北京中考物理“实验与探究题”的命题与备考分析
李晶
1 北京中考“实验与探究”题的命题背景
2016年，北京中考试题备受关注.北京中考新方案于本年度正式公布，促进学生核心素养的培养、尊重学生的兴趣多元化、提高学生的创新能力、促进学生的全面发展、促进学生的社会适应能力等理念都得到了彰显.中考作为检验学生初中阶段知识与能力的重要考核，中考试题的改革受国家相关政策的影响，中考命题方向也极大影响着一线教师的教学.本文就2016年北京中考实验与探究试题进行内部分析与历史分析，并对答题策略做出说明，在此基础上提出几点建议.
“探究”就是发现问题和解决问题.美国国家研究理事会所给出的“科学探究”的概念，有两方面的含义：其一是科学家的研究工作，科学家对自然界进行研究并在研究的基础上获得证据并提出理论解释；其二是学生有意模仿科学家的研究而进行的学习活动，目的是用于学生获取知识、领悟科学的思想观念和方法.科学探究在物理学中有至关重要的作用，2011 年的《全日制义务教育物理课程标准》中的“内容标准”明确指出把科学探究作为学习目标和教学方式.
2 北京中考物理实验与探究题的分析
以下以2016年试题分析为主线，从知识和探究能力两个角度进行统计分析，再将2016年试题与之前五年试题进行对比分析，试图找出2016年试题的特征.
2.1 2016年试题的统计分析
2016年北京中考物理试题总分值为100分，实验与探究题占48分，其中力学有16分；电学19分；光学5分；热学8分.具体考点如表1所示.
2016年实验与探究题共19道考题，其中前8道题属于基础题，考查了基本仪器的使用以及简单画图和利用基本公式进行计算；后11道题稍有难度，考查了学生基本物理知识的掌握、科学探究能力以及物理思维能力.与以往考题不同的是，今年的考题虽然在数学计算能力的要求上继续下降，但是今年考题对学生科学探究能力和物理思维能力的要求有所提高.
试卷的28-38题从科学探究层面进行分类与分析，如表2所示.这11道题涉及了科学探究7项能力中的6项要求.
分析可见，以上考题极大体现了对科学探究能力的重视，在科学探究要素中，只有“交流与合作”内容没有直接出现在试卷中.从提出问题到设计实验再到实验评估，试卷中几乎包含了科学探究的所有内容.
2.2 与前五年试题的对比分析
2016年试题与前五年试题相比，试卷结构有很大调整，科学探究能力的考查增大.
2.2.1 题目数量与分值大幅增加
2011年至2015年，实验与探究题的数量平均控制在13道题左右，但是今年2016年题目的数量陡升至19道；分值上从前五年平均分35分上升到今年的48分，如表3所示.虽然2016年中考题中删除了填空题，而使实验与探究题的分值增大，但绝非是将原来的填空题“改装”成实验探究题，其间还是有本质的区别.这反映了对学生科学探究能力要求的提高.
2.2.2 基本实验仪器的使用持续重视
中学物理实验中使用的基本仪器包括：刻度尺、温度计、弹簧测力计、天平、量筒、电阻箱、电流表、电压表等，这些仪器的读数每年必考，2016年也不例外，体现于7道题中.会使用简单仪器是进行实验探究必须要掌握的能力，所以被频繁考查是存在必然性的.
2.2.3 “提出问题”与“实验评估和设计”能力要求的提高
课标中对提出问题能力的要求是：能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题；能书面或口头表述发现的问题.2016年的考题中有两道题目考查学生提出可探究问题的能力：一个是从生活场景中的现象提出问题；另一个是从实验现象中提出问题.
提出问题这一类型的考题在2010年至2014年都未出现，而是在2015年科普阅读中首次出现.在科普阅读的文章里首先阐述了什么是可探究的科学问题，紧接着说明可探究的科学问题的三种陈述方式，考题以选择和填空的形式要求学生找出可探究的科学问题.2016年在实验与探究题中出现了两道提出科学问题的试题，此类题目乃是今年实验与探究题中的新题型.
设计实验一直都是考试的难点，其中综合考查了学生分析、假设、推理、想象、综合等物理思维，以及控制变量法、比较法、转换法等物理方法，而这些思维的练就和物理方法的掌握需要一个长期的锻炼，对于仅学习物理两年的中学生来说确实是一个不小的挑战.考试中这种类型的考题一般也都是放在了实验与探究大题中的最后几道题.2011年-2016年实验评估与设计题如表4所示.
由表4可知，实验设计题从2015年开始数量加大，考查的实验也不仅仅是初中课上必做的实验，而是涉及一些知识概念，如2015年的重心，2016年的电磁波.并且这些知识点的考查直接与生活现象联系紧密，意在培养学生在生活中发现问题并解决问题的能力.
3 “实验与探究题”的答题策略分析
3.1 “提出问题”的答题策略
2015年北京中考物理试卷的科普阅读题中出现这样一篇文章：《可探究的科学问题》，这篇文章给提出科学问题的答题策略以很大的启示.文章中提到：“可探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系，其中的变量必须是可检验的.”在很大程度上可视为命题人对“可探究问题”的理解.据此，具体而言，学生根据现象写出科学问题时大体经过以下两步：第一步，从现象中找到自变量和因变量；第二步，根据已有的知识建立二者之间的联系.
“可探究的科学问题”常见的陈述方式有三种：
（1）某个变量影响另一个变量吗？
（2）如果改变某个变量，另一个变量会怎样变化？
（3）一个变量跟另一个变量有关吗？
值得注意的是，提出科学问题应该是问句而不是陈述性结论.例如2016年的第29题，写出的科学问题不能是：金属棒产生的电流方向与金属棒材质有关.事实上，提出问题是进行科学探究的第一步，是一个有待用实验检验的疑问性问题，即使是能根据已有知识分析出结果也不能把结论写出来.具体而言就是，写出科学问题是让学生根据现象进行提问，而不是解答问题.
3.2 “实验评估与设计”的答题策略
对于学生来说，实验设计题往往是他们最难应对的一类题型.由于实验设计题综合考察了学生的物理知识、物理思维、物理方法，所以要求学生对一个问题的探究过程完整地呈现在试卷上.解答实验设计题时要抓住以下几点：
（1）确定实验原理，找到自变量和因变量的关系；
（2）找到实验成立的条件，确定实验的主要影响因素和无关因素；
（3）找出实验过程运用的主要的科学方法.初中物理实验常用的方法有控制变量法、转换法、分析法、比较法、模型法、理想化法.
4 总结与启示
4.1 教学中应重视学生实验探究能力的培养
物理学是一门实验科学，无论是前沿的科学家还是课堂上的学生都是通过实验来更好地认识这个世界，所以教师要认识到实验的重要性，教学中重视对学生科学探究能力和思维能力的训练，不要让学生一味地死记硬背，物理学得好不是靠背出来的，而是需要更深的理解.重视实验探究式的教学，应注意以下几点：
4.1.1 鼓励学生多提问题
发现问题是进行实验探究的第一步，提出问题对于学生及社会会产生深远的影响，而中考命题的方向也正向这一方向发展.
4.1.2 要求学生根据自己的思维设计实验
设计实验有助于锻炼学生的想象力和严谨性，可让学生根据实验目的自己独立设计实验，然后再小组交流讨论，最后教师做补充.通过学生的独立思考设计出的实验，会给他们留下深刻的印象，这样，考试中再遇到实验设计题他们就不难下笔了.
4.1.3 多让学生练习使用实验仪器
例如温度计、弹簧测力计、天平、量筒、电阻箱、电流表、电压表，这些仪器每年都考，与其让学生背下仪器的使用规则和注意事项，不如把仪器放在学生们手中，让他们亲自感受，这样学生对仪器的读数方法、仪器使用会有更深刻的记忆.
4.2 重视中考题与模拟题的历史比较
中考命题是一个连续性的过程，每一年的试题都是对前一年试题的继承和发展，试题命制时会参考前一年甚至几年的中考题.通过重温以往中考题与模拟题可以帮助学生进行查漏补缺.往往一些考点会在考试中再现，比如，2016年的36题，考查电磁波可传递信息的功能，这个考点在2015年中考试题中出现过.再如，2016年的34题考查控制变量方法，这道类型题出现在今年的北京海淀区一模实验题和北京东城区二模实验题.所以，对于备战中考的学生来说，如果熟悉以往的中考题和当年的模拟题，就找到哪些是每年必考的，哪些考点是自己遗忘的.但是，万万不可局限在题海中，中考考查的不仅是知识还考查能力和思维.所以学生还要注意平时的积累，掌握物理的科学方法.
4.3 在物理学习中彰显科学实践
很多教育家认为，在学校中教出来的学生缺乏解决实际问题的能力，他们往往仅仅能解答试卷上的问题，一碰到身边的实际问题就无从入手.因此，在物理教学和学习中要多观察生活中的物理现象，在社会生活中要养成多看多思的习惯，学生们还可以到一些科技场馆进行参观，近距离感受自然的奥秘，并能通过自己所学的知识分析其中的原理.
此外，2015年北京新初一的学生已开始利用周六、周日参加了开放性科学实践活动.科学实践活动趣味性强，实验高端前沿，在这个活动中会学到更多的物理知识，希望这类活动能够得到更为普遍的重视和开展.
1 北京中考“实验与探究”题的命题背景
2016年，北京中考试题备受关注.北京中考新方案于本年度正式公布，促进学生核心素养的培养、尊重学生的兴趣多元化、提高学生的创新能力、促进学生的全面发展、促进学生的社会适应能力等理念都得到了彰显.中考作为检验学生初中阶段知识与能力的重要考核，中考试题的改革受国家相关政策的影响，中考命题方向也极大影响着一线教师的教学.本文就2016年北京中考实验与探究试题进行内部分析与历史分析，并对答题策略做出说明，在此基础上提出几点建议.
“探究”就是发现问题和解决问题.美国国家研究理事会所给出的“科学探究”的概念，有两方面的含义：其一是科学家的研究工作，科学家对自然界进行研究并在研究的基础上获得证据并提出理论解释；其二是学生有意模仿科学家的研究而进行的学习活动，目的是用于学生获取知识、领悟科学的思想观念和方法.科学探究在物理学中有至关重要的作用，2011 年的《全日制义务教育物理课程标准》中的“内容标准”明确指出把科学探究作为学习目标和教学方式.
2 北京中考物理实验与探究题的分析
以下以2016年试题分析为主线，从知识和探究能力两个角度进行统计分析，再将2016年试题与之前五年试题进行对比分析，试图找出2016年试题的特征.
2.1 2016年试题的统计分析
2016年北京中考物理试题总分值为100分，实验与探究题占48分，其中力学有16分；电学19分；光学5分；热学8分.具体考点如表1所示.
2016年实验与探究题共19道考题，其中前8道题属于基础题，考查了基本仪器的使用以及简单画图和利用基本公式进行计算；后11道题稍有难度，考查了学生基本物理知识的掌握、科学探究能力以及物理思维能力.与以往考题不同的是，今年的考题虽然在数学计算能力的要求上继续下降，但是今年考题对学生科学探究能力和物理思维能力的要求有所提高.
试卷的28-38题从科学探究层面进行分类与分析，如表2所示.这11道题涉及了科学探究7项能力中的6项要求.
分析可见，以上考题极大体现了对科学探究能力的重视，在科学探究要素中，只有“交流与合作”内容没有直接出现在试卷中.从提出问题到设计实验再到实验评估，试卷中几乎包含了科学探究的所有内容.
2.2 与前五年试题的对比分析
2016年试题与前五年试题相比，试卷结构有很大调整，科学探究能力的考查增大.
2.2.1 题目数量与分值大幅增加
2011年至2015年，实验与探究题的数量平均控制在13道题左右，但是今年2016年题目的数量陡升至19道；分值上从前五年平均分35分上升到今年的48分，如表3所示.虽然2016年中考题中删除了填空题，而使实验与探究题的分值增大，但绝非是将原来的填空题“改装”成实验探究题，其间还是有本质的区别.这反映了对学生科学探究能力要求的提高.
2.2.2 基本实验仪器的使用持续重视
中学物理实验中使用的基本仪器包括：刻度尺、温度计、弹簧测力计、天平、量筒、电阻箱、电流表、电压表等，这些仪器的读数每年必考，2016年也不例外，体现于7道题中.会使用简单仪器是进行实验探究必须要掌握的能力，所以被频繁考查是存在必然性的.
2.2.3 “提出问题”与“实验评估和设计”能力要求的提高
课标中对提出问题能力的要求是：能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题；能书面或口头表述发现的问题.2016年的考题中有两道题目考查学生提出可探究问题的能力：一个是从生活场景中的现象提出问题；另一个是从实验现象中提出问题.
提出问题这一类型的考题在2010年至2014年都未出现，而是在2015年科普阅读中首次出现.在科普阅读的文章里首先阐述了什么是可探究的科学问题，紧接着说明可探究的科学问题的三种陈述方式，考题以选择和填空的形式要求学生找出可探究的科学问题.2016年在实验与探究题中出现了两道提出科学问题的试题，此类题目乃是今年实验与探究题中的新题型.
设计实验一直都是考试的难点，其中综合考查了学生分析、假设、推理、想象、综合等物理思维，以及控制变量法、比较法、转换法等物理方法，而这些思维的练就和物理方法的掌握需要一个长期的锻炼，对于仅学习物理两年的中学生来说确实是一个不小的挑战.考试中这种类型的考题一般也都是放在了实验与探究大题中的最后几道题.2011年-2016年实验评估与设计题如表4所示.
由表4可知，实验设计题从2015年开始数量加大，考查的实验也不仅仅是初中课上必做的实验，而是涉及一些知识概念，如2015年的重心，2016年的电磁波.并且这些知识点的考查直接与生活现象联系紧密，意在培养学生在生活中发现问题并解决问题的能力.
3 “实验与探究题”的答题策略分析
3.1 “提出问题”的答题策略
2015年北京中考物理试卷的科普阅读题中出现这样一篇文章：《可探究的科学问题》，这篇文章给提出科学问题的答题策略以很大的启示.文章中提到：“可探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系，其中的变量必须是可检验的.”在很大程度上可视为命题人对“可探究问题”的理解.据此，具体而言，学生根据现象写出科学问题时大体经过以下两步：第一步，从现象中找到自变量和因变量；第二步，根据已有的知识建立二者之间的联系.
“可探究的科学问题”常见的陈述方式有三种：
（1）某个变量影响另一个变量吗？
（2）如果改变某个变量，另一个变量会怎样变化？
（3）一个变量跟另一个变量有关吗？
值得注意的是，提出科学问题应该是问句而不是陈述性结论.例如2016年的第29题，写出的科学问题不能是：金属棒产生的电流方向与金属棒材质有关.事实上，提出问题是进行科学探究的第一步，是一个有待用实验检验的疑问性问题，即使是能根据已有知识分析出结果也不能把结论写出来.具体而言就是，写出科学问题是让学生根据现象进行提问，而不是解答问题.
3.2 “实验评估与设计”的答题策略
对于学生来说，实验设计题往往是他们最难应对的一类题型.由于实验设计题综合考察了学生的物理知识、物理思维、物理方法，所以要求学生对一个问题的探究过程完整地呈现在试卷上.解答实验设计题时要抓住以下几点：
（1）确定实验原理，找到自变量和因变量的关系；
（2）找到实验成立的条件，确定实验的主要影响因素和无关因素；
（3）找出实验过程运用的主要的科学方法.初中物理实验常用的方法有控制变量法、转换法、分析法、比较法、模型法、理想化法.
4 总结与启示
4.1 教学中应重视学生实验探究能力的培养
物理学是一门实验科学，无论是前沿的科学家还是课堂上的学生都是通过实验来更好地认识这个世界，所以教师要认识到实验的重要性，教学中重视对学生科学探究能力和思维能力的训练，不要让学生一味地死记硬背，物理学得好不是靠背出来的，而是需要更深的理解.重视实验探究式的教学，应注意以下几点：
4.1.1 鼓励学生多提问题
发现问题是进行实验探究的第一步，提出问题对于学生及社会会产生深远的影响，而中考命题的方向也正向这一方向发展.
4.1.2 要求学生根据自己的思维设计实验
设计实验有助于锻炼学生的想象力和严谨性，可让学生根据实验目的自己独立设计实验，然后再小组交流讨论，最后教师做补充.通过学生的独立思考设计出的实验，会给他们留下深刻的印象，这样，考试中再遇到实验设计题他们就不难下笔了.
4.1.3 多让学生练习使用实验仪器
例如温度计、弹簧测力计、天平、量筒、电阻箱、电流表、电压表，这些仪器每年都考，与其让学生背下仪器的使用规则和注意事项，不如把仪器放在学生们手中，让他们亲自感受，这样学生对仪器的读数方法、仪器使用会有更深刻的记忆.
4.2 重视中考题与模拟题的历史比较
中考命题是一个连续性的过程，每一年的试题都是对前一年试题的继承和发展，试题命制时会参考前一年甚至几年的中考题.通过重温以往中考题与模拟题可以帮助学生进行查漏补缺.往往一些考点会在考试中再现，比如，2016年的36题，考查电磁波可传递信息的功能，这个考点在2015年中考试题中出现过.再如，2016年的34题考查控制变量方法，这道类型题出现在今年的北京海淀区一模实验题和北京东城区二模实验题.所以，对于备战中考的学生来说，如果熟悉以往的中考题和当年的模拟题，就找到哪些是每年必考的，哪些考点是自己遗忘的.但是，万万不可局限在题海中，中考考查的不仅是知识还考查能力和思维.所以学生还要注意平时的积累，掌握物理的科学方法.
4.3 在物理学习中彰显科学实践
很多教育家认为，在学校中教出来的学生缺乏解决实际问题的能力，他们往往仅仅能解答试卷上的问题，一碰到身边的实际问题就无从入手.因此，在物理教学和学习中要多观察生活中的物理现象，在社会生活中要养成多看多思的习惯，学生们还可以到一些科技场馆进行参观，近距离感受自然的奥秘，并能通过自己所学的知识分析其中的原理.
此外，2015年北京新初一的学生已开始利用周六、周日参加了开放性科学实践活动.科学实践活动趣味性强，实验高端前沿，在这个活动中会学到更多的物理知识，希望这类活动能够得到更为普遍的重视和开展.
