中考物理命題技術探索之探究題
湖北省宜昌市第三中學 梁華
摘要：本文通過分析中考命題、考試和評卷過程中，在不同階段，針對科學探究題出現(xiàn)的問題，提出改進意見和建議。試圖尋找和探索一些通過探究題型考查能力的有效技術方法。
關鍵詞：難度 鑒別度 探究
正文：探究題被稱為主觀試題。課程標準要求科學探究即是方法又是知識。從考試的功能方面分析，通常把探究題作為重要的甄別、選拔試題。一份好的探究題難度通常控制在0.45左右比較合適。從考試的能力方面分析，通?？疾槔斫饽芰?、問題解決等能力。知識載體一般沒有局限，但是要力求避免應用高一級的知識解釋問題。
本文選取宜昌市近幾年中考命題、考試和評卷過程中的典型探究題進行分析研究。有一些是在預試過程中存在問題被刪除的試題，有一些是在中考實踐中存在問題需要研究改進的試題。數(shù)據(jù)樣本分別采用預試地區(qū)，宜昌城區(qū)學生為參考。難度取試題的實際得分/試題滿分，即試題的通過率。鑒別度采用極端分組差法，即高分組難度減去低分組難度。其中高分組取高端27%，低分組取低端27%學生樣本。
一、預試過程中存在問題的試題分析
2005年是宜昌市初中物理新課程改革起步階段，試卷的3套樣卷首先在其他課改實驗區(qū)進行預試，對預試數(shù)據(jù)進行分析研究，去掉不符合難度、鑒別度要求的試題。本例中的例題1和例題2數(shù)據(jù)不夠理想而被刪除。
例題1(2005年預試題B卷)探究題29.如圖1所示，把導線放在磁場里，通電導體由于受到磁場力的作用而運動起來。在實驗中，接通電源導體開始運動起來了。發(fā)現(xiàn)：導體與鐵軌a、b連接的地方不斷有火花產(chǎn)生。
(1)請你猜想接頭處火花產(chǎn)生的原因可能是什么?
(2)用你學過的知識支持你的猜想。
預試樣本數(shù)據(jù)：
|
題目 |
樣本數(shù) |
分值 |
均分 |
難度 |
低分組均分 |
高分組均分 |
鑒別度 |
|
29_1 |
257 |
3．00 |
0．49 |
0．16 |
0．31 |
0．74 |
0．14 |
|
29_2 |
251 |
3．00 |
1．31 |
0．44 |
0．87 |
1．57 |
0．23 |
第一問提出猜想的難度0．16，鑒別度0．14。說明絕大多數(shù)學生不能夠提出合理的猜想。也無法區(qū)分出不同類型的學生。本題失去了甄別和選拔功能。
試題的來源：
試題的素材選取人民教育出版社《物理》八年級教材中的演示實驗原圖。教材中原圖探究的是“通電導體在磁場中受到作用力”，實驗現(xiàn)象是通電導體在磁場中受力而運動起來。
試題的探究點：
演示實驗中，金屬導體與軌道a、b之間產(chǎn)生火花?；鸹◤哪睦飦恚?/span>
試題的考查目標：
通過實驗中出現(xiàn)的意外現(xiàn)象。利用對比的方法，考查比較、判斷和分析問題的能力。同時考查應用知識解釋問題的能力。
試題答案出現(xiàn)的典型問題：
最典型的答案是摩擦生熱，一部分學生回答因為通電導體受到作用力而運動，于是導體滾動與軌道相互摩擦生熱而產(chǎn)生火花。另外大多數(shù)學生無法作答。
試題的改進方案建議：
改變試題文字描述結構。學生存在的主要困難是不能夠把注意力集中到有火花處和沒有火花處。沒有進行比較分析。可以把試題修改成主動比較描述，引起學生注意。例如把題干修改成：發(fā)現(xiàn)：導體與鐵軌a、b連接的地方不斷有火花產(chǎn)生，而軌道和導體不相連接處沒有火花。修改以后的題干明確引導學生要進行比較分析。只需要尋找出兩者的不同點就可以進行合理猜想。從考查能力方面提高指向性，降低難度。
平時加強比較分析能力培養(yǎng)。比較：通電導體、軌道a、b和它們之間的接觸點。發(fā)現(xiàn)：它們串聯(lián)電流I相同。分析：在所學習過的知識中能夠迅速回憶并且抽出相對應的焦耳定律（Q=I2Rt）與電流產(chǎn)生熱量、溫度升高、引起火花有關。尋找出導體與接觸點之間的不同點可能是電阻R不同。猜想順利實現(xiàn)。這樣的猜想有依據(jù)、有方向。
參考答案：
⑴導體與軌道A．b連接的地方電阻大 （2分）
⑵根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt ，在電流相同時，接頭處電阻大于軌道電阻，產(chǎn)生熱量比軌道多，接觸處溫度高有火花產(chǎn)生。 （4分）
例題231．根據(jù)阿基米德定律FρgV。浮力的大小應該與排開的液體密度有關。如圖2所示，為了驗證猜想，他用一個重力為8N、體積為0．3×10-3m3鋁塊，分別浸沒在鹽水、水和煤油里比較驗證。⑴根據(jù)圖中的描述，寫出她測量浮力的具體方法。⑵如果她所用彈簧測力計量程是10N，分度值是0．2N。在這種情況下，選取鹽水和水相比較，是否能檢驗她的猜想（通過計算說明）？（g=10N/kg）浮=G排。小靖同學想：依據(jù)G=mg=（2005年預試題B卷）探究題
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物質(zhì) |
密度ρ/（kg·m-3） |
|
鹽水 |
1．01×103 |
|
水 |
1×103 |
|
煤油 |
0．8×103 |
預試樣本數(shù)據(jù)：
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題目 |
樣本數(shù) |
分值 |
均分 |
難度 |
低分組均分 |
高分組得分 |
鑒別度 |
|
31_1 |
253 |
2．00 |
1．17 |
0．58 |
0．19 |
1．92 |
0．87 |
|
31_2 |
253 |
4．00 |
1．03 |
0．26 |
0．11 |
2．18 |
0．52 |
主要問題是第二問難度只有0．26，雖然整個試題有很好的鑒別度。能夠很好地區(qū)分出不同類型的學生。但是由于難度指標不合適而刪除。
試題的來源：
試題的素材選取人民教育出版社《物理》九年級教材中的演示實驗原圖。教材中原圖探究的是“阿基米德原理”。
試題的探究點：
實驗原理與實驗器材選擇。
試題的考查目標：
實驗中分析與評估能力。同時考查應用知識解決問題的能力。
試題答案出現(xiàn)的典型問題：
由于分析評估首先需要知道計算浮力的方法，還需要具備一定的計算能力，最后才能夠比較分度值進行判斷。設置的能力障礙太多導致大多數(shù)學生不能夠到達最終目標。
參考答案：
31．⑴用彈簧測力計測量鋁塊在空氣中的讀數(shù)G，再用彈簧測力計測量鋁塊浸沒在液體中的讀數(shù)F，則兩次測量的讀數(shù)之差等于浮力的大小。 （2分）
⑵鋁塊浸沒在鹽水中受到的浮力等于鋁塊排開鹽水的重力
Fρ1g V1=1．01×103 kg·m-3×10N/kg×0．3×10-3m3=3．03N浮=G1=
彈簧測力計的讀數(shù)
F= G- F浮=8 N-3．03 N=4．97N （1分）
鋁塊浸沒在水中受到的浮力等于鋁塊排開水的重力
Fρ2 g V2=1．0×103 kg·m-3×10N/kg×0．3×10-3m3=3．N浮=G2=
彈簧測力計的讀數(shù)
F=G-F浮=8N-3N=5N （1分）
彈簧測力計浸沒在兩種液體中的讀數(shù)差距小于分度值，選取這兩種液體比較不合適。 （2分）
二、實際中考試題中存在問題的試題分析
例題3（2007年宜昌市中考試題）探究題31．冬天，小明新買了一雙尼龍襪和一雙棉襪，他發(fā)現(xiàn)穿棉襪比穿尼龍襪暖和。那么棉襪與尼龍襪相比，主要是什么物理特性不相同呢？
?。?）請你做出猜想。
?。?）設計一個實驗檢驗你的猜想．要求寫出實驗方法，
考試樣本數(shù)據(jù)：
|
題目 |
樣本數(shù) |
分值 |
均分 |
難度 |
低分組均分 |
高分組均分 |
鑒別度 |
|
31_1 |
800 |
2．00 |
0．65 |
0．32 |
0．07 |
1．33 |
0．63 |
|
31_2 |
800 |
4．00 |
1．05 |
0．26 |
0．03 |
2．38 |
0．59 |
主要問題是難度偏大，雖然整個試題有很好的鑒別度。能夠很好地區(qū)分出不同類型的學生。但是由于難度指標不理想而影響到全卷的難度目標。
試題的來源：
試題的素材選取生活實踐中常見而又被忽略的現(xiàn)象。
試題的探究點：
尋找導熱性能不同。
試題的考查目標：
比較分析能力和設計實驗能力。
試題答案出現(xiàn)的典型問題：
大多數(shù)學生猜想由于它們的比熱容不同。并且按照比熱容的知識進行實驗設計。
試題設計和參考答案設計都存在不足。從考試樣本數(shù)據(jù)看出，第二問設計實驗難度大于第一問猜想難度。原因在于兩個問題參考答案設置的關聯(lián)度太高。如果猜想錯誤，所設計的實驗也對應錯誤，從而導致整個試題丟分。此種試題的設計方式最大的不足在于丟分嚴重，造成試題與全卷相關性過高。
現(xiàn)實中有一種觀點認為，如果猜想錯了，但是設計實驗對于猜想是合理的也應該得到設計分數(shù)。這種觀點也存在一定問題。如果設計實驗與猜想不具備相關性，則可能會出現(xiàn)學生隨意猜想，即使不要猜想分數(shù)。由于設計實驗能夠穩(wěn)定得分（這一點在考試前很容易做到提供固定猜想和設計方案，丟車保帥），會導致試卷信度降低。
試題的改進建議：
降低分數(shù)比例。通過降低此類試題分數(shù)，降低系統(tǒng)風險。
分步考查。例如給出猜想，要求學生設計實驗驗證猜想，考查設計實驗能力?；蛘咧惶岢霾孪?，不進行相關設計實驗。
參考答案：
31．（1）猜想：尼龍襪和棉襪的保溫（或保暖、傳熱）性能不一樣（2分）。
（2）實驗方法：①將兩個相同的燒瓶中裝上質(zhì)量相等的水，加熱到相同的溫度后（1分），用相同厚度的尼龍襪面料和棉襪面料包好（1分），放在相同環(huán)境溫度下自然冷卻（1分）；②通過比較降低相同溫度時所用的時間或在相同的時間內(nèi)降低的溫度來比較保溫性能（1分）。
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