科學探究離不開評估環(huán)節(jié)

陳建

評估是科學探究七個環(huán)節(jié)中不可缺少的環(huán)節(jié)，是對探究的評價和反思的過程，是一個科學探究的完善，是下一個科學探究的開始。由于傳統(tǒng)教學和學生學習習慣的作用，評估要素的能力目標在平時教學中最易缺失。

一、評估環(huán)節(jié)對科學探究的意義

1.評估有利于優(yōu)化探究的方案

例：為了研究并聯(lián)電路中干路的電流與支路的電流有什么關(guān)系，小明同學選擇的實驗器材是：3節(jié)干電池串聯(lián)作電源、兩只標為2.5V字樣的小燈泡、一只電流表、一個開關(guān)、導(dǎo)線若干。他的實驗設(shè)想是：首先將實驗器材連接成如圖所示的電路圖，然后用電流表選擇恰當?shù)牧砍谭謩e測出A、B、C三點的電流，分析這一次測量中三點電流的數(shù)據(jù)，就得出干路與支路的電流的關(guān)系。

請你分析說明小明同學這一實驗方案存在哪些不足，并提出相應(yīng)的改進意見。

【參考答案】該實驗存在三個不足：①電源的電壓與電燈的額定電壓不匹配；②只選擇了一組規(guī)格相同的燈泡；③只根據(jù)一次測量數(shù)據(jù)得出結(jié)論不具有普遍性。改正措施：①選用2節(jié)干電池串聯(lián)做電源；②應(yīng)選用多組不同規(guī)格的燈泡做實驗；③應(yīng)分析多次測量的實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

從本例可以看出，通過探究方案的過程和結(jié)果評估，不僅使本探究方案直接得到改進，而且更重要的是在評估過程中，培養(yǎng)應(yīng)用研究方法、實驗器材選取的科學性和合理性的意識，提高了相關(guān)技能，為今后類似課題探究方案的優(yōu)化奠定了較好的基礎(chǔ)。

2.評估有利于學生養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度

評估是探究行為和獲取信息的可靠性和科學性從嚴密角度重審視的過程，它需要學生從探究方案是否真正科學，探究過程中是否存在問題，探究結(jié)果是否合理等方面，全面多角度多層次來思考和認識問題，這種科學知識觀是需要學生經(jīng)歷無數(shù)的猜想、假設(shè)、驗證等探究活動才能逐步形成的，久而久之這將促使學生用嚴謹?shù)膽B(tài)度進行探究。所以在設(shè)計實驗方案時，應(yīng)該從科學性、可行性、準確性三個方面考慮。

3.評估有可能引出新的發(fā)現(xiàn)

在關(guān)注探究結(jié)果和探究假設(shè)的差異的過程中，在關(guān)注探究過程未解決矛盾的過程中，將會涉及探究方案中沒有考慮到的問題，這將可能引發(fā)新的探究問題和獲得新的發(fā)現(xiàn)。

科學史上，由于理論預(yù)期與實踐測定之間存在著差異，并圍繞著這個差異進一步探究而導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn)的事例是不勝枚舉。在19世紀末，英國物理學家瑞利在精確測量各種氣體的密度時，發(fā)現(xiàn)空氣中取得氮的密度是1.2572kg/m3，從氨中取得的氮的密度是1.2505/m3，雖然多次重復(fù)測量，仍然存在這個令人奇怪的差異，后來他在化學家拉姆薩的合作下，于1894年從空氣中取得的氮里分離出一種當時還不知道的氣體——氬，這個謎才解開了。

4.評估有利于發(fā)展學生的批判思維

批判思維是指對相信什么和做什么作合理決策的能力。作為教師應(yīng)有意識地引入帶有爭議性的問題，創(chuàng)造質(zhì)疑誘思之境，引導(dǎo)學生展開思維的空間。作為學生應(yīng)該不迷信權(quán)威和書本，用批判的理性的思維方式對待事物和現(xiàn)象，對待自己的探究過程和結(jié)論，有時會有意想不到的收獲，新的發(fā)現(xiàn)，這是評估過程中必需的，這就有利于發(fā)展學生批判思維。

例：在驗證“玻意爾定律”的實驗中，針對實驗數(shù)據(jù)的測量方法可以提出以下質(zhì)疑：

①測量活塞面積的方法，以注射器的最大容積除以長度是否可信？注射器的標稱容積可靠嗎？②這個實驗可否不使用活塞面積的數(shù)據(jù)？如果不使用的話，可否實現(xiàn)驗證的目的？③如果只是驗證玻意爾定律的話，為什么不利用水銀槽和玻璃管來做呢？這樣讀數(shù)不是更方便嗎？而且不存在摩擦力引起的誤差。

二、培養(yǎng)學生評估意識的途徑

1.利用典型事例，培養(yǎng)學生的評估意識

歷史可以啟迪人，事實可以說服人，利用科學史上的一些經(jīng)典事例及當今科學發(fā)現(xiàn)的一些事實，培養(yǎng)學生的評估意識。如在八年級物理教學中結(jié)合“光的色散”，介紹17世紀物理學中對“顏色之迷”的爭論。從亞里士多德最早主張各種顏色是由白與黑相互交遇滲透而形成的，到胡克認為當白光受到折射時，由于其波前對光的傳播方向發(fā)生不同程度的偏斜，因而產(chǎn)生了各種顏色，以及牛頓關(guān)于白光是由各種單色光混合而成的。這些事例都體現(xiàn)科學家的評估意識，敢于對前人的學術(shù)進行評估，提出自己的觀點，這對于培養(yǎng)學生評估意識起到非常大的作用。

現(xiàn)實學習生活中學生探究活動得到新發(fā)現(xiàn)，更能培養(yǎng)學生評估意識。監(jiān)利縣12歲的小學生聶利挑戰(zhàn)權(quán)威，認為蜜蜂不是靠翅膀振動發(fā)聲的，而是有自己的發(fā)聲器官。她設(shè)計了粘翅膀、剪翅膀的方法進行了40多次的實驗，結(jié)果表明，蜜蜂不振動翅膀也能發(fā)聲。通過事例和事實教育學生用評估的方式，對待自己的探究過程和結(jié)論，有時會有意想不到的收獲和新的發(fā)現(xiàn)。

2.利用探究過程，培養(yǎng)學生的評估意識

在探究活動中，對于同一個探究問題，往往有很多的解決途徑，這些途徑有合理的、也有不合理的。在實際教學過程中，教師要抓住這些問題，實施培養(yǎng)學生評估意識。例如在“測量液體密度”的實驗中，有的同學設(shè)計了如下的探究過程：首先測出空燒杯的質(zhì)量，再在空燒杯中裝入適量的鹽水，測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量，最后將燒杯中的鹽水倒入量筒中，測出體積，根據(jù)密度的公式可以算出鹽水的密度。針對這一實驗步驟，引導(dǎo)全體學生對此評估，評估探究過程是否合理？所測定的密度是偏大還是偏小？如何改進？再如探究：“平面鏡成像規(guī)律”時，有的探究小組的同學進行實驗時，發(fā)現(xiàn)透過鏡子可以看到兩個像，為什么？還有的同學無論怎么做實驗，都無法使物與像完全重合，問題出在哪里？引導(dǎo)各小組探究評估，找出原因，如何改進？強化對探究過程進行評估的意識，對發(fā)展學生的批判性思維具有積極的意義。

3.利用猜想與結(jié)果間的差異，培養(yǎng)學生評估意識

學生在探究性學習活動中所探究的問題，有的已被前人所研究過了，有了明確的結(jié)論，有的是生活中和自然界中的新問題，先前沒有人研究過或沒有明確的結(jié)論。對于后一類問題，結(jié)果與猜想若有差異，要讓學生關(guān)注差異，進行評估。如，同學們從日常生活中觀察到，冬季路面上有積雪，為了使積雪盡快融化，有時往路面上撒鹽，有的同學猜想“撒鹽是為了使雪的溫度升高，達到其熔點，使其熔化?！比缓蠼M織學生進行實驗測量，發(fā)現(xiàn)撒鹽并沒有提高積雪的溫度，即結(jié)果與猜想不一致，引導(dǎo)學生評估交流，得出結(jié)論。引導(dǎo)學生評估猜想與結(jié)果之間的差異，關(guān)注這個差異，這是發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的前奏，是創(chuàng)造性思維的表現(xiàn)。

4.利用探究過程中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)的新問題，培養(yǎng)學生的評估意識

探究過程中有時會出現(xiàn)新的矛盾和問題，教師要讓學生留心這些問題，并思索分析這些矛盾，提出新的研究性問題。如“測小燈泡的電阻”的實驗中，改變小燈泡兩端的電壓，測三次，發(fā)現(xiàn)每次測得小燈泡的電阻不同，這是什么原因呢？是測量錯誤，還是小燈泡的電阻受其它因素影響？引導(dǎo)學生主動的進行評估和反思。從上例中我們可以看出，通過對探究的評估，注意探究過程中未解決的矛盾，將可能導(dǎo)致更有意義的新一輪探究過程的展開。

總之，教師在教學過程中要注意防止唯我獨尊，唯專家權(quán)威是瞻，唯教材書本是定論的思想禁錮，要充分尊重學生的意見和觀點，不要擔心學生在探究過程中走彎路，甚至得出錯誤結(jié)論，要讓學生善于交流、評估，不斷總結(jié)得失，在對探究過程進行評估中成長進步。

（作者單位：江蘇省張家港市新塍初級中學）