任 曄 彭 夷

(1. 江蘇省錫山高級(jí)中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校,江蘇 無錫 214177; 2. 無錫市堰橋初級(jí)中學(xué),江蘇 無錫 214174)

物理學(xué)習(xí)中,“科學(xué)探究”是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的主要手段．學(xué)生只有在不斷經(jīng)歷探究活動(dòng)的過程中才能去體會(huì)探究的流程、探究的方法以及探究活動(dòng)所蘊(yùn)含的思維思想等等．評(píng)估與交流是探究流程中的重要環(huán)節(jié),教師若能用好這個(gè)環(huán)節(jié),不僅能使學(xué)生的評(píng)估能力得到提升,還能使課堂生成更加豐富,更有化腐朽為神奇的功效,糾偏扶正,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更有深度．

在近幾日的調(diào)研活動(dòng)中,筆者參與了初二及初三的觀課議課活動(dòng),通過課堂觀察發(fā)現(xiàn)常態(tài)課及備課組內(nèi)公開課中存在一些共性的問題,那就是備課中對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的認(rèn)識(shí)和理解還不夠深入．具體而言就是教師雖然能夠較為完整的展現(xiàn)出科學(xué)探究的流程讓學(xué)生去經(jīng)歷,但是由于對(duì)實(shí)驗(yàn)這一核心載體的認(rèn)識(shí)深度不夠,在探究過程中出現(xiàn)的一些突發(fā)的或者共性的問題往往無法給予學(xué)生很好的解答,而此時(shí)只能以“這是由于誤差造成的”這種模棱兩可的語言來應(yīng)付搪塞學(xué)生．而這樣的回答既無法讓學(xué)生信服,同時(shí)也降低了學(xué)生對(duì)教師的信賴程度,更不利于學(xué)生探究能力的發(fā)展以及對(duì)物理概念與規(guī)律的深度掌握．下面以探究平面鏡成像的特點(diǎn)、探究不同物質(zhì)吸熱升溫的特點(diǎn)為例,詳述通過評(píng)估如何讓探究教學(xué)更有深度．

1 數(shù)據(jù)的差異不僅僅由誤差造成

1.1 課例:探究平面鏡成像的特點(diǎn)

圖1

在探究平面鏡成像的特點(diǎn)這一探究活動(dòng)中,教師首先讓學(xué)生觀看一段有趣的視頻“一名女子對(duì)著玻璃佩戴櫥窗中的項(xiàng)鏈”引導(dǎo)學(xué)生得到利用玻璃板來代替平面鏡可以在成像的同時(shí)看到玻璃板后的物體;利用等大的電池來比較像和物的大小情況以及確定像的位置;利用方格紙來確定平面鏡的位置以及物和像的位置,利用刻度尺測(cè)量物和像到鏡面的距離．但是教師沒有向?qū)W生介紹所使用的玻璃板有一面為了增強(qiáng)反射效果而進(jìn)行了鍍膜處理,接下來教師直接讓學(xué)生根據(jù)猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究像和物的大小以及像和物到鏡面的距離關(guān)系(實(shí)驗(yàn)器材如圖1所示)．由此,部分學(xué)生得到數(shù)據(jù)如表1所示.

表1

當(dāng)學(xué)生給出上述數(shù)據(jù)時(shí),教師的第一反應(yīng)是這些差異是由于誤差造成的．接下來就按照程序化的流程得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離．得出完整的成像特點(diǎn)后,教師安排了大量的習(xí)題來鞏固學(xué)生習(xí)得的相關(guān)知識(shí)．

1.2 研討:關(guān)于數(shù)據(jù)的評(píng)估與延展

當(dāng)一組數(shù)據(jù)存在些許差異時(shí)也許是由于誤差造成的,但是當(dāng)有多組數(shù)據(jù)存在相似的差異時(shí),那就不僅僅是誤差的問題了,其中必然存在著深層次的原因．如果能將前述課堂中的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的評(píng)估,從而找到具體的原因,相信學(xué)生不僅能得到探究分析能力的提升,同時(shí)對(duì)物理規(guī)律也會(huì)有更加深刻的理解．

設(shè)計(jì)活動(dòng)1:將玻璃上的不同面放在方格紙上對(duì)應(yīng)的平面鏡的位置,測(cè)量像和物到鏡面的距離．

如圖2所示,實(shí)驗(yàn)中會(huì)發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象:當(dāng)B面放在標(biāo)注的平面鏡位置時(shí),得到的像距總是比物距大5 mm～6 mm左右;仔細(xì)觀察能發(fā)現(xiàn)玻璃的另一側(cè)還有一個(gè)較暗的像．當(dāng)A面放在標(biāo)注的平面鏡位置時(shí),得到的像距和物距相等．用刻度尺測(cè)量玻璃板的厚度約為5 mm．由上述現(xiàn)象及數(shù)據(jù)可得A面為這一塊玻璃的鍍膜的面,起到了增強(qiáng)反射的效果．之所以部分學(xué)生測(cè)量得到像距比物距大5 mm左右,那是因?yàn)檫x擇的反射面錯(cuò)誤所導(dǎo)致的,這5 mm恰為玻璃板的厚度．

圖2

得出平面鏡成像特點(diǎn)以后還能設(shè)計(jì)相關(guān)的活動(dòng)來評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)的成效．

設(shè)計(jì)活動(dòng)2:確定鍍膜玻璃板鍍膜面的方法.

如圖3所示拿一個(gè)物體靠近玻璃表面,在玻璃的另一側(cè)找到像的位置．改變靠近的玻璃面,再次找到像的位置．去尋找像和物之間的距離關(guān)系．會(huì)發(fā)現(xiàn):如圖3甲所示,物和像緊緊靠在一起,如圖3乙所示物和像之間有一段距離．由此可以判定A面為鍍膜的主反射面．

圖3

2 圖像的差異不僅僅由于誤差造成

2.1 課例:探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象

對(duì)比運(yùn)動(dòng)快慢,學(xué)生討論比較吸熱升溫快慢的方法:① 相同質(zhì)量的水和沙子,升高相同的溫度,比較加熱時(shí)間;② 相同質(zhì)量的水和沙子,加熱相同的時(shí)間,比較升高的溫度．通過信息快遞的方式了解加熱時(shí)間與吸收熱量之間的關(guān)系．將鋁制量熱杯作為容器裝入等質(zhì)量的水和沙子,用酒精燈加熱并不斷攪拌,每格1 min測(cè)量一次溫度,記錄數(shù)據(jù)．

教師沒有強(qiáng)調(diào)需要加熱一段時(shí)間后,待物質(zhì)達(dá)到一定溫度后再開始測(cè)量．得到相關(guān)數(shù)據(jù)如表2.

表2

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出沙子和水溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖4所示．學(xué)生得到的結(jié)論是沙子吸熱升溫越來越快,最終升溫速度比水快,無法得出正確的結(jié)論．而教師在無準(zhǔn)備的情況下也只能用這是由于誤差所造成的這樣的話語來搪塞學(xué)生．既無法令學(xué)生信服,也打亂了課堂節(jié)奏．

圖4

2.2 研討:關(guān)于數(shù)據(jù)的選擇與圖像處理

之所以出現(xiàn)沙子第一分鐘溫度只上升1℃的情況,恰恰是由于沒有關(guān)注本實(shí)驗(yàn)的操作關(guān)鍵點(diǎn):不斷攪拌使物質(zhì)受熱均勻．在未受熱均勻時(shí)所測(cè)量的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的應(yīng)當(dāng)摒棄．所以應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生分析為什么沙子的升溫在剛開始時(shí)是越來越快的,而之后的升溫又基本是勻速的?這樣就為去除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)提供了依據(jù)．

接下來關(guān)于圖像的處理應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生明確沙子和水都可以用30℃作為初始溫度,然后進(jìn)行作圖并分析．所畫圖像如圖5所示．當(dāng)學(xué)生畫出這樣的圖像時(shí),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析就容易了許多．相同質(zhì)量的水和沙子,升高相同的溫度,水加熱時(shí)間更長(zhǎng)(也就是吸收熱量更多)．得出結(jié)論相同質(zhì)量的不同物質(zhì),升高相同的溫度,吸收的熱量是不同的．而上述不同正是與物體的種類有關(guān)的,因此得到了物質(zhì)的一種物理屬性,物理學(xué)中稱之為比熱容．通過對(duì)圖像的評(píng)估以及再生成的過程,使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知由模糊走向清晰,同時(shí)也使得本來是實(shí)驗(yàn)中的敗筆的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理得到了糾正,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)評(píng)估的能力以及圖表分析的能力,為建構(gòu)科學(xué)的物理概念打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．

圖5

3 結(jié)語

學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生離不開對(duì)課堂真實(shí)情境的及時(shí)有效的反應(yīng)．而課堂生成的偶然性一定是有其深層次的原因的．例如教師問題設(shè)計(jì)的不合理、課堂探究活動(dòng)的不深入、實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備不足等等;當(dāng)然也包括學(xué)生前概念、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等對(duì)學(xué)習(xí)所產(chǎn)生的影響．當(dāng)課堂生成超出了教師的預(yù)設(shè)時(shí),教師應(yīng)當(dāng)充分利用評(píng)估與交流的環(huán)節(jié),借助學(xué)生的思維及教師自身知識(shí)儲(chǔ)備將生成轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的學(xué)生學(xué)習(xí)能力,從而使課堂充滿思維的火花、使物理學(xué)習(xí)更有深度．