摘 要:2019年安徽省中考物理壓軸題得分率很低,這不僅體現了壓軸題的難度大,更大程度上也暴露了現在許多初中生物理解題能力較弱。2020年安徽省初中畢業學業水平考試物理分值由 90分降為70分,學生對初中物理的重視程度又將降低。
在此背景下如何提高學生的物理解題能力? 這個問題值得廣大物理教師的思考。本文結合2019年安徽省中考物理壓軸題,通過「簡化複雜電路」「捨棄幹擾條件」「呈現試題本真」和「梳理思維導圖」 四個環節對試題深入剖析,以期拓展學生思維,提升學生的物理解題能力。
關鍵詞:中考降分 試題剖析 解題能力
依據安徽省教育廳(皖教基〔2017〕21號)文件,安徽省2020年開始初中畢業學業水平考試物理分值由90分降為70分。在減負的大背景下,安徽省中考做出的這一相應調整,肯定有其合理性和科學性。
筆者有幸作為 2019 年中考物理閱卷組組長參與閱卷並掌握了一些統計數據。安徽省廬江縣2019年中考參與人數9109人,總體來看中考物理試題最後一題得分率很低:本題滿分9分,平均得分只有1.99分,其中4423名考生本題得零分,只有720名考生得了滿分。
得分率這麼低的原因之一是試題本身難度大,而另一個主要原因則是初中生的物理解題能力比較弱。當前,在中考降分背景下,學校的物理周課時數必然會有所減少,學生對物理學科的重視程度也會有所降低。
如何提升初中生物理解題能力成為廣大物理教師亟待解決的問題。筆者結合2019年安徽省中考物理壓軸題,談談如何通過對試題的深入剖析提升學生物理解題能力。
一、原題呈現
如圖1為「研究小燈泡燈絲的阻值變化特點」的電路圖。實驗所選用的器材均能符合實驗要求,其中部分器材的規格如下:(小燈泡額定電壓3.8 V, 額定電流0.32A);電壓表(量程3V,內阻3000Ω);電流表(量程500mA,內阻0.5Ω),定值電阻R0(限值1000Ω)。按電路圖連接好電路,閉合開關,調節滑動變阻器的滑片至某一位置時,發現電壓表的示數為2.7V,電流表的示數為315mA。求此時:
(1)小燈泡兩端的電壓;(2)通過小燈泡的電流;(3)小燈泡燈絲的阻值。
圖 1
二、試題剖析
(一)簡化複雜電路
在電路問題計算中正確識別電路是前提。先把各元件之間的連接關係梳理清楚,再把複雜電路簡化為等效電路。
認真審題不難發現,本題所求問題的關鍵點都集中於小燈泡,與小燈泡並聯的電壓表和定值電阻R0為求第一個問題建立等量替代關係,電流表在小燈泡所在電路的幹路上,電流表已知的示數可以為第二個問題架橋鋪路。滑動變阻器和電源與所求的問題毫無幹涉,可以刪除滑動變阻器和電源部分,如圖2。電路變得簡潔,能減輕學生心理的壓力,增加其解題的自信心,便於梳理題目中的條件。
(二)捨棄幹擾條件
試題為了控制難度,往往會增加一些幹擾條件,幹擾因素越多題目難度越大。
本題難度大的原因除了電路圖比較複雜外,還有幹擾條件較多。由於本題小燈泡不是正常發光狀態,「額定電壓 3.8 V,額定電流0.32 A」與所求的問題沒有關係,屬於幹擾條件;電壓表的示數為2.7V,小於電壓表量程3V,只能說明電壓表是安全的,「電壓表量程 3 V」與所求問題無關 ,屬於幹擾條件 ;同樣,電流表的示數為 315 mA,小於電流表量程500 mA,只能說 明電流表也是安全的 ,「電流表量程500 mA」與所求問題無關 ,屬於幹擾條件 ;分析簡化後的電路易發現 ,不需要求電流表的電壓 ,所以「電流表內阻 0.5Ω」也屬於幹擾條件。捨棄幹擾條件,在簡化後的電路圖上標記出已知的有用信息 (如圖3),這樣一來學生可以真正讀懂題目,為正確解題鋪平道路。
(三)呈現試題本真
經過化繁為簡、去偽存真,題目「瘦身」後露出真面目。如圖2為「研究小燈泡燈絲的阻值變化特點」的電路圖。實驗時電壓表內阻3000 Ω,定值電阻 R0阻值1000Ω。閉合開關,調節滑動變阻器的滑片至某一位置時,發現電壓表的示數為 2.7 V,電流表的示數為315 mA。求此時:(見原題的三個問題)
(四)梳理思維導圖
初中生的物理思維還處在初級階段,大多數學生理不清複雜問題中的邏輯關係,從而解題時無從下手。在試題講解時教師要善於引導學生,深入挖掘所求量與已知量之間的關係,根據所學的物理知識梳理出解題的邏輯思維導圖,下面以本題為例進行分析梳理。
第一個問題,由於燈泡的電流和電阻都不知道,運用歐姆定律不可行。由於定值電阻和電壓表串聯後與燈泡並聯,於是想到運用「並聯時各支路兩端的電壓相等」來解決第一個問題。
邏輯思維圖(? 表示未知,√表示已知)如下:
第二個問題,由於燈泡的電阻未知,運用歐姆定律不適合。電流表在簡化後電路的幹路上,可以運用「幹路上電流等於各支路電流之和」這一原理來解決第二個問題。邏輯思維圖如下:
第三個問題,在第一問和第二問基礎上,該問沒有思維障礙,解題時水到渠成。
三、得分率低的背後
(一)試題難度係數大
初中物理試題考查的知識點越廣,涉及初高中物理銜接的知識越多,試題難度係數就越大。
這道中考壓軸題考查電路的識別、歐姆定律、串並聯電路的規律等眾多知識點。本題還多角度對初高中銜接知識進行考查,涉及串並聯混合計算、分壓式電路和電壓表內阻,需要學生對電路進行簡化和捨棄多個幹擾條件,然後綜合運用電學知識才能解決問題。本題還有一大「創新」,即採取「由難到易」的非常規考法 ,這是造成小題平均得分低和零分考生多的又一大原因。就在看似簡單的第三問,又設置了難以相除的兩個數值,考查歐姆定律的同時還考查計算能力。
(二)學生解題能力弱
1.內因
在減負的背景下,不少學生缺失學習物理的主動性和積極性,造成物理知識儲備不足,無法形成物理知識體系 ;在網絡資源越來越豐富的現實環境下 ,學生遇到難題馬上用「作業 幫 」之類的工具迅速「解題」,缺乏獨立思考的習慣和攻堅克難的品質;在初中作業負擔仍然較重的情況下,學生為了儘快完成作業,審題不認真,抓不住題目關鍵,更不能根據題目中已有條件發散思維,造成讀題和審題能力差;計算器的過度使用,使學生口算、筆算和心算能力大大降低,遇到複雜難算的題目錯誤率會變得更高。
2.外因
為了在有限的教學時間內完成規定的教學任務,教師更多關注知識的傳授和物理實驗探究能力的培養,沒有足夠的時間開展試題講解。試題講解時教師往往只注重講解試題的廣度和試題解答過程的規範,不注重試題內涵的剖析,導致學生審題和解題能力不足。
例如在講解 2019年安徽省中考物理試題最後一題時,如果教師不對電路進行簡化,不對題目條件進行篩選,而是直接告訴學生解答過程,那麼絕大多數學生對題目的理解只能停留在表面,看不到「廬山真面目」,今天表面上懂了,過幾天遇到類似的題目又無從下手,更談不上舉一反三。
四、結語
初中物理教師是學生在物理學習中的第一個引路人,需要積極培養學生的科學素養、物理思維和創新能力。
在安徽省2020年中考物理降分的背景下,初中物理教師不能放棄物理關鍵能力的培養目標, 而應該意識到,這是一個新的考驗和挑戰,必須在周課時減少的前提下,對教學內容進行精化並組織有效教學。
本文以一道中考物理壓軸題的深入剖析為例,旨在提升學生物理解題能力,拓展學生物理思維,打造物理教學高效課堂。
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