科学探究要素的考查特征

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科学探究既是学习目标，又是重要的学习方式和教学方式，如何对学生的探究水平进行客观正确的评价，一直是我们基础教育工作者努力探索的课题。在实施新课程的近几年中，各地教育部门，充分发挥中学生学业评价考试（中考）对日常教学的导向作用，运用不同的探究题型，全面考查科学探究七个要素所对应的35个基本要求的达成程度，通过对探究中过程与方法的考查，把是否真正经历科学探究的学生区分开来，综观近几年的中考探究性试题，有如下几个显著的特征。

1 提问与猜想的概念性

对于一个生活现象随便提出一个问题或猜想是很容易的，但要提出一个有价值的物理问题或猜想，却非易事，有时学生并不明白什么样的问题才算是一个物理问题。我们知道，物理知识是以物理概念为基础，以物理规律为核心，以物理方法为纽带的知识体系，应该说只要包含有相关物理概念、物理规律或物理方法的问题就是一个物理问题。因此，这类试题往往给出一个生活现象，要求学生能够分析出所给情景中所隐含的物理概念和规律，然后紧扣这些物理概念和规律进行提问或猜想，然后用物理语言把问题或猜想表述出来。

例1 （河南05年第8题）让足球和铅球都静止在地面上，足球轻轻一踢就能运动起来，但要使铅球运动起来却不那么容易，针对以上情景，提出一个值得探究的物理问题__________。

解析 由题中情景可以看出,这是一个运动和力的问题,我们应当首先把所给的物理现象与相关的物理概念和规律对应起来，足球与铅球的不同――质量不同；踢球――力的作用；运动起来――运动状态的改变；运动状态的改变的容易程度――惯性等。应当从质量、力和运动状态的关系方面进行多角度提问，如:为什么质量越轻运动状态越容易改变呢？改变物体的运动状态,质量越大所用的力越大吗?在相同力的作用下,质量越小的物体,速度变化越快吗?

2 实验设计的可操作性

实验设计是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化，因此实验设计的可操作性是完成科学探究的前提和保障。实验设计类试题所考查的往往是，能否把一个验证猜想的程序，设计成可实现的操作过程。这就要求学生在明确探究目的的基础上，紧紧围绕要探究的物理概念和规律进行设计，要考虑选用什么器材，采用什么方法显示有关的物理量。需要测量的，要明确用什么仪器，如何测量。要考虑实验过程中影响问题的主要因素，不但要有控制变量的意识，还要知道用什么方法，如何进行变量控制等，很多仪器的选取和方法设计都需要学生经过创造性思维才能完成。

例2 （河南06年第21题）下图是某小组研究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？”时实验的示意图。

（1）本实验中产生摩擦力的方法是______。

（2）用弹簧测力计拉着木块在木板上滑动时，每次都要保持匀速运动，这是因为_______。

（3）比较b、c两步，你能得出正确的结论吗？________。原因是________。

解析 （1）本实验的目的是要探究摩擦力的大小与哪些因素有关，在经历了基本的提问和猜想后，就要进行操作性的实验设计。设计实验时，首先要考虑用什么器材用什么方法产生摩擦力，摩擦力产生的条件是接触面粗糙、有压力、有相对运动，根据题中的示意图就可知道，本实验产生摩擦力的方法就是让木块在水平的木板上滑动。

（2）产生摩擦力的方法确定后，就要考虑如何显示摩擦力，如何在运动时测量摩擦力，这需要运用二力平衡的原理，如果用弹簧测力计拉着木块在水平木板上匀速运动，这时，木块所受的摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力，弹簧测力计的读数就显示了木块所受摩擦力的大小。

（3）在探究的开始，就可能猜想到，摩擦力的大小可能与压力、粗糙程度和表面的材料有关，为了研究摩擦力的大小与某一个因素的关系，就要控制其它的因素保持不变，这就是控制变量的方法，由示意图可以看出，（b）、(c)两步既没有控制表面的粗糙程度相同，又没有控制压力相同，这样，从（b）、(c)就不能得出摩擦力的大小与哪些因素有关，因为没有控制变量。

3 进行实验和收集证据时技能的全面性

进行实验和收集证据是整个探究实验的核心，“能通过观察和实验收集数据”、“会使用简单的实验仪器，能正确记录实验数据”、“具有安全操作的意识”是探究性试题中考查频率较高的二级目标。不同的探究过程，对实验技能都有不同的具体要求和体现。在这类试题中，与测量仪器相关的实验技能，考查频率相对较高，比如天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表等仪器的使用与测量，要了解这些不同仪器的使用要求和操作要领，会辨明仪器的测量范围和最小分度值，能正确记录实验数据，还要事先设计并绘制好用于记录数据的表格，把实验数据简单、明了地填在表格中等。因此在探究性试题中，有关实验技能的考查题目具有全面性和综合性。

4 分析与论证的逻辑性

实验数据是对实验事实的客观记录，它不等于探究的结论，要想得出探究的结论，就要在分析数据的基础上，通过综合论证得出具有普遍意义的规律。分析论证就要通过对数据的比较，寻找数据之间相互关系的特征和逻辑关系，因此，分析论证类试题考查的是学生能否运用物理规律和方法，对实验数据和信息进行综合分析、逻辑推理的过程。例如北京07年第31、32题；上海07年第21题；河南07年第22题等。

5 评估的重要性

评估是对探究过程的质疑和反思，通过对自己或他人实验过程中信息的科学性、过程的严密性、数据的可靠性的重新审视，养成严谨的科学态度。近几年中考试题中，很多试题都涉及到对评估能力的考查，例如河南05年第22题要求学生根据实验过程评估实验数据的可靠性；河南06年第22题要求学生指出数据表格设计中的一个不当之处，间接考查功率的平均值和额定功率的区别；北京市07年第35题要求学生“根据实验现象简要说明小林的解释是错误的”；广州07年第24题要求学生“分别指出小明、小英的实验设计中各有哪些可改进之处”；哈尔滨市07年第43题要求学生对题目中的方法进行评估“你认为这种方法是否可行”。从题目中我们可以看出，涉及评估要求的试题，在考查学生是否具有评估意识的同时，仍然是考查学生运用物理概念和规律进行分析、判断和推理的能力。

6 交流与合作的渗透性

物理试题是物理教育的一部分，新课程的中考试题都尽力发挥试题的教育功能，在考查知识和能力的同时加强情感目标的渗透。交流与合作目标的达成，重在过程和体验，更多的探究性试题则是以渗透的形式体现交流与合作的重要性。例如山西06年第23题“如果你是小组成员，请你利用现有器材，还能完成哪些实验？”；江西07年第27题“请你帮助小林设计一个数据纪录表格”；昆明07年第23题“小丽在与同学的交流中发现了自己错误的操作步骤”；北京07年试题所有的探究题目都是采用第三人称的方法，让考生以第二人称的身份加入到探究中去，完成不同的探究内容。这些探究性试题字里行间都充满了交流与合作的气氛，使学生在考场上就感受到探究需要合作，合作就要交流。(栏目编辑赵保钢)