受力分析情况转化为数学表达式;

c.考查学生分析多个物理量之间的关系，并综合运用多个公式解决实际问题的能力;

d.考查学生的逻辑推理能力，以及是否能运用差量法来简化计算过程。

（3）STSE教育方面

此题创设学生熟悉的电动机在水中提升物体上行及出水面的情境，并且在技术上控制电动机保持恒定不变的输出功率，很好地渗透了STSE教育理念。

3.试题特点

（1）层级性

学生的分析计算能力有高有低，具有层级性，此题的设计满足了各个层级学生的需求，试图让不同能力水平的学生都能得到属于自身能力范围的分数。其中第（1）、（2）小题考查学生基本都会的密度、重力、速度的计算;第（3）、（4）小题难度中等偏上，需要经过受力分析、推敲物理量之间的逻辑关系、利用多个物理公式求解;第（5）小题难度最大，需要分析出变化的本质原因，然后再利用差量法求解。

（2）过程性

此题共分5个小题，不僅对学生的思维结果进行考查，还便于学生通过分步解答充分展示思维过程。因此，该试题关注学生的思维过程，能对不同层次水平的学生进行分类评价，有效提高了试题的效度和甄别功能。

（3）综合性

此题从多个考点（密度、重力、速度、浮力、功率、压强等）创设了子问题，使得考查范围更广，综合性更强。这样，不仅方便进行多个知识点的测评，还有利于对学生分析、推理、演算等综合能力的测评。

（4）思维性

思维性是衡量思维能力高低的重要指标，它一般包括严密性、灵活性、深刻性等。此题中运动情境的分析、受力分析、差量法的应用等都很好地体现了思维性，促进了学生核心素养的养成。

（5）有效性

此题情境简单、合理，文字、图像表述清晰，问题设置明确、难易梯度合理，避免繁、难、偏、旧，很好地呈现了试题的信度、效度、难度、区分度，真正体现了中考试题的有效性。

三、归因

韦纳的归因理论揭示人们行为成败的原因可归纳为四因素：能力高低、努力程度、任务难易、运气好坏。针对考试而言，试题的难易程度，学生解题时的运气好坏显然是外部因素，而学生自身能力的高低和平时学习的努力程度才是决定考试好坏的内部因素。因此，笔者通过对比正解和错解，主要从内部因素上来进行原因分析。

所以水对容器底部的压强的减小值为：

2. 错误解答

[小题号 常见错误解答 （1） ①计算格式不规范，不列公式、无代入式等;②物体体积的单位没有转化为国际单位或转化错误，导致质量计算、重力计算错误;③数值计算错误 （2） ①将物体提升的高度直接理解为水深60 cm，计算出时间约为2.2 s;②将物体的高度计算成[s=H-2d=60 cm-2×6 cm=48 cm]，计算出时间约为1.8 s;③物体提升高度的单位与提升速度的单位没有统一，导致计算结果错误 （3） ①受力分析不当，如[F拉=G=8.1 N]或[F拉=G+F浮=8.1 N+3 N=11.1 N];②因第（1）小题中体积求解错误，致使代入阿基米德原理公式求解浮力也错误;③电动机的输出功率只记得利用[P=UI-I2R]，却不知道变通为[P=F拉v]，致使错误;④没有理顺多个公式之间的关系，整个小题空白 （4） ①没有充分利用“電动机输出功率恒定不变”这个条件，错误地将速度值理解为0.27 m/s不变;②因第（3）小题空白，致使此小题也空白 （5） ①水的重力不变，水对容器底部的压力不变，当铝块在容器底部时，计算水对容器底部的压强的受力面积为[S前=S容-S]，当铝块完全拉出水面时，计算水对容器底部的压强的受力面积为[S后=S容]，致使错误;②用比较烦琐的方法，先求出前后两次水对容器底部的压强再相减，因烦琐导致求解错误;③没有分析清楚各个量之间的关系致使留白 ]

3.原因分析

（1）知识层面

a.学生对核心概念（浮力、功率等）认识不够深入，以致理解不了题意，出现空白;

b.学生对物理公式及其变形式的掌握不够到位，以致物理量之间的乘除运算弄错很多;

c.学生解答计算题不够规范，有的漏写公式，有的漏写代入式，有的漏写单位;

d.学生对基本的单位换算掌握不够到位，有学生甚至不统一单位就直接运算;

e.学生运算技能薄弱，经常算错。

（2）能力层面

a.学生理解文字、分析图像、建立运动模型的能力较差;

b.学生审题能力弱，抓不住关键词，导致无法解答;

c.学生受力分析意识薄弱，正确建立几个力之间的量化关系的能力差;

d.学生综合分析能力、逻辑推理能力较弱，当物理量较多时，很难理顺它们的关系;

e.学生思维灵动性不够，不能巧妙地运用差量法、图解法解决实际问题。

（3）教学层面

a.教师在新授课时对重难点的突破不够到位，以致学生对核心概念认识不够深刻;

b.教师对计算题解答的规范性演示不够到位，以致学生的解题习惯不好;

c.教师很少借助科学概念进行相应的思维训练，以致学生思维的深刻性和灵活性都较差，解题能力不强;

d.教师对学生错题的收集、整理不够到位，且没有安排适当的改编题进行及时巩固;

e.教师对学生学习热情的激发、努力程度的鼓励还不够，以致学生学习兴趣不高，畏惧难题。

四、列策

“列策”是指以一定的教育思想为指导，为达到一定的教育教学目标而采取的教学方法、教学手段和实施的教学活动、教学程序等。下面笔者从多个维度列策。

1. 解题策略

（1）构建模型简化问题

近几年来，宁波科学中考卷都会出现以实际生活问题为背景的综合性试题，该类试题难度大，原因之一是需要学生有构建模型的能力。从科学的角度来看，构建模型就是将研究的对象、条件、过程通过抽象化、简化等方法形成科学模型。构建模型是解决科学实际问题的重要而又基本的科学思维方法，通过对科学现象或过程进行“去伪存真”“去次取主”“化繁为简”的处理，找出反映科学现象的科学本质及规律。

例如，对于此题，学生可根据文字、图像等信息构建模型（如图2），迅速将生活化的实际问题简化，让问题分析变得更直观明了。在解答此类问题时，教师要渗透构建模型的思想，让学生去尝试、相互补充、公开展示，从而培养他们构建模型简化问题的能力。

（2）规范步骤解答简单问题

在科学中考中，由于对科学计算题的解题规则了解不全面，学生很容易根据以往的数学解题方式来解答科学题目，在考试中频频失分。因此，教师在平时教学中应经常演示规范答题步骤，并通过针对性训练让学生学会规范解答科学计算题。规范答题步骤如图3所示。

（3）应用多个公式理顺复杂问题

科学中考综合题具有多对象、多过程、多规律等特点，并且联系生活实际，整体问题比较复杂。这对学生提出了很高的要求，不仅需要学生具备构建模型的能力，还需要学生在掌握构建模型方法的基础上，学会应用多个公式厘清物理量之间的关系，建立合理的公式链。例如，此题第（1）和第（3）小题的公式链如图4所示。

（4）应用科学思维方法巧解疑难问题

科学思维方法是学习者在学习过程中为解决问题而采用的科学思维方式。常用的科学思维方法有综合法、分析法、等效法、差量法、图像法、模型法、极值法等，教师要让学生学会选择合适的科学思维方法解决对应的实际问题。例如，可引导学生应用受力分析法、等效法、差量法来解答第（3）小题和第（5）小题（如图5）。

2.教学策略

（1）讲练策略

针对现在的科学中考试题“基于标准，能力立意;易而不死，活儿不难”的命题原则，教师应巧抓“讲练关”。讲练一定要跳出“题海战术”的误区。习题的选择或编制不仅仅是为了考查学生对科学概念和规律的理解和掌握情况，更重要的是能够引导学生进行深度思考、深度剖析、归纳提炼。有价值的习题具有较大的思维容量，可给学生更广阔的思维空间，有利于激发学生的学习热情，激发学生思维的活力，培养学生的思考能力、综合分析能力、语言表达能力等。

教师在精选或编制习题的基础上，可创设一些相对新颖的情境（如涉及生产生活实际、科学研究过程、重大科学发现、高新科技成果等），拉近科学与社会、生活、环境之间的距离。与此同时，采用不同的讲练策略（如图6），精彩纷呈地呈现科学的内在美。

（2）赏识策略

著名心理学家威廉姆斯指出：“人性中最深刻的禀赋是被赏识的渴望。”赏识激励是一滴滴甘露，使鲜花绽放;是一支支蜡烛，驱走一方黑暗与寒冷;是一点点勇气，鼓舞人们迎接挑战。“赏识激励”是以心灵沟通激活内心需求，激发调动学生内驱力，是学生成长中的阳光和雨露。在基础教育改革的今天，中考试题的命制非常重视能力立意及考查学生核心素养的养成情况，这就更加需要教师在新授课、复习课、习题课中善用赏识策略来增强学生自信，点燃他们智慧的火花。赏识策略的一般步骤如图7所示。

作为一线教师，我们天天与试题打交道，不要一拿到试题就让学生解答，应精心挑选，讲练结合，拒绝题海战术。此外，更重要的是静下心来细细琢磨试题，挖掘其潜在价值，尤其是对典型的中考好题进行析题、归因、列策，深度研究试题，挖掘试题的命题背景、命题意图、试题特点，分析解题的思维过程并揭露学生错解的真正原因，最后多维度列策，促进学生举一反三、触类旁通，真正能够解决一类题。

[   参   考   文   献   ]

[1]  王耀村. 科学命题技术研究[M]. 杭州：浙江教育出版社， 2017.

[2]  陈灵松. 动静结合 建立模型：一道科学中考题赏析[J].中学物理， 2018（20）：60-61.

（责任编辑 黄春香）