典例剖析电学难题，浅谈电学复习策略
杨波
摘要：中考试题对日常教学和中考总复习都有着重要的导向作用.其中电学部分内容占据突出的地位，因其可有效评价学生科学探究能力和对探究的理解而备受出卷老师青睐，也是最后复习的重中之重.然而，对于一些中等的学生而言，电学“难”题是阻碍他们前进的绊脚石.本文针对中考考试特点和学生存在的核心素养缺失问题，对近两年的电学试题进行详细剖析，还原出题人的設计意图和考察目标，以评卷人的角度深刻解读试题背景的知识体系，深度解析学生遇到此类问题的瓶颈所在，同时提供电学有效复习策略.
关键词：中考；物理；电学；策略
所谓电学“难”题，即电学综合题，包括实验探究题和分析计算题.这类型的试题题目包含大量的图片、图表、坐标系和文字叙述等要素，信息量大，要素之间相互穿插，互相影响，若某一环节处理不当，学生就难以招架，出现失分甚至不得分.笔者以为，核心素养缺失是此类问题的症结所在.回归课程标准[1]可以发现，核心素养包括科学知识、科学方法以及处理实际问题的能力.当这些素养以电学综合题为载体进行考查时，学生素养缺失尤其是隐性缺失就被明显地放大了.下面笔者就以全程参与阅卷工作为基础，用两道中考题谈谈学生遇到的具体问题和突破此类难点的方法.
例1（2016宁波26）小科用如图1所示的实验仪器探究“电流与电阻的关系”，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，AB间接入的定值电阻的阻值为25Ω.
【实验步骤】
①连接电路：完成图甲中的连线，使滑动变阻器接人电路的阻值最大；
②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为30V，读出电流表示数并记录，此时滑片P在中点附近；
③断开开关，在AB间换接20Ω的定值电阻；
④闭合开关，读出电流表示数并记录；
⑤断开开关，在AB间分别换接15Ω、10Ω和5Ω的定值电阻，依次重复步骤④.
【实验数据】电阻R/Ω12512011511015电流I/A10 1210 1410， 1610 201★AB间接5Ω的定值电阻时，电流表示数如图2所示，则表中“ ★”处的数为.【数据分析】小科找不出上述数据的定量关系.而其他同学都通过实验得出了“电压不变时，通过导体的电流与这段导体的电阻成反比”的正确结论.
【实验反思】
（1）小科得不到正确结论的原因是，需要重新实验.
（2）根据小科的实验数据，通过进一步分析计算可以发现，当AB间的阻值变小时，电池组两端的电压将（填“变大”、“变小”或“不变”）
此例是典型电学实验探究题，纵观全题，从命题背景分析，有如下特点：（1）知识考察紧扣课程标准，回归教材；（2）情景再现科学探究过程，落实科学方法素养的考察目标；（3）能运用科学知识和方法解决实际问题.命题者的目的是让学生看到试题时，有似曾相识之感，充分尊重课程标准和考试说明，核心素养的考查基于日常所学重点之上，尊重了学生的付出.命题者在设置问题时层次分明，素养目标依次落实，难度依次增加，以小见大，朴实无华，照顾全局，又鼓励个性，实为好题.
【剖析】①此空最大的问题是考生将线连于滑动变阻器右下方，而忽视了滑动变阻器下方已有两个明显的接线柱.在可惜学生失分时，不难看出这部分考生凭着惯性思维答题，缺少实际操作经验，基础松散.还有部分同学直接将线接在左边接线柱，忽略了“使滑动变阻器接入电路的阻值最大这个条件，违背了电学实验中保护电表的原则，缺乏基本的操作素养；②此空属于基础知识考查，总体来看失分率较低.量程为0～06A，即分度值为002A，所以读数为026A.平常稍作练习，认清分度值，即可过关；③此小题将典型的问题结果抛给学生，意在考查学生在已经历过的探究活动中，操作是否规范，是否能正确应用科学方法，是否具有批判和尊重数据的科学精神，也就是前文提到的阻碍中等学生考生取得突破的关键所在，即科学的核心素养.下面给出此空的解析：本题实验探究的是电流和电阻的关系，而与电压无关，但给出的表格中5次实验均改变了定值电阻两端的电压，不符合控制变量法的规则，从而出现了错误的探究结果.答案为小科实验时未控制电阻两端电压不变.错误答案的出现说明学生并没有从本质上理解控制变量法；④最后一空是本题的亮点所在，精妙之处令人佩服.学生极低的得分率也恰恰验证了出题者的高明.在失分大军中最多的错误填“不变”，思维定势及其严重，认为电源电压总是保持不变，充分暴露出现在的考生“脱离实际学科学”现象，也提醒广大教师应慎用题海战术，真正推行以探究为核心的科学教育，从而提高学生的科学素养.此空解法还是要回归到电路实物图中，根据图示，电阻R与滑动变阻器是串联的，再串联电路电流处处相等，分电压之和等于总电压，取第一组数据，发现：U总=UAB+U滑=012A×25Ω+012A×5Ω=36V；再取第二组数据，发现：U总=UAB′+U滑′=014A×20Ω+014A×5Ω=35V，通过两组数据可以发现，电池的电压是在变小的.我们也可以从生活实际中发现这个规律，电视机遥控板在长时间使用后需要更换电池等也可说明此问题.从实际中提炼科学规律，运用科学规律解决生活实际问题也是科学教育真正所要达到的目标.
例2（2015宁波33）如图3所示是某规格的小灯泡L和定值电阻R的U-I图象.
（1）图中表示小灯泡U-I图象的是 （填序号）.
（2）若它们串联、并联时总电阻的值分别为R串和R并，在答题卷对应的图上坐标区域内画出它们的U-I图象（R串、R并得 U—I图象分别用③和④表示）.
（3）当它们分别以串联和并联两种方式接在同一稳压电源（已知电源电压不高于10V）两端时，从电源流出的电流变化了045A.求该稳压电源的电压及并联时电路消耗的总功率.
此例是非典型的电学压轴计算题.传统意义上的电学压轴题通常将电、热、力、磁等元素融合在一起，题目容量较大，背景较为新颖，知识点相互交叉，充分考查学生综合素养，包括审题、分析、整合和数据处理等能力，区分度较大，选拔性较强，失分率很高.而此题却推陈出新，足见命题者老师的勇气和睿智.那么，到底新在哪里呢？笔者以为，此题具体体现出一下几个特点：1、打破压轴题“高大上”的传统，让知识载体更接“地气”，更贴近学生日常学习状态；2、减少知识考查的宽度，提高知识考查的厚度；3、更加体现人文关怀，体现考试公平.
【剖析】本题由3个问题和一张坐标轴组成，文字和图标信息内容相对较少，一改压轴题高高在上的姿态，考生整理和提取信息的难度不大.下面进行具体的分析.
（1）题是在①、②两条线中选择，不难发现，纵坐标值与横坐标值的比值就是电阻值，而小灯泡的电阻值是随着温度的变化而变化的，答案选择②.此空难度较小，试题充分开放，让更多的学生能够拿分，而不再是小众垄断得分，从侧面激励考生，体现了人文关怀和考试公平；
（2）题是画图题，考查的施串、并联电路的特点.知识点只有两个，但需要将它们的特点用图表呈现出来，能将数学知识和科学知识有机结合来解决问题，命题者将知识点进行更深层次地挖掘，核心素养落实很到位.作图像需要坐标，因有些数据无法除尽，不妨数据整体处理，将有效数字保留到小数点后两位，然后结合串、并联电路特点，列出表格；
分别用描点法将R串和R并绘于坐标轴上（如图4），标上③、④.此空让许多考生无从下手，但感觉上是有思路的，其本质还是平时对知识点理解上做得不够，缺乏处理关键数据的能力和信心.同时，数学学科知识应用能力较差，须知科学是一门综合性的课程；
（3）题是建立在第二问的基础上，通过观察曲线③、④，就可获得正确答案.电压不高于10V和电流变化了045A，这两个限制条件，使得解题关键聚焦于“同一稳定电压”这一条件，然后按电压相同这一线索，按图索骥，即U=5V时满足条件.此时I并=06A，P并=U并×I并=5V×06A=3W.另一种解法是直接按照上题表格数据，可直接发现答案.
再回头重新审题，不难发现，命题者将区分度放在知识的深度上，用深度体现难度，实现试题真正的开放，更加关注学生对科学知识、方法、思维的整体考查，意在用中考这根指挥棒，改变学生学习方式，脱离题海，落实减负，让学生真正体会到学习科学的乐趣.
综上所述可以看出，两种类型试题考查的焦点集中在实验探究能力，旨在引导教师走出题海的泥沼，鼓励学生积极参与科学探究活动，在活动中提升自身的核心素养（知识、方法、能力），成为具有核心竞争力的考生.那么，就如何提升核心素养，笔者以为可以从以下几方面着手：
1构建基础知识体系，落实基本实验技能目标
教师首先应钻研教材和课程标准，明确学生需要学什么，学到什么程度，将科学知识、原理、规律等整理成导学稿或思维导图的形式，把庞大的、纷繁的知识组织成一个有规律可循的体系，方便自己查阅，也方便学生理解和记忆.在实验教学中，应着重关注学生使用基本仪器的技能.例如，通过阅读说明书或者通过教师指导后会使用基本实验仪器.其次应关注学生装配实验装置、排除实验故障的技能培养.例如，按电路图将各种电路元件连接起来，正确接入滑动变阻器或选择电表量程等.教师应力求避免实验知识公式化、书面化，避免知识生搬硬套，力求避免忽视基本技能培养的倾向.
2深入开展实验探究活动，加深知识的理解和内化
虽然实验探究活动在培养学生创造性思维、观察能力、推理能力等方面很有效，在观念上也获得了普遍认同，但是在实际教学中，出现了表面化和八股化的现象.表面上看起来学生在探究，实际上学生并没有真正进入科学思考的状态，或者所有的过程都是教师预先设计的，人为地将探究活动变为了验证活动.与其在表面和形式上做文章，不如选取典型的几个实验活动，比如电流与电阻的关系，小灯泡电功率的测算等.教师在教学中应积极营造问题情景，鼓励学生用已有的知识和经验，提出猜想和假设，给予充分的时间进行交流，制定探究方案，在实施方案时给予学生及时地指导，点拨学生选择合适的探究方法，赋予实验探究活动真正的灵魂，让学生经历完整的、具体的、可操作性的活动，充分激发学习兴趣，而不是上课胡乱一通摆弄，下课死记硬背概念、规律，将科学知识和探究活动融为一体，相互影响，相互促进，提高知识的內化率.
3注重表达与交流，建立多元评价体系
“表达与交流”是核心素养高低的重要显性标志[2].在探究活动结束后，教师应将更多的目光聚集在学生表达能力上，而非结论的正确与否上.粗暴地用“对”和“错”评价学生探究活动，不利于核心素养的形成和发展.探究的结果应该是开放式的，通过交流后得出的正确结论才能使学生能运用所学知识解释日常现象，才能提高观察和分析问题的能力.教师应更加关注学生能否用语言、文字、图表等方式表达探究过程和结果，能否运用各种与科学有关的一般认知方法（分类、分析、推论、预测）得出结论，能否对结果进行描述、分类和解释，从而内化知识，提高科学素养.
4研读课程标准和考试大纲，把握电学复习方向
中考是检验核心素养的重要形式，也是诊断教学效果的重要手段，随着新课程改革进一步推进，试题几乎全部以生活实际为背景，题海战术已经无法解决全部问题.教师不宜再用繁、难、偏、旧的题型进行高强度的训练，而应该将重心放在基础知识、常用学习方法、发散思维上面去.根据学生实际情况，精选电学试题，加以分类整理，根据“两纲”引导学生举一反三，把握复习方向，鼓励学生进行反思、质疑，培养学生批判精神和逻辑思维能力，有梯次、有批次实现对电学综合题的突破.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2011.
[2]教育部基础教育课程教材专家工作委员会.义务教育初中科学课程标准解读[M].高等教育出版社，2011.
摘要：中考试题对日常教学和中考总复习都有着重要的导向作用.其中电学部分内容占据突出的地位，因其可有效评价学生科学探究能力和对探究的理解而备受出卷老师青睐，也是最后复习的重中之重.然而，对于一些中等的学生而言，电学“难”题是阻碍他们前进的绊脚石.本文针对中考考试特点和学生存在的核心素养缺失问题，对近两年的电学试题进行详细剖析，还原出题人的設计意图和考察目标，以评卷人的角度深刻解读试题背景的知识体系，深度解析学生遇到此类问题的瓶颈所在，同时提供电学有效复习策略.
关键词：中考；物理；电学；策略
所谓电学“难”题，即电学综合题，包括实验探究题和分析计算题.这类型的试题题目包含大量的图片、图表、坐标系和文字叙述等要素，信息量大，要素之间相互穿插，互相影响，若某一环节处理不当，学生就难以招架，出现失分甚至不得分.笔者以为，核心素养缺失是此类问题的症结所在.回归课程标准[1]可以发现，核心素养包括科学知识、科学方法以及处理实际问题的能力.当这些素养以电学综合题为载体进行考查时，学生素养缺失尤其是隐性缺失就被明显地放大了.下面笔者就以全程参与阅卷工作为基础，用两道中考题谈谈学生遇到的具体问题和突破此类难点的方法.
例1（2016宁波26）小科用如图1所示的实验仪器探究“电流与电阻的关系”，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，AB间接入的定值电阻的阻值为25Ω.
【实验步骤】
①连接电路：完成图甲中的连线，使滑动变阻器接人电路的阻值最大；
②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为30V，读出电流表示数并记录，此时滑片P在中点附近；
③断开开关，在AB间换接20Ω的定值电阻；
④闭合开关，读出电流表示数并记录；
⑤断开开关，在AB间分别换接15Ω、10Ω和5Ω的定值电阻，依次重复步骤④.
【实验数据】电阻R/Ω12512011511015电流I/A10 1210 1410， 1610 201★AB间接5Ω的定值电阻时，电流表示数如图2所示，则表中“ ★”处的数为.【数据分析】小科找不出上述数据的定量关系.而其他同学都通过实验得出了“电压不变时，通过导体的电流与这段导体的电阻成反比”的正确结论.
【实验反思】
（1）小科得不到正确结论的原因是，需要重新实验.
（2）根据小科的实验数据，通过进一步分析计算可以发现，当AB间的阻值变小时，电池组两端的电压将（填“变大”、“变小”或“不变”）
此例是典型电学实验探究题，纵观全题，从命题背景分析，有如下特点：（1）知识考察紧扣课程标准，回归教材；（2）情景再现科学探究过程，落实科学方法素养的考察目标；（3）能运用科学知识和方法解决实际问题.命题者的目的是让学生看到试题时，有似曾相识之感，充分尊重课程标准和考试说明，核心素养的考查基于日常所学重点之上，尊重了学生的付出.命题者在设置问题时层次分明，素养目标依次落实，难度依次增加，以小见大，朴实无华，照顾全局，又鼓励个性，实为好题.
【剖析】①此空最大的问题是考生将线连于滑动变阻器右下方，而忽视了滑动变阻器下方已有两个明显的接线柱.在可惜学生失分时，不难看出这部分考生凭着惯性思维答题，缺少实际操作经验，基础松散.还有部分同学直接将线接在左边接线柱，忽略了“使滑动变阻器接入电路的阻值最大这个条件，违背了电学实验中保护电表的原则，缺乏基本的操作素养；②此空属于基础知识考查，总体来看失分率较低.量程为0～06A，即分度值为002A，所以读数为026A.平常稍作练习，认清分度值，即可过关；③此小题将典型的问题结果抛给学生，意在考查学生在已经历过的探究活动中，操作是否规范，是否能正确应用科学方法，是否具有批判和尊重数据的科学精神，也就是前文提到的阻碍中等学生考生取得突破的关键所在，即科学的核心素养.下面给出此空的解析：本题实验探究的是电流和电阻的关系，而与电压无关，但给出的表格中5次实验均改变了定值电阻两端的电压，不符合控制变量法的规则，从而出现了错误的探究结果.答案为小科实验时未控制电阻两端电压不变.错误答案的出现说明学生并没有从本质上理解控制变量法；④最后一空是本题的亮点所在，精妙之处令人佩服.学生极低的得分率也恰恰验证了出题者的高明.在失分大军中最多的错误填“不变”，思维定势及其严重，认为电源电压总是保持不变，充分暴露出现在的考生“脱离实际学科学”现象，也提醒广大教师应慎用题海战术，真正推行以探究为核心的科学教育，从而提高学生的科学素养.此空解法还是要回归到电路实物图中，根据图示，电阻R与滑动变阻器是串联的，再串联电路电流处处相等，分电压之和等于总电压，取第一组数据，发现：U总=UAB+U滑=012A×25Ω+012A×5Ω=36V；再取第二组数据，发现：U总=UAB′+U滑′=014A×20Ω+014A×5Ω=35V，通过两组数据可以发现，电池的电压是在变小的.我们也可以从生活实际中发现这个规律，电视机遥控板在长时间使用后需要更换电池等也可说明此问题.从实际中提炼科学规律，运用科学规律解决生活实际问题也是科学教育真正所要达到的目标.
例2（2015宁波33）如图3所示是某规格的小灯泡L和定值电阻R的U-I图象.
（1）图中表示小灯泡U-I图象的是 （填序号）.
（2）若它们串联、并联时总电阻的值分别为R串和R并，在答题卷对应的图上坐标区域内画出它们的U-I图象（R串、R并得 U—I图象分别用③和④表示）.
（3）当它们分别以串联和并联两种方式接在同一稳压电源（已知电源电压不高于10V）两端时，从电源流出的电流变化了045A.求该稳压电源的电压及并联时电路消耗的总功率.
此例是非典型的电学压轴计算题.传统意义上的电学压轴题通常将电、热、力、磁等元素融合在一起，题目容量较大，背景较为新颖，知识点相互交叉，充分考查学生综合素养，包括审题、分析、整合和数据处理等能力，区分度较大，选拔性较强，失分率很高.而此题却推陈出新，足见命题者老师的勇气和睿智.那么，到底新在哪里呢？笔者以为，此题具体体现出一下几个特点：1、打破压轴题“高大上”的传统，让知识载体更接“地气”，更贴近学生日常学习状态；2、减少知识考查的宽度，提高知识考查的厚度；3、更加体现人文关怀，体现考试公平.
【剖析】本题由3个问题和一张坐标轴组成，文字和图标信息内容相对较少，一改压轴题高高在上的姿态，考生整理和提取信息的难度不大.下面进行具体的分析.
（1）题是在①、②两条线中选择，不难发现，纵坐标值与横坐标值的比值就是电阻值，而小灯泡的电阻值是随着温度的变化而变化的，答案选择②.此空难度较小，试题充分开放，让更多的学生能够拿分，而不再是小众垄断得分，从侧面激励考生，体现了人文关怀和考试公平；
（2）题是画图题，考查的施串、并联电路的特点.知识点只有两个，但需要将它们的特点用图表呈现出来，能将数学知识和科学知识有机结合来解决问题，命题者将知识点进行更深层次地挖掘，核心素养落实很到位.作图像需要坐标，因有些数据无法除尽，不妨数据整体处理，将有效数字保留到小数点后两位，然后结合串、并联电路特点，列出表格；
分别用描点法将R串和R并绘于坐标轴上（如图4），标上③、④.此空让许多考生无从下手，但感觉上是有思路的，其本质还是平时对知识点理解上做得不够，缺乏处理关键数据的能力和信心.同时，数学学科知识应用能力较差，须知科学是一门综合性的课程；
（3）题是建立在第二问的基础上，通过观察曲线③、④，就可获得正确答案.电压不高于10V和电流变化了045A，这两个限制条件，使得解题关键聚焦于“同一稳定电压”这一条件，然后按电压相同这一线索，按图索骥，即U=5V时满足条件.此时I并=06A，P并=U并×I并=5V×06A=3W.另一种解法是直接按照上题表格数据，可直接发现答案.
再回头重新审题，不难发现，命题者将区分度放在知识的深度上，用深度体现难度，实现试题真正的开放，更加关注学生对科学知识、方法、思维的整体考查，意在用中考这根指挥棒，改变学生学习方式，脱离题海，落实减负，让学生真正体会到学习科学的乐趣.
综上所述可以看出，两种类型试题考查的焦点集中在实验探究能力，旨在引导教师走出题海的泥沼，鼓励学生积极参与科学探究活动，在活动中提升自身的核心素养（知识、方法、能力），成为具有核心竞争力的考生.那么，就如何提升核心素养，笔者以为可以从以下几方面着手：
1构建基础知识体系，落实基本实验技能目标
教师首先应钻研教材和课程标准，明确学生需要学什么，学到什么程度，将科学知识、原理、规律等整理成导学稿或思维导图的形式，把庞大的、纷繁的知识组织成一个有规律可循的体系，方便自己查阅，也方便学生理解和记忆.在实验教学中，应着重关注学生使用基本仪器的技能.例如，通过阅读说明书或者通过教师指导后会使用基本实验仪器.其次应关注学生装配实验装置、排除实验故障的技能培养.例如，按电路图将各种电路元件连接起来，正确接入滑动变阻器或选择电表量程等.教师应力求避免实验知识公式化、书面化，避免知识生搬硬套，力求避免忽视基本技能培养的倾向.
2深入开展实验探究活动，加深知识的理解和内化
虽然实验探究活动在培养学生创造性思维、观察能力、推理能力等方面很有效，在观念上也获得了普遍认同，但是在实际教学中，出现了表面化和八股化的现象.表面上看起来学生在探究，实际上学生并没有真正进入科学思考的状态，或者所有的过程都是教师预先设计的，人为地将探究活动变为了验证活动.与其在表面和形式上做文章，不如选取典型的几个实验活动，比如电流与电阻的关系，小灯泡电功率的测算等.教师在教学中应积极营造问题情景，鼓励学生用已有的知识和经验，提出猜想和假设，给予充分的时间进行交流，制定探究方案，在实施方案时给予学生及时地指导，点拨学生选择合适的探究方法，赋予实验探究活动真正的灵魂，让学生经历完整的、具体的、可操作性的活动，充分激发学习兴趣，而不是上课胡乱一通摆弄，下课死记硬背概念、规律，将科学知识和探究活动融为一体，相互影响，相互促进，提高知识的內化率.
3注重表达与交流，建立多元评价体系
“表达与交流”是核心素养高低的重要显性标志[2].在探究活动结束后，教师应将更多的目光聚集在学生表达能力上，而非结论的正确与否上.粗暴地用“对”和“错”评价学生探究活动，不利于核心素养的形成和发展.探究的结果应该是开放式的，通过交流后得出的正确结论才能使学生能运用所学知识解释日常现象，才能提高观察和分析问题的能力.教师应更加关注学生能否用语言、文字、图表等方式表达探究过程和结果，能否运用各种与科学有关的一般认知方法（分类、分析、推论、预测）得出结论，能否对结果进行描述、分类和解释，从而内化知识，提高科学素养.
4研读课程标准和考试大纲，把握电学复习方向
中考是检验核心素养的重要形式，也是诊断教学效果的重要手段，随着新课程改革进一步推进，试题几乎全部以生活实际为背景，题海战术已经无法解决全部问题.教师不宜再用繁、难、偏、旧的题型进行高强度的训练，而应该将重心放在基础知识、常用学习方法、发散思维上面去.根据学生实际情况，精选电学试题，加以分类整理，根据“两纲”引导学生举一反三，把握复习方向，鼓励学生进行反思、质疑，培养学生批判精神和逻辑思维能力，有梯次、有批次实现对电学综合题的突破.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2011.
[2]教育部基础教育课程教材专家工作委员会.义务教育初中科学课程标准解读[M].高等教育出版社，2011.
