由一道物理中考题感悟的试题编制与解答

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中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1006-5962（2013）06-0268-01

淮安2013年中考物理试题第23题 - 探究影响冰熔化快慢的因素，是一道实验探究题。试题的情境（话题），由研究冰熔化特性实验引发（建立在学生平时的实验基础上），学生对问题的情境非常熟悉，试题呈现的问题学生在平时的学习中也若有所悟，仅是没有深入的思考过，问题的智能水平要求恰好接近于学生的最近发展区，不同能力层次的学生都能进行作答，只是作答的科学性、合理性，语言表述的流畅性有着明显的差异，能准确考查学生的智能水平层次和多项能力，是一道好题。

【试题】做研究冰的熔化特性实验时，小华发现冰熔化有快有慢，思考影响冰熔化快慢的因素会有哪些？提出两个猜想：

猜想1：环境温度可能会影响冰块熔化的快慢。

猜想2：冰块的形状可能会影响其熔化快慢。

（1）列举生活中的一个实例说明"猜想1"是合理的：____________ 。

（2）小华设计的探究"猜想2"的实验方案是：

a.量出3份50mL的蒸馏水，分别倒入容积均是50mL的长方体、正方体和球体塑料模型盒中。

b.倒入模型盒中时确保没有水溅出。

c.把模型盒放到冰箱冷冻室里，冷冻足够长的时间。

d.将模型盒从冰箱里取出来，冰块迅速倒进标注字母A、B、C的3只烧杯中（实验中3块冰的表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体）。

e.观察记录3个冰块完全熔化所用的时间。

①实验方案中的操作步骤a、b的设计目的是 ___________ 。

②实验结果表明，冰块的形状会影响其熔化的快慢。则三种形状的冰块中，熔化最慢的是 ______ ，写出推断的理由：___________。

换个角度思考，纸笔测试展示的物理探究试题，本质上是阅读理解题、知识运用类试题，审题的关键同样是阅读试题，收集处理信息。信息收集的准确、完整性是关键，处理信息的能力是基础，用概念化的语言准确表述出来是水平。

试题给出的2条猜想，对学生的思维进行适当的限制，以降低评卷的难度和考查的效度。对第一猜想"环境温度可能会影响冰熔化速度"的处理技术，是要求学生列举一个生活实例进行说明；对第二猜想"冰的形状可能会影响其熔化速度"的处理途径，是要求学生通过设计实验方案进行探究。

列举生活中的实例，证明环境温度变化会影响冰的熔化速度，问题解答的思路是：（1）列举的实例展示的是一个物态变化 - 熔化过程，如冰棒的熔化、河面冰块的熔化。（2）实例中冰的熔化速度的变化是由环境温度变化引起的（环境温度的变化有夏天与冬天、室内与室外、冰箱内外等），如冰棒由冰箱中拿出开始熔化，放进嘴里熔化的速度变快，环境温度越高冰熔化的速度越快。

试题没有要求学生设计实验，因为对初中学生来说，设计实验方案是一项能力较高的要求，日常教学活动中，教师对学生设计实验方案活动的指导也缺乏规范性，没有成熟的思路，随意性较大。试题通过给出实验方案，要求学生写出实验方案其中的两个关键步骤的设计目的，同样能对学生实验方案的设计能力进行考查，但是其难度大为降低，能力要求高于但接近学生的实际水平。

试题要求学生阐述实验设计目的的两个步骤是：a.量出500ml的蒸馏水3份，分别倒入容积为500ml的长方体、正方体和球体塑料模型中。B.倒入模型盒中时确保没有水溅出。其目的显然是要确保模型盒中水的量相等（质量相等或体积相同），避免产生误差。从物理方法的角度考虑，就是控制变量 - 控制影响冰熔化速度的多个量中的非研究量不变，改变研究的单因子变量（形状），以科学考察冰熔化速度随其形状所发生的变化，这样做不是为提高实验的准确性，而是要确何实验的科学性和合理性，是学生物理过程中，需要培养学生的一种物理素养。

试题接着给出实验获得的结果：冰的形状会影响冰块的熔化速度，同时传递给学生一个信息，实验中三个冰块的表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体。要求学生依据学过的知识和生活经验判断，三个不同形状的冰块中，熔化最慢的是哪一个。

此判断所依据的物理知识，可以是影响水蒸发快慢因素（表面积、温度和表面空气的流速等）知识的迁移，也可以由物态变化的基本原理出发――物态变化是由温度变化引起的，温度变化剧烈（温差变化大），热传导速度快，物态变化快。从长方体、正方体到球体，其与环境间的温差被控制相同，表面积逐渐减小，表面积越小的冰块，相同时间内获取的热量越小，温度升高相对较小（Q = cmt），熔化较慢。这样熔化最块的是长方体冰块，其次是正方体冰块，熔化最慢的是球形冰块。

试题要求说出判断的理由，且赋分为2分，解答要求达到二个层次，其一是明确在质量、温差均受到控制的情况下，冰块熔化的快慢与其表面积大小有关，表面积越大，熔化的越快；其二是指出三者中球体冰块的表面积最小，熔化的最慢。阅卷结果显示，此二点说全的学生不多，是试卷对学生要求较高的难点之一。反思出错的原因，一是平时教学活动中，教师许多时候与学生展开交流时，往往只注重关键点，而忽视语言表述的完整性；二是部分学生不善于运用物理语言（物理概念）表述问题，口语化的表述缺乏科学性；三是概念模糊，搞混冰的表面积、冰与容器的接触面积、冰与空气的接触面积及冰的体积，导致不能准确的建立物理模型。

当然试题中也有值得商榷之处，如用"冰熔化的速度"还是用"冰熔化的快慢"进行表述更科学？试题展示的问题是"真探究"还是"假探究"？但试题所体现的探究思想和评价技术符合课程改革的要求，是值得借鉴和推广的。