摘 要：通過對2019年廣東省物理中考第21題和2017年廣東省物理中考第17題的得分情況進行剖析，發(fā)現(xiàn)從答題情況暴露了實驗評估是實驗教學(xué)中的薄弱一環(huán)，并針對這一情況，結(jié)合實例分別從實驗方案、實驗數(shù)據(jù)、實驗誤差、實驗結(jié)論等方面闡述了如何進行實驗評估，并通過實驗評估加強學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的實事求是的嚴謹科學(xué)態(tài)度.

關(guān)鍵詞：評估;實驗;批判性思維

作者簡介：蔡會枝（1978-），女， 廣東揭陽人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué).

仔細研究近幾年的廣東省物理中考試題，發(fā)現(xiàn)關(guān)于實驗評估的考查頻頻出現(xiàn)，比如2019年第21題第（2）小題，2017年中考第17題第（3）小題和第18題第（6）問.具體題目如下：

（2019廣東 T21（1））小明在用蠟燭作為光源完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗后，發(fā)現(xiàn)蠟燭火焰飄忽不定，像與物對比難判定等問題，小明和老師、同學(xué)一起對實驗裝置進行了一系列創(chuàng)新，創(chuàng)新點如圖1所示：光具座上凸透鏡所在位置為零刻度，數(shù)值向左、向右依次增大;在標(biāo)有均勻格子的面板上制作字母“A”狀LED燈替代蠟燭;光屏上標(biāo)有同樣的均勻格子.

（1）請分析創(chuàng)新后實驗裝置的優(yōu)點：

①可以直接讀出物距以及______：

②光屏上成像更清晰______;

③從光屏上可以準確得出像與物的______關(guān)系.

（2017廣東 T17（3））如圖2所示，小李用點燃的蠟燭、凸透鏡和光屏進行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗，凸透鏡的焦距為12cm.

（3）請你指出用燭焰作為發(fā)光物體完成“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗存在的兩點不足之處：

①;_____________

②._____________

這兩道題目都是屬于評估層面，前一題由于有提示，且是封閉性的問法，所以得分較高，可后一道題，卻失分嚴重，2分的題目，得分率是40%，很多人是留空不答.這道題目的低得分率，充分暴露了實驗教學(xué)中評估是薄弱一環(huán).而在中考中，關(guān)于實驗評估方面的考查頻現(xiàn)，讓我們在實驗教學(xué)中不得不加強實驗評估環(huán)節(jié)的教學(xué)力度.

如何加強呢？根據(jù)個人的教學(xué)經(jīng)驗，我認為實驗評估大致可以從實驗方案、實驗器材、實驗結(jié)論、實驗數(shù)據(jù)、實驗誤差、實驗方法等幾個方面進行考慮.

1 評估實驗方案

如《測量電阻》一課中，學(xué)生思考并設(shè)計實驗電路圖時，出現(xiàn)了兩種情況（如圖3）.

大部分的學(xué)生設(shè)計的是圖甲，少部分的學(xué)生設(shè)計的是圖乙.教師可以把這兩種情況投影在屏幕上，請同學(xué)們各自說出設(shè)計的理由，并評估兩種方案的優(yōu)劣.提供時間和空間，讓學(xué)生經(jīng)歷交流、評估的過程，并在此過程中發(fā)現(xiàn)新的問題，嘗試改進探究方案，從而使學(xué)生在這些具體的評估活動中獲得體驗，增長知識，發(fā)展了學(xué)生的批判性思維，形成對評估的正確認識.

2 評估實驗器材

（1）在《探究凸透鏡成像規(guī)律》實驗中，用蠟燭做完實驗后，教師再拿出一個F型的發(fā)光二極管，重新做一次在二倍焦距和一倍焦距之間成像的實驗，讓學(xué)生觀察成像的情況，然后評估蠟燭和F型發(fā)光二極管各自作為發(fā)光體，在探究凸透鏡成像實驗中的優(yōu)劣.通過對比，學(xué)生很容易就能評估出使用F型發(fā)光二極管作為發(fā)光體具有蠟燭所不具備的優(yōu)點：成像穩(wěn)定，能同時探究物像上下、左右顛倒的成像特點.同樣在《探究平面鏡成像規(guī)律》實驗中可以用蠟燭做實驗，然后用一個左邊貼了紅紙的塑料小人做實驗，讓學(xué)生同樣評估這兩種器材的利弊.學(xué)生可以很清楚的評估出用貼了紅紙的塑料小人做實驗，能更好的研究平面鏡成像物像左右顛倒的情況.

通過評估，學(xué)生對于使用不同的器材的優(yōu)缺點一目了然，加深了對實驗的了解.

（2）又或者在《探究影響電阻的因素》實驗中 （如圖4）.

有甲、乙兩位同學(xué)分別對小華的電路作了如下的改進：

甲把燈泡更換為電流表;乙在原電路中串聯(lián)接入電流表.

你認為誰的改進更好一些，為什么？

通過對實驗器材的評估，學(xué)生對不同實驗儀器的使用規(guī)則有了更深刻的了解.

3 評估實驗方法

在實驗設(shè)計中會用到許多科學(xué)方法，其中控制變量法是經(jīng)常用到的方法，學(xué)生在設(shè)計實驗時經(jīng)常會顧此失彼，這是評估改進的一個重要內(nèi)容.如在“探究滑動摩擦力影響因素”實驗中為了探究“接觸面積的大小對滑動摩擦力的影響”，某同學(xué)將木塊沿豎直方向截去一半后，用彈簧測力計拉著另一半做如圖5乙所示的實驗，測得木塊所受的滑動摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话?他由此得出：“滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小”.你認為他的探究過程正確嗎？不正確你做出這種評價的理由是？

同樣在“探究電阻的影響因素”“探究電磁鐵磁性強弱的影響因素”“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”“探究浮力大小的影響因素”“探究動能大小影響因素”“探究壓力的作用效果影響因素”等等實驗中，都可以進行關(guān)于關(guān)于控制變量法的運用的評估.通過評估，可以讓學(xué)生對于控制變量法在實驗探究中的作用有更深刻的理解.

4 評估實驗操作

比如在“測量液體密度實驗”中，甲組同學(xué)按下圖6中A→B→C的順序測量，乙組同學(xué)按A→C→B的順序測量，丙組同學(xué)按B→A→C的順序測量，你認為這三種不同的測量步驟，對測量結(jié)果有什么影響？哪種測量步驟更合理？

又如在“探究摩擦力影響因素”實驗過程中，采用如圖7甲所示的實驗裝置測量木塊與長木板之間的摩擦力時，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，很難讀數(shù)，為解決上述問題，對實驗裝置進行了改進，用圖7乙所示的裝置進行實驗，你認為方案乙有什么優(yōu)點？

5 評估實驗數(shù)據(jù)或處理方法

（1）評估實驗數(shù)據(jù)

在《探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律》實驗中，教師拿出其中一組同學(xué)的數(shù)據(jù)（見表1），讓同學(xué)們通過該組數(shù)據(jù)評估這組學(xué)生在實驗中可能存在的不足之處.

經(jīng)過思考，學(xué)生很容易評估出不足之處有二：

①使用了相同規(guī)格的燈泡，

②只有一組數(shù)據(jù)，沒有多次測量，會導(dǎo)致結(jié)論存在偶然性，不具普遍性.

通過評估，讓學(xué)生明白用科學(xué)探究的方法構(gòu)建知識體系，必須采用由特殊到一般的思維推理方法，所以在設(shè)計實驗時，所選的器材必須具有一般的代表性，才能得到具有普遍性的結(jié)論.而且通過科學(xué)探究得到一個普遍的規(guī)律，必須是多次實驗，必須是普遍存在的數(shù)據(jù)，而不能是一次實驗結(jié)論，從而對多次測量的必要性有了更深一層的理解.

（2）評估數(shù)據(jù)處理方法

在《測小燈泡電功率》的實驗中分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論后，然后拿出其中一組同學(xué)的數(shù)據(jù)見表2，教師提出問題：有同學(xué)根據(jù)數(shù)據(jù)求出每次的功率后，然后將三次的功率求和取平均值，并把這個平均值作為小燈泡的額定功率.你們認為這種做法是否正確？為什么？讓學(xué)生對此做法進行評估分析.

通過評估，幫助學(xué)生加深了對實際功率和額定功率的理解.

又或者在《測小燈泡電阻》的實驗中分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論后，有學(xué)生將每次測出的電阻求平均值，請學(xué)生評估這種數(shù)據(jù)處理方法是否適當(dāng)?shù)鹊?通過評估，學(xué)生對于“溫度影響燈絲電阻”這一規(guī)律會有更深刻的理解.

6 評估實驗誤差

在《密度的測量》一課中，在完成的“測量鹽水密度”實驗后，教師適時提出：剛才老師在巡視的時候發(fā)現(xiàn)有同學(xué)按照圖9乙甲丙的順序來測的鹽水密度，這種測法準確嗎？所測鹽水密度偏大還是偏小？為什么？讓學(xué)生就實驗誤差進行評估.如何改進？

由于測量鹽水質(zhì)量以后再測量體積，燒杯中有液體殘留，造成測量體積偏小，根據(jù)ρ液=（m1- m2）/V可知，所測質(zhì)量是準確的，但體積偏小，因此密度偏大.

通過評估，學(xué)生能更加深刻地理解密度的計算公式，掌握誤差產(chǎn)生原因的分析方法.

7 評估實驗結(jié)論

在《測量小燈泡的電阻》實驗中，有的學(xué)生計算出三次數(shù)據(jù)下的電阻后，發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻值都不同，然后就根據(jù)計算結(jié)果，得出小燈泡電阻隨電壓增大而增大的結(jié)論.這種情況下教師就可以適時的將這個結(jié)論拋出來，讓同學(xué)們評估.有學(xué)生會說：“按照電壓越大，電阻越大，那電壓為0，電阻不是也為0了嗎？可是電阻不為0呀？”教師提示：“既然是研究電阻的大小，那是不是應(yīng)該從影響電阻的因素來考慮？”.學(xué)生恍然，學(xué)生1：“導(dǎo)體長度會影響電阻大小”，學(xué)生2：“還有材料”，學(xué)生3：“還有橫截面積，溫度.”教師繼續(xù)發(fā)問：“那你們認為哪個因素在這里起了作用呢？可以討論交流一下.”經(jīng)過思考討論后，教師仍然讓得出電阻隨電壓增大而增大結(jié)論的那個小組代表發(fā)言.小組代表：“在實驗過程中，燈絲的材料，長度，橫截面積都沒有辦法改變，所以唯一能發(fā)生改變的就是溫度了，我們發(fā)現(xiàn)電壓越大的時候，燈泡摸上去會很熱，說明溫度改變了，所以表面上看是電壓改變了電阻，其實是溫度改變了電阻.所以我們認為結(jié)論應(yīng)該是溫度越高，燈絲電阻越大.”

此時教師適時地再拋出一個問題：在“探究電流與電壓的關(guān)系實驗”中，我們用了圖10，可不可以將R改為小燈泡？為什么？學(xué)生已經(jīng)知道燈絲電阻會隨溫度變化，經(jīng)過思考，很快就可以評估出不能用燈泡代替電阻R，因為在探究電流與電壓的關(guān)系實驗中，要控制電阻不變，而燈絲電阻在實驗中會發(fā)生改變，故不能替代.

兩次評估，讓學(xué)生注意到探究結(jié)果與假設(shè)之間的差異，順利糾正了錯誤的前概念，培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，并讓學(xué)生充分經(jīng)歷了“溫故知新”的過程，順利產(chǎn)生知識的遷移，學(xué)以致用.

當(dāng)然，除了以上幾種，還有關(guān)于實驗器材量程是否合適的評估，實驗方案是否具有實操性的評估，實驗操作是否具備安全性的評估等等，囿于篇幅，在此不再一一贅述，本文旨在拋磚引玉，呼吁一線教師在實驗教學(xué)中能盡可能地留些時間給學(xué)生進行實驗評估，讓學(xué)生學(xué)會評估、學(xué)會改進，在評估中改進、在改進中創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實事求是的嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度.

參考文獻：

[1]左清平.“實驗設(shè)計”的評估、改進和優(yōu)化[J].物理教學(xué)探討， 2006（23）：56-57.

[2]張暉.初中生物理實驗探究能力評價體系的初步建構(gòu)[D].長春：東北師范大學(xué)，2017.

不必勻速拉動木塊且測力計示數(shù)

（收稿日期：2019-08-02）