董永華

(揚(yáng)州市梅嶺中學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 225002)

評(píng)估是物理探究實(shí)驗(yàn)中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，是學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的反思.通過(guò)評(píng)估,學(xué)生要能夠發(fā)現(xiàn)探究過(guò)程中的錯(cuò)誤和不足,能對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)并提出新的問(wèn)題.新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)評(píng)估能力的基本要求是,學(xué)生要有“評(píng)估探究過(guò)程和探究結(jié)果的意識(shí)，能注意假設(shè)與探究結(jié)果間的差異，能注意探究活動(dòng)中未解決的矛盾并發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，嘗試改進(jìn)探究方案，有從評(píng)估中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的意識(shí)”.因此，教師在教學(xué)過(guò)程中要重視評(píng)估環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生評(píng)估的習(xí)慣和能力.在許多中考題中，都有對(duì)探究過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)估的考查，下面舉例說(shuō)明.

1 對(duì)“提出問(wèn)題”的評(píng)估

【例1】玻璃杯從一定高處掉到水泥地上會(huì)破碎，而掉到沙坑里卻不容易破碎.教師要求學(xué)生針對(duì)這一現(xiàn)象，提出一個(gè)問(wèn)題.下面是4位學(xué)生的發(fā)言，其中較有價(jià)值且可探究的問(wèn)題是

A．“玻璃杯掉到水泥地上會(huì)破碎，是因?yàn)榈孛姹容^硬.”

B．“玻璃杯從一定高處掉到水泥地上會(huì)破碎嗎？”

C．“為什么玻璃杯掉到水泥地上會(huì)破碎，而掉到沙坑里卻不容易破碎呢？”

D．“玻璃杯掉到地上是否破碎與下落高度、地面的軟硬程度有什么關(guān)系？”

解析:本題關(guān)鍵在于“玻璃杯從一定高處掉到水泥地上會(huì)破碎，而掉到沙坑里卻不容易破碎”這一現(xiàn)象，分析題目時(shí)必須從“一定高度”入手，要將“水泥地”和“沙坑”進(jìn)行對(duì)比.選項(xiàng)A是由現(xiàn)象到玻璃杯破碎的一個(gè)理由，直接回答了問(wèn)題；選項(xiàng)B和選項(xiàng)C不僅說(shuō)法片面，而且關(guān)鍵是沒(méi)有從物理的角度提出可以探究的問(wèn)題.所以選項(xiàng)D是正確的.

在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生提出的問(wèn)題經(jīng)常只關(guān)注到現(xiàn)象本身或出發(fā)點(diǎn)比較片面.此時(shí)，教師的有效引導(dǎo)能讓學(xué)生在潛移默化中養(yǎng)成認(rèn)真觀察、細(xì)心審題的好習(xí)慣，從而培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題的能力.比如，在進(jìn)行“凸透鏡成像的規(guī)律”一節(jié)的新課教學(xué)時(shí)，筆者將蠟燭、凸透鏡和光屏放在主光軸上，調(diào)節(jié)好高度之后，調(diào)節(jié)物距和像距，分別得到了大小不同的像.然后筆者問(wèn)學(xué)生：“對(duì)于剛才看到的現(xiàn)象，你們是否可以提出一個(gè)可以探究的問(wèn)題？”有學(xué)生問(wèn)：“為什么像的大小會(huì)不同呢？”此時(shí)，筆者沒(méi)有評(píng)價(jià)學(xué)生的問(wèn)題，而是回問(wèn)了一句：“那你覺(jué)得是什么原因?qū)е碌?？”學(xué)生回答：“不知道.”筆者又追問(wèn)了一句：“那你看到我剛才的操作了嗎？你能不能根據(jù)我的操作得到一點(diǎn)啟示？”學(xué)生不肯定地回答：“看到了.是不是因?yàn)檎{(diào)了蠟燭、凸透鏡、光屏之間的距離導(dǎo)致的？”筆者對(duì)他的回答進(jìn)行了肯定：“對(duì)的，很好.那能不能重新提出你的問(wèn)題呢？”學(xué)生回答：“像的大小是不是和蠟燭、凸透鏡和光屏之間的距離有關(guān)？”于是，立即引出本節(jié)課的內(nèi)容：“今天我們就通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像的性質(zhì)與蠟燭、光屏到凸透鏡之間的距離的關(guān)系.”

2 對(duì)“猜想與假設(shè)”的評(píng)估

【例2】小明在“探究串聯(lián)電路中電壓”的實(shí)驗(yàn)中連接了如圖1所示的電路.閉合開(kāi)關(guān)后，兩燈(兩個(gè)小燈泡的規(guī)格相同)都發(fā)光.突然，小明不小心把L1的玻璃外殼打破了，結(jié)果發(fā)現(xiàn)L1熄滅，L2卻更亮了.這是為什么呢？他提出了自己的猜想.

圖1

猜想1：可能L1處發(fā)生斷路；

猜想2：可能L1處發(fā)生短路.

(1)同組同學(xué)告訴他猜想1是不正確的，因?yàn)開(kāi)_______；

(2)為了探究猜想2是否正確，小明分別用電壓表測(cè)量了兩燈的電壓.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩次電壓表均有明顯讀數(shù)，且L1兩端的電壓比L2兩端的電壓小，說(shuō)明猜想2是________(正確/不正確)的.你認(rèn)為導(dǎo)致L1熄滅，L2更亮的原因可能是________

A．L1電阻變大

B．L1電阻變小

C．L1兩端的電壓變大

D．L1中的電流變小

解析:小明的兩個(gè)猜想都是有效的，但是根據(jù)所學(xué)的知識(shí)可以立刻判斷猜想1是錯(cuò)的，原因是串聯(lián)電路用電器相互影響，一個(gè)斷路后，整個(gè)電路不通，L2也無(wú)法工作.這很明顯和題目中的“L1熄滅，L2卻更亮”不符合.猜想2和題目的現(xiàn)象是吻合的，但是否有其他原因必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明.

猜想雖然是自由的、開(kāi)放的，但是必須體現(xiàn)物理的思維，具有一定的科學(xué)性.教師在教學(xué)過(guò)程中要培養(yǎng)學(xué)生猜想的能力，要能讓學(xué)生提出有效的猜想.中考一般主要考查學(xué)生對(duì)猜想的辨別能力，用已有知識(shí)去除無(wú)效或錯(cuò)誤的猜想.例如,在研究“影響重力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會(huì)猜想重力大小和物體的質(zhì)量、密度、形狀、體積等有關(guān).此時(shí)，就要學(xué)生討論是不是這里面的每一個(gè)猜想都要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.通過(guò)討論可以知道，質(zhì)量和密度、體積有關(guān)，密度和體積變化會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量變化.因此，只要研究其中的一個(gè)就可以了.為了研究的方便，我們就改變物體的質(zhì)量來(lái)比較重力的變化.

3 對(duì)“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”的評(píng)估

【例3】在課外實(shí)踐活動(dòng)中，小東帶了一塊已切成長(zhǎng)方體的肥皂，如圖2(a)所示，前后面保留了凹下去的字.他準(zhǔn)備探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系，小東提出了以下的設(shè)計(jì)方案：

(1)在肥皂的側(cè)面安裝一個(gè)拉鉤，如圖2(b)所示，將沒(méi)有字的一面放在水平桌面上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著它做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其讀數(shù)為F1；

(2)用小刀將有字的部分削平后放在同一水平桌面上，接觸面的粗糙程度與(1)相同，如圖2(c)所示，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著它做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其讀數(shù)為F2；

(3)比較得出,若F1和F2不等，則說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小有關(guān)；若F1和F2相等，則說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小無(wú)關(guān).

小紅認(rèn)為這個(gè)設(shè)計(jì)方案不妥，你能說(shuō)出其原因嗎?______.提出你的改進(jìn)方法：______.

圖2

解析:題目探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系時(shí)，必須要控制壓力相同.但是在“用小刀將有字的部分削平”時(shí)，改變了肥皂對(duì)桌面的壓力，所以，無(wú)法得到正確的結(jié)論.正確的做法是，小明可以將切下來(lái)的肥皂放在剩余肥皂的上方重復(fù)上述的實(shí)驗(yàn)步驟即可.

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生能“明確探究目的和已有條件并經(jīng)歷制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,嘗試選擇科學(xué)探究的方法及所需要的器材,嘗試考慮影響問(wèn)題的主要因素并有控制變量的初步意識(shí)”等.這就要求學(xué)生在制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要考慮到本實(shí)驗(yàn)使用到的研究方法(如控制變量法、轉(zhuǎn)換法、等效替代法、類比法等)、實(shí)驗(yàn)器材的要求(如量程、分度值等)、實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)等等.例如,在進(jìn)行“測(cè)量小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要根據(jù)燈泡的規(guī)格(2.5 V或3.8 V)確定電池的節(jié)數(shù)(兩節(jié)或三節(jié))和電壓表的量程(0～3 V或0～15 V).

4 對(duì)“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與搜集證據(jù)”的評(píng)估

【例4】如圖3所示，小超同學(xué)在做“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)他連接完最后一根導(dǎo)線后，小

圖3

燈泡就發(fā)出很亮的光，然后就熄滅了.請(qǐng)你說(shuō)出小超同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中的兩處操作錯(cuò)誤.

一是：____；

二是：____.

解析:在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該斷開(kāi)，而且閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該在阻值最大處，這都是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本要求，目的是為了保護(hù)電路元件，防止電流過(guò)大而燒壞.

對(duì)學(xué)生而言，如果說(shuō)解題是物理知識(shí)運(yùn)用的過(guò)程，那么，實(shí)驗(yàn)則是學(xué)生物理思維構(gòu)建的一個(gè)過(guò)程.學(xué)生對(duì)物理知識(shí)和規(guī)律的理解只有在實(shí)驗(yàn)中才能真正實(shí)現(xiàn)；學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)處理能力等只有在實(shí)驗(yàn)中才能真正培養(yǎng)起來(lái).新課程目標(biāo)要求學(xué)生“經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過(guò)程，具有初步的科學(xué)探究能力”，“能利用不同渠道搜集信息，有初步的信息搜集能力”.要培養(yǎng)學(xué)生的這種能力，教師必須認(rèn)真組織或完成演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)和課后小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與到每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，參與到實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié).

5 對(duì)“分析與論證”的評(píng)估

【例5】在“探究并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小湘選用了兩個(gè)相同的小燈泡(2.5 V，0.3 A)來(lái)做實(shí)驗(yàn).她設(shè)計(jì)了正確的電路圖，如圖4所示.實(shí)驗(yàn)中小湘準(zhǔn)確地測(cè)得A，B，C三點(diǎn)的電流值，如表1.

圖4

測(cè)量地點(diǎn)ABC電流/A0.220.220.44

小湘根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，于是得出了結(jié)論：并聯(lián)電路各支路的電流相等.請(qǐng)問(wèn)：

(1)小湘的結(jié)論正確嗎？答：______；

(2)若不正確，你認(rèn)為應(yīng)該如何改正？答：______.

解析:在尋找物理規(guī)律時(shí)，實(shí)驗(yàn)的次數(shù)一般是3次或3次以上，本實(shí)驗(yàn)只進(jìn)行了一次，次數(shù)顯然不夠.同時(shí)，小湘選用了“兩個(gè)相同的小燈泡(2.5 V,0.3 A)”做實(shí)驗(yàn)，那么，實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)不具有普遍性.因此，小湘應(yīng)該用不同規(guī)格的燈泡做3次以上的實(shí)驗(yàn).

物理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論或規(guī)律是通過(guò)科學(xué)家的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)很多自然、生活現(xiàn)象總結(jié)得到的.因?yàn)榻處熀蛯W(xué)生所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)條件是不夠的，實(shí)驗(yàn)的次數(shù)是有限的，所以，數(shù)據(jù)存在著較大的誤差.當(dāng)然，我們的要求是在學(xué)生認(rèn)知能力允許的前提下，理解一定的物理現(xiàn)象和規(guī)律.在中考中，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的考查主要有結(jié)論成立的條件、因變量和自變量的順序、定性還是定量等.下面舉例說(shuō)明.

(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)論成立的條件

光沿直線傳播的條件是在同種均勻介質(zhì)中.研究動(dòng)能大小和物體速度的關(guān)系得到的結(jié)論是，當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體的速度越大，物體的動(dòng)能越大.這里必須要強(qiáng)調(diào)物體的質(zhì)量一定.

(2)因變量和自變量的順序

“物體的重力和質(zhì)量成正比”不可以寫(xiě)成“物體的質(zhì)量和重力成正比”.研究電流的大小和電阻的關(guān)系得到的結(jié)論是：當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體的電阻成反比.這里不可以寫(xiě)成“導(dǎo)體的電阻和通過(guò)導(dǎo)體的電流成反比”.

(3)定性或定量

簡(jiǎn)單地說(shuō)，定性就是看物理量有沒(méi)有發(fā)生變化，或是變大還是變??；定量就是明確物理量是成正比例還是成反比例變化，或可以根據(jù)數(shù)據(jù)寫(xiě)出表達(dá)式.比如，在初中階段，對(duì)于動(dòng)能要求學(xué)生定性知道質(zhì)量越大，速度越大，則動(dòng)能越大；對(duì)于彈簧的伸長(zhǎng)和拉力的關(guān)系要求學(xué)生定量知道彈簧的伸長(zhǎng)和受到的拉力成正比.

總之，評(píng)估環(huán)節(jié)是其他實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)不可替代的.在整個(gè)探究過(guò)程中，評(píng)估環(huán)節(jié)起到了承上啟下的作用，既對(duì)前面的探究環(huán)節(jié)進(jìn)行了反思，又在評(píng)估中發(fā)現(xiàn)了新問(wèn)題.在實(shí)際教學(xué)中，由于評(píng)估環(huán)節(jié)一般不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得到，導(dǎo)致不少教師和學(xué)生往往只重視是否得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)論，而經(jīng)常忽略了這一環(huán)節(jié).從中考考查的目的來(lái)看，其實(shí)評(píng)估的環(huán)節(jié)更能檢查學(xué)校實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展情況，能檢查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的思考.因?yàn)榻處熀蛯W(xué)生如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)完整的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程就不能真正體會(huì)實(shí)驗(yàn)的要求和遇到的問(wèn)題，學(xué)生很難做到從正確的角度進(jìn)行評(píng)估.所以，教師必須在平常的探究過(guò)程中加以指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生評(píng)估的習(xí)慣和能力.