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科学模拟情境探究题分析及教学启示

2012-08-31 |浏览:3770次 | 编辑: 加载失败
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玉环县实验学校  郑理平

分析我省各地中考(初中学业考试)科学试题,模拟情境探究题占有重要地位。模拟情境定向探究是其鲜明特点,以科学探究的主要环节进行考查是其主要类型。这些试题通过模拟科学史、生活中的探究和科学实验的重组来创设探究情境。这就要求在教学中不仅要把科学探究作为教学方式和学习方式,还要重视对模拟情境科学探究的开发。

模拟情境探究题;类型;载体;科学教学

情境模拟是指探究者非主动地置身于真实的情境,或通过对真实情境的描述,或通过科学假定产生的情境。为了一定目的进行了去粗存精的新加工,用通俗易懂,简明扼要的语言介绍给科学探究者。模拟情境探究题即命题者向考生提供开展科学探究必不可少的问题、探究对象,要求学生在试题的导向下完成其中部分探究活动,从而考查考生某些方面的科学探究能力的试题。近年来,考查学生探究能力的试题逐年增加,分析我省各地中考科学卷可以发现,探究型问题都占有较高的比分。这是新课程倡导探究学习,考查能力导向的具体反映。

真实意义上的科学探究是建立在真实的问题情境之上,其探究过程大致有如下阶段:根据情境发现问题,提出猜想,设计探究方案,获取和分析探究结果(数据),得出结论。各个环节都能体现出学生的探究能力。然而,统一的纸笔考查由于受考查的时空、命题及评价技术等方面的限制,对学生科学探究能力的考查却无法置于真实的情境中,只能通过情境模拟进行定向探究。但考查科学探究能力的导向却十分明显。目前,这类探究型试题仍由学生在规定的时间(规定的考试时间)和空间(考场)中完成。因此,学生科学探究的能力考查主要以情境模拟探究型试题来实施。

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对我省几个主要地市的中考科学(自然科学)卷的分析,发现大多科学探究性质的试题是由情境模拟代替真实情境。根据试题的要求,结合科学探究的主要环节,我们可以大致把它分为如下几种类型:

例如:(台州0530题)小明爸爸的白色衣服沾上了红葡萄酒,用肥皂洗时,污渍处变成了蓝色。小明想:肥皂是碱性的,如果用酸性的米醋来试验.还会变色吗?请问:

(1)小明猜测的红葡萄酒里可能含有           

(2)如果小明的猜测是对的,红葡萄酒汁遇到米醋会显       色。

这类情景可能学生接触过,也可能没有接触过,但对发现的现象提出猜想,需要一定的科学知识,比如,本题就需要考生具备酸碱性物质与酸碱指示剂等知识,并能灵活迁移到真实的情境中。此外,还需要考生敢于提出猜想的勇气和对情境求知的强烈欲望。

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例如:(绍兴0534题)空运活鱼必须密封。为了解决鱼的吸氧问题,可在水中加适量的过氧化钙(化学式为CaO2) 固体。甲、乙两位同学为弄清“过氧化钙与水反应的产物是什么”,进行了如下探究。

提出问题:把过氧化钙投入足量水中,最终会生成什么物质?

进行猜想:甲同学认为,生成氧化钙和氧气;乙同学认为,生成氢氧化钙和氧气。

1)你认为哪位同学的猜想是错误的,其理由是                   

2)请设计一个实验方案来验证另一位同学的猜想是正确的,并填入下表空格中。

① 取少量过氧化钙放入试管中,加足量水,把带火星的木条伸入试管口

带火星的木条复燃

有氧气生成

 

 

虽然教材没有介绍过氧化钙性质,也不需要学生掌握该物质性质,但基于该物质性质在真实生活中的应用来考查学生科学探究设计方案能力却是要求的。

本题貌似选用物质超出教材要求,然而,由于不是考查该物质性质,而是利用该物质的性质介绍间接考查了方案设计能力,因此,这类试题仍是好题。

科学探究设计方案往往建立在科学知识的基础上,比如,本题就需要氧化钙、氢氧化钙两种物质的性质为基础,根据两者的不同来设计方案。

此题型要求学生运用已有知识,根据试题已有的猜想进行验证,提出自己的探究方案。

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例如:(湖州0524题)某校自然科学兴趣小组用打孔器从叶片中获得许多叶圆片,抽取其中的空气,将等量的叶圆片和水倒入3个烧杯中,按下表所示条件进行实验:

1

6000

15

0.2

2

6000

25

0.2

3

6000

25

0.01

注:O2在水中溶解度小,叶圆片光合作用放出的O2在细胞间隙积累,能使叶圆片上浮,叶圆片平均上浮所需要的时间可作为光合作用强弱的比较依据。

该实验在研究何种外界因素对光合作用强度的影响?(    

A.光照          B.温度         C. CO2         D.温度和CO2

科学方法教育贯穿科学教学的全过程,但科学方法的考查技术要求比较高,目前,对科学方法的考查要么回避,要么比较直接死板,这都不利于科学方法的教学导向。

科学探究也涉及到探究方法,特别是科学探究中对多种变量因素的控制比较注重。但以这两方面立意的试题还比较少见。

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例如:(嘉兴0534题)对物体下落的快慢与物体轻重的关系,历史上曾先后有过两种不同的观点:亚里士多德认为重的物体下落得快,而伽俐略认为轻重不同的物体下落的快慢是一样的。下面是三位同学在研究了物体下落的快慢与物体轻重的关系后做作的交流:

1)如果亚里士多德的观点是对的,那么小刚的实验结果应该是           

2)导致小强和小丽实验结果不同的原因,主要是存在           的干扰。

试题提供了几个探究方案,要求考生对这些方案进行评价。评价能力在新课程标准里有明确要求,但在教学常易被忽略,在平常的教学测试中,这类题型也不常见。

要对已知方案进行评价,必须理解原有方案的设计依据和意图,比较分析不同方案的异同处。然后根据自己的理解和科学知识进行针对性的评价。这类题型既考查了学生比较分析能力,又考查了学生的知识水平,同时,对考生是否敢于挑战权威、不迷信的科学精神提出较高要求。

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例如:(衢州058题)下表为某地在一次连续四天降水中,测得空气中二氧化硫浓度和降水pH值的数据。分析表中数据可知,这次降水中遭受酸雨污染较重的是(  

SO2(mg/m3)

0.009

0.013

0.015

0.018

pH

5.55

5.36

4.78

4.42

A.第一天     B.第二天      C.第三天      D.第四天

科学探究结果常以各种数据、图表等形式呈现,有些信息还有干扰作用。如何从众多的信息中分离出有用信息,对有用信息进行整合,都是学生自主探究中需要的能力要素。能读懂图表、进行简单的数据处理,并从中进行分析得出探究结果,是科学素养的基本要求。

这类试题在中考中比较常见,在教学中也比较重视。但由于数据处理和图表识别本身的能力要求较高,对科学知识的依赖性较弱,涉及到自学能力,因此,这类试题仍具有积极的导向作用。

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例如:(温州0534题)城市沿街绿化不仅美观,还有滞尘作用。但是,你知道灰尘会影响植物光合作用吗?某科技小组选择了一批生长状况相似的城市绿化树种,在831将其喷洒清洗,然后每隔一周对树叶的灰尘量和光合作用进行测定,得到结果如表所示。请问:

1)表中这些数据说明植物光合作用降低百分比与灰尘量的关系是       

2)你能简单分析灰尘影响植物光合作用的原因吗?请写出一种原因       

3根据表中数据,可以建议城市沿街绿化植物的喷洒清洗至少要隔   周进行一次。

科学探究应用于实际问题的解决,才会赋予它积极的意义。这类试题的出现,既是肯定了科学探究在生活生产实践中的重要作用,也是引导学生投身到真实的生活情境中,运用已有的知识解决实际问题。

以本题为例,虽以光合作用为知识载体,但并不考查光合作用原理性知识,却提出一个学生平时不太注意思考的问题:光合作用与叶面灰尘的关系,城市绿化与消尘的关系。要求考生结合已有的探究成果提出解决问题的方案。这种方案书本是找不到的,也不能单纯地从科学知识入手,它需要多种因素,比如经济成本,实践可行性等。

提出解决问题的方案实际上是对学生智慧的考查,高于知识考查而又以知识为基础的考查。

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参考中考卷科学探究题的模拟情境的载体选择,能为我们自主编制试题,为教学中创设模拟情境具有借鉴作用。

例如:(台州0535题)过去,水曾被看成是一种元素。1781年英国科学家卡文迪许发现.在氢气与氧气的混和气中点火后,会有水球生成。1783年拉瓦锡通过实验合成了水,还将水分解为氧气和氧气,确认了水的组成。

1)卡文迪许的实验证明水是一种           

2)如果要使2千克氢气完全燃烧,至少需要氧气多少千克?反应生成水多少千克?

科学是一个不断超越不断否定的过程,这种提升科学的动力是科学探究。因此,科学发展过程中的真实探究形式多样、内容丰富。在模拟情境的科学探究题设计时,这类与初中科学教学相结合的发展史是被改造并用于学生的模拟探究的题材之一。

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例如:(嘉兴0536题)如图,在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的电线。为了辨别哪两个线头为同一根导线的两端,可以用图示的测通器来测试,其操作过程如下:

1)连接AB,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,连接E时小灯泡不发光。由此可以确定       为同一导线的两端(填字母,下同)。

2)为了弄清另两根导线的两端,可连接AC,测通器的一端必须与         相连时,另一端只需接触一根导线就能将两两根导线辨别开。

只要我们留心,真实生活中不乏有科学探究的案例。关键是,我们教师也需要保持一颗善于发现问题的童心,不在习以为常的真实生活前丧失探究的乐趣。

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例如:(绍兴0523题)300年前,意大利科学家做了这样一个实验:在房间里挂了许多铃铛,然后让蝙蝠在房间中自由飞翔。第一次未对蝙蝠有任何限制,铃铛未响;第二次蒙住蝙蝠的眼睛,铃铛也未响;第三次塞住蝙蝠的耳朵,房间中的铃铛响了。下列问题不是该实验所研究的是(    

A.蝙蝠飞行靠什么躲避障碍物的      B.眼睛对蝙蝠飞行是否起作用

C.耳朵对蝙蝠飞行是否起作用        D.铃铛是怎样发声的

真实科学的探究其科学性经受了历史的检验,对学生无疑具有强烈的启迪。

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例如:(嘉兴0513题)实验室中有饱和食盐水和蒸馏水各一瓶,为了区分它们,某学习小组的同学设计了以下四种方案。你认为不能把两者区分开来的是(   

A.进行导电性试验,能导电的是饱和食盐水

B.用压强计来测定同深度处的压强,压强较大的是饱和食盐水

C.分别加入少量食盐晶体,晶体不能继续溶解的是饱和食盐水

D.用普通显微镜观察,能看到钠离子的是饱和食盐水

科学探究的一个重要形式是科学实验,对这些已有的实验进行深加工,进行重组都能形成新的探究情境。


(责任编辑:王翔)


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(原文章信息:标题:,作者:郑理平   ,来源:台州教育网    ,来源地址:)

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