科学性:命题的应然追求

2023-10-25 07:43张莉芳
数理天地(初中版) 2023年20期
关键词:科学性命题初中物理

张莉芳

【摘要】科学性不仅是命题者的基本追求,更是命题的基本要求.本文结合三则例题,分析与探讨一些命题的失真,以期能引起教师命题的重视.

【关键词】科学性;命题;初中物理

科学性不仅是命题者的基本追求,更是命题的基本要求.纵观近年来的一些物理试题,却总会发现一些不科学的题目,甚至问题已经被指出,教师还在一错再错,大量引进使用,以下结合几则典例做一分析探讨.

例1在六月底,小英检查了家里的电能表,其示数如图1甲所示.在七月底小英又检查了家里的电能表,其示数如图1乙所示.则她家在七月份消耗的电能是______kW·h;已知小英家所有用电器的功率之和为3.6kW,那么在她家用电器全部正常工作时还可以接入______W正常工作的其他用电器.现在有一台饮水机,它的铭牌已经看不清.如果将这台饮水机连接到小英家的电能表上,正常工作3min.小英观察到电能表的指示灯一共闪烁了160次.可以推知这台饮水机的额定功率是______W.

分析 粗看此题似乎没有问题,其实问题存在于对电能表铭牌参数的错误理解.一般的电能表都标有两个电流值,例如10(40)A;在最初不同的教材中,对这两个电流值有不同的说明,具体而言,即在计算电能表允许同时接入的用电器的最大总功率时,有的教材认为额定电流是10A,而有的教材认为额定电流应该取40A.随后,各种版本的教材基本统一了认识,都将10A称为标定电流值,即基本电流.基本电流由电能表启动电流所决定,电能表的启动电流是它可以连续转动时的最小电流.如,20级的电能表启动电流是标定电流的0.5%.40A可看成是额定最大电流,它是电能表满足标准规定准确度的最大电流.所以,计算电能表允许同时接入的用电器的最大总功率时,要使用额定最大电流.需要注意的是,其实即使再接入更大一点的功率,电能表也不会被烧坏,只是测量误差较大而已.

在争议没有解决前,一些教师为了避免争议,出这类题目时,如本题一样只给出一个电流值,其实这种做法更不可取.因为通过电能表的额定最大电流可高达其基本电流的两倍、三倍、四倍,有的高达八倍,因此,一般电能表都需要标两个电流值.而如果电能表只标一个电流值——基本电流,只能说是其额定最大电流达不到两倍的基本电流但是并不是说电能表的额定最大电流就等于基本电流.因此,这种试图简化问题,避免争议的做法不符合实际,并不可取.本题出现的问题已经被多次探讨、争议,教师应引起高度关注,在引用或借用时,要倍加小心,以免引起命题的失真,失去命题的效度.

例2 小强使用实验探究相关热现象:

(1)在探究“冰融化时温度的变化规律”时,小强使用了“水浴法”,对冰进行加热,目的是让冰_________;根据图2甲,冰是_________(选填“晶体”或“非晶体”).

(2)小强在做完上面的实验后,又使用其他实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”.在加热一会儿后,烧杯中水的温度明显升高了,这是通过______方式增加水的内能.如图2乙,水的沸点没有达到100℃,原因可能是此时的大气压强______ (选填“高于”“等于”或“低于”)一个标准大气压.

(3)根据两次实验的图象,冰在融化过程中和水在沸腾过程中具有的共同点是_________ .

分析 本题的不科学之处在于所给熔化图象的数据与实际相差太大.真正做了熔化实验,不难发现,题目所给的数据太假,冰的融化时间才相当于水升高10℃需要的时间,这时间过于短,与实际情况相差甚远.那么实际的熔化时间有多长呢?冰的熔化热约为λ=3.36×105J/kg,据此计算可得冰融化吸收的热量可使同样质量的水升高的温度大约是

.所以如果认为相同时间吸热相同的话,实验中冰融化的时间应该等于水升高80℃的时间,而题目中,冰融化的时间等于水升高10℃的时间,显然太短,与实验的实际情况严重不符.冰熔化实验的数据失真问题,以前是命题不科学的重灾区,尽管后期考题中减少了类似的数据失真问题,但还存在不少的问题,应引起教师的高度重视.

例3 某同学测量小灯泡的电阻时,他使用了如图3电路,电路中的电源电压是定值为6V.已知小灯泡的额定功率是3.8W.

(1)该同学检查电路,确保电路中不存在问题,开始闭合开关做实验.他向左慢慢移动滑动变阻器的滑片.在这个过程中电流表和电压表示数变化的情况为______.

(2)该同学移动滑片,记录数据:如表1.

根据第1次实验中的数据,小灯泡的电阻R=______Ω.

(3)由数据可知:电阻变大时,小灯泡变亮,这说明了小灯泡的电阻和______有关.

(4)电压表有两个量程,分别为0~3V、0~15V.如果在0~3V量程时正常工作,在0~15V量程时出现故障无法使用.那么在不增加或者减少器材的条件下,如何测量小灯泡的额定功率?请设计实验,写出关键的调整步骤:______.

分析 本题的错误在于简单地认为小灯泡两端电压和滑动变阻器两端电压的和等于电源电压,而实际上,电源存在内阻,电流表、开关、导线都有电阻,所以实验中当UP=U-UL时,灯泡两端实际电压要小于其额定功率,而且实验误差较大,利用这种方法测量电功率(电阻)有失偏颇.

总之,科学性不仅应该是命题者的基本追求,更应该是命题的基本要求.命题者在加强学习的同时,应加强其责任意识,以减少命题的失误,使命题更具效度.

參考文献:

[1]许诺.关于标定电流与额定最大电流的争论[J].物理通报,2012(12):102-103.

[2]沈金林.对物理命题中若干典型错误的解析——兼议物理命题的科学性问题[J].物理教师,2006(02):11-12+14.

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