夜雨聆风一
小小杆球含深意，多元制作启新知
如东县新区初级中学施邱瑾
试题：
赏析：
本题以把学生动手制作的真实实践场景转化为素养考题，以密度计为研究对象，串联考查重心稳度、物体浮沉条件与阿基米德原理。密度计依靠漂浮状态工作，始终保持浮力等于自身总重力，这是整道题的解题核心。题目第一空从结构设计角度考查密度计的制作原理，下端缠绕铜丝能够降低整体重心，使密度计可以稳定竖直漂浮在液体中。在比较浮力大小时，由于密度计在清水和盐水中均处于漂浮状态，自身重力保持不变，因此两次受到的浮力大小相等。在定量计算环节，根据漂浮时质量与排开液体质量相等的规律，先得出密度计在水中的排液体积V排＝m排水/ρ水＝11g/（1g/cm3）＝11cm3，再结合在盐水中A点高出液面的高度与细杆横截面积，算出排液体积的变化量ΔV排＝SΔh＝0.2cm2×5cm＝1cm3，进而得到盐水中的实际排液体积V排液＝10cm3，最终推导出盐水的密度为ρ液＝m排液/V排液＝11g/10cm3＝1.1g/cm3，整道题的计算过程紧扣核心规律，逻辑连贯、原理清晰。
本题设问梯度清晰，从重心稳度的基础识记、浮力大小的定性判断，过渡到体积变化的定量计算，完成了从基础认知到逻辑推演的思维进阶，区分度强、教学导向价值高。不同于苏科版教材中的均匀柱状吸管密度计，本题增设泡沫球结构，能有效规避固定思维带来的解题误区；试想江苏学生做这道题，倘若题目直接给出图示中深度h的数值，部分学生容易下意识套用仅适用于柱体的公式ρ液h＝ρ水H，忽略该关系式有特定适用前提。而本题特殊的装置结构正好打破这类僵化解题思路，促使学生抛开固化推导公式，回归物理原理本身。试题不拘泥于装置外形的差异，牢牢抓住“物体漂浮时浮力等于总重力”这一恒定不变的等量关系，重在培养学生拨开表象、提炼核心规律的建模意识，帮助学生树立“万变模型、不变原理”的科学思维。当然，本题中计算排液体积变化需塑料杆为粗细均匀的柱状杆，题干中未说明，建议补充该表述以完善题干逻辑。
此题的杆球密度计触发了我对其与苏科版教材中密度计的对照思考。两类装置遵循相同的漂浮原理，但结构差异带来截然不同的使用性能。教材柱状密度计浸入区域横截面积恒定，浸入深度与液体密度呈反比例关系，刻度规律清晰，便于刻度推导与标定，适合用于密度计原理启蒙；不足之处在于竖直漂浮稳定性较差，且结构固定，制作完成后量程无法调整，置于密度较小液体中容易触底。杆球型密度计不存在全域适用的反比例公式，仅当液面处于泡沫球上方细杆区域时可定量计算；调整泡沫球位置仅能改变该密度计可测量的液体密度最大值：向下移动泡沫小球，同等液体下杆浸入更少，能适配密度更大的液体，上调量程上限；向上移动泡沫小球，可测量的最大液体密度会减小。而该装置能测量的液体密度最小值由整套密度计总容积决定，整套装置完全浸没时排液体积固定，无论泡沫球如何上下移动，最小可测密度始终不变，无法拓展量程下限。二者各具特色，无绝对优劣。柱状模型重在呈现简洁的物理规律，服务基础概念建立；泡沫球复合模型更贴近实践制作，体现结构设计对仪器性能的调控作用。
综合两种密度计的对比分析，也为物理课堂教学带来启示：
1．大力开展动手实践探究，突破教材单一器材局限。教师应常态化器材制作活动，鼓励学生自主设计、改良简易测量工具，在组装调试与实际测量中，直观体会装置结构如何影响仪器性能，打通理论知识与实物应用的关联，避免仅靠习题学习的浅层模式。
2．借助多样化实验器材破除固化思维，引导学生把握物理核心本质。教学中不要求学生死记特定模型的推导公式，通过不同结构的同类器材对比探究，让学生分清推论的适用限制，以通用基础规律为解题根本，养成透过现象深挖底层原理的分析习惯。
3．开展同类模型对比教学，搭建体系化物理知识框架。对功能相近、结构不同的实验器具设置对照探究，从工作特点、测量范围、适用场景梳理异同，明确各模型适用边界，防止知识碎片化，引导学生归纳归类、建立完整连贯的认知体系。
二
水满恰自流不溢
如东县岔河中学李国伟
试题：
赏析：
本题以智能注水装置为真实情境，将抽象的电磁、电学知识具象化，引导学生理解物理知识在生活科技中的价值，激发学生对物理应用的兴趣。题目囊括了电磁继电器的工作原理、欧姆定律、力学中的压力与弹簧形变的关系结合，不仅要求学生能够将实际场景转化为物理模型，还需要学生具备跨模块整合物理知识，解决实际装置问题的能力。题目从基础的动态变化判断，到定量计算，再到方案设计，难度逐步提升，兼顾不同水平学生，区分学生的知识掌握、应用和创新能力。通过智能注水装置这个贴近生活的科技产品，让学生体会物理知识在自动化设备中的实际应用，提升知识的实用性认知。
首先考察学生对于动态电路的分析，随着杯中水量增加，托盘受到的压力变大，弹簧压缩量增大，带动滑动变阻器的滑片P向下移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大；根据欧姆定律，控制电路的总电阻变大，电源电压不变，电路中的电流变小，电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越小，磁性越弱。第二问先考查学生从图像中提取信息的能力，找到停止注水时水和杯子的总压力再求解杯子中水的质量。再通过欧姆定律列电源电压方程求解得电源电压，对学生的分析计算要求较高。第三问，要增加最大注水量，意味着需要让托盘能承受更大压力时才断开工作电路，滑动变阻器接入的阻值R更大，总电阻更大，停止注水的电流不变，根据欧姆定律可知需要增大控制电路的电源电压或者减小定值电阻R0的阻值。当然我们也可以在此基础上展开比如电源电压下降，如何调整电路的设计。
本题的区分在于学生的方程思想与实验方案的调整。方程思想的核心是用“等量关系”串联物理量，把物理问题转化为数学问题，平日教学中训练的核心要让学生摆脱“凑数思维”，形成“先建模、再列方程”的思维流程。而实验方案调整的核心是形成“发现问题→分析原因→优化方案”的逻辑闭环。故而原因分析先行，要求在调整方案前，先分析问题产生的根本原因，再进行针对性调整和优化，平日的训练中我们可以要求学生针对探究问题先做假设，再确定变量、选择器材、设计步骤，同一问题引导学生设计多套方案。这两类能力都需要通过针对性的分层练习形成习惯。
文稿：施邱瑾、李国伟
文稿整理：周小建
编辑：朱正华
审核：袁敏敏
签发：郑克东