由兩道物理中考題看實(shí)驗(yàn)評(píng)估環(huán)節(jié)教學(xué)

摘 要：通過對(duì)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(jìn)行剖析，發(fā)現(xiàn)從答題情況暴露了實(shí)驗(yàn)評(píng)估是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的薄弱一環(huán)，并針對(duì)這一情況，結(jié)合實(shí)例分別從實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)誤差、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等方面闡述了如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)估，并通過實(shí)驗(yàn)評(píng)估加強(qiáng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度.

關(guān)鍵詞：評(píng)估;實(shí)驗(yàn);批判性思維

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

仔細(xì)研究近幾年的廣東省物理中考試題，發(fā)現(xiàn)關(guān)于實(shí)驗(yàn)評(píng)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(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)蠟燭火焰飄忽不定，像與物對(duì)比難判定等問題，小明和老師、同學(xué)一起對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了一系列創(chuàng)新，創(chuàng)新點(diǎn)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(qǐng)分析創(chuàng)新后實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)：

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(zhǔn)確得出像與物的______關(guān)系.

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

（3）請(qǐng)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(shí)驗(yàn)存在的兩點(diǎn)不足之處：

①;_____________

②._____________

這兩道題目都是屬于評(píng)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(yán)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中評(píng)估是薄弱一環(huán).而在中考中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)評(píng)估方面的考查頻現(xiàn)，讓我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中不得不加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)評(píng)估環(huán)節(jié)的教學(xué)力度.

如何加強(qiáng)呢？根據(jù)個(gè)人的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為實(shí)驗(yàn)評(píng)估大致可以從實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)誤差、實(shí)驗(yàn)方法等幾個(gè)方面進(jìn)行考慮.

1 評(píng)估實(shí)驗(yàn)方案

如《測(cè)量電阻》一課中，學(xué)生思考并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖時(shí)，出現(xiàn)了兩種情況（如圖3）.

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

2 評(píng)估實(shí)驗(yàn)器材

（1）在《探究凸透鏡成像規(guī)律》實(shí)驗(yàn)中，用蠟燭做完實(shí)驗(yàn)后，教師再拿出一個(gè)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察成像的情況，然后評(píng)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(shí)驗(yàn)中的優(yōu)劣.通過對(duì)比，學(xué)生很容易就能評(píng)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(diǎn)：成像穩(wěn)定，能同時(shí)探究物像上下、左右顛倒的成像特點(diǎn).同樣在《探究平面鏡成像規(guī)律》實(shí)驗(yàn)中可以用蠟燭做實(shí)驗(yàn)，然后用一個(gè)左邊貼了紅紙的塑料小人做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生同樣評(píng)估這兩種器材的利弊.學(xué)生可以很清楚的評(píng)估出用貼了紅紙的塑料小人做實(shí)驗(yàn)，能更好的研究平面鏡成像物像左右顛倒的情況.

通過評(píng)估，學(xué)生對(duì)于使用不同的器材的優(yōu)缺點(diǎn)一目了然，加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)的了解.

（2）又或者在《探究影響電阻的因素》實(shí)驗(yàn)中 （如圖4）.

有甲、乙兩位同學(xué)分別對(duì)小華的電路作了如下的改進(jìn)：

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(rèn)為誰的改進(jìn)更好一些，為什么？

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的評(píng)估，學(xué)生對(duì)不同實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)則有了更深刻的了解.

3 評(píng)估實(shí)驗(yàn)方法

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中會(huì)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(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)顧此失彼，這是評(píng)估改進(jìn)的一個(gè)重要內(nèi)容.如在“探究滑動(dòng)摩擦力影響因素”實(shí)驗(yàn)中為了探究“接觸面積的大小對(duì)滑動(dòng)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(cè)力計(jì)拉著另一半做如圖5乙所示的實(shí)驗(yàn)，測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话?他由此得出：“滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小”.你認(rèn)為他的探究過程正確嗎？不正確你做出這種評(píng)價(jià)的理由是？

同樣在“探究電阻的影響因素”“探究電磁鐵磁性強(qiáng)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(dòng)能大小影響因素”“探究壓力的作用效果影響因素”等等實(shí)驗(yàn)中，都可以進(jìn)行關(guān)于關(guān)于控制變量法的運(yùn)用的評(píng)估.通過評(píng)估，可以讓學(xué)生對(duì)于控制變量法在實(shí)驗(yàn)探究中的作用有更深刻的理解.

4 評(píng)估實(shí)驗(yàn)操作

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

又如在“探究摩擦力影響因素”實(shí)驗(yàn)過程中，采用如圖7甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與長木板之間的摩擦力時(shí)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，很難讀數(shù)，為解決上述問題，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，用圖7乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為方案乙有什么優(yōu)點(diǎn)？

5 評(píng)估實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或處理方法

（1）評(píng)估實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

在《探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律》實(shí)驗(yàn)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(píng)估這組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可能存在的不足之處.

經(jīng)過思考，學(xué)生很容易評(píng)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(cè)量，會(huì)導(dǎo)致結(jié)論存在偶然性，不具普遍性.

通過評(píng)估，讓學(xué)生明白用科學(xué)探究的方法構(gòu)建知識(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(gè)普遍的規(guī)律，必須是多次實(shí)驗(yàn)，必須是普遍存在的數(shù)據(jù)，而不能是一次實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而對(duì)多次測(cè)量的必要性有了更深一層的理解.

（2）評(píng)估數(shù)據(jù)處理方法

在《測(cè)小燈泡電功率》的實(shí)驗(yàn)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(gè)平均值作為小燈泡的額定功率.你們認(rèn)為這種做法是否正確？為什么？讓學(xué)生對(duì)此做法進(jìn)行評(píng)估分析.

通過評(píng)估，幫助學(xué)生加深了對(duì)實(shí)際功率和額定功率的理解.

又或者在《測(cè)小燈泡電阻》的實(shí)驗(yàn)中分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論后，有學(xué)生將每次測(cè)出的電阻求平均值，請(qǐng)學(xué)生評(píng)估這種數(shù)據(jù)處理方法是否適當(dāng)?shù)鹊?通過評(píng)估，學(xué)生對(duì)于“溫度影響燈絲電阻”這一規(guī)律會(huì)有更深刻的理解.

6 評(píng)估實(shí)驗(yàn)誤差

在《密度的測(cè)量》一課中，在完成的“測(cè)量鹽水密度”實(shí)驗(yàn)后，教師適時(shí)提出：剛才老師在巡視的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有同學(xué)按照?qǐng)D9乙甲丙的順序來測(cè)的鹽水密度，這種測(cè)法準(zhǔn)確嗎？所測(cè)鹽水密度偏大還是偏??？為什么？讓學(xué)生就實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行評(píng)估.如何改進(jìn)？

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

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

7 評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在《測(cè)量小燈泡的電阻》實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生計(jì)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(jì)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(shí)的將這個(gè)結(jié)論拋出來，讓同學(xué)們?cè)u(píng)估.有學(xué)生會(huì)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(huì)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(rèn)為哪個(gè)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(gè)小組代表發(fā)言.小組代表：“在實(shí)驗(yàn)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(shí)候，燈泡摸上去會(huì)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(shí)是溫度改變了電阻.所以我們認(rèn)為結(jié)論應(yīng)該是溫度越高，燈絲電阻越大.”

此時(shí)教師適時(shí)地再拋出一個(gè)問題：在“探究電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”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(huì)隨溫度變化，經(jīng)過思考，很快就可以評(píng)估出不能用燈泡代替電阻R，因?yàn)樵谔骄侩娏髋c電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，要控制電阻不變，而燈絲電阻在實(shí)驗(yàn)中會(huì)發(fā)生改變，故不能替代.

兩次評(píng)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(cuò)誤的前概念，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)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(shí)的遷移，學(xué)以致用.

當(dāng)然，除了以上幾種，還有關(guān)于實(shí)驗(yàn)器材量程是否合適的評(píng)估，實(shí)驗(yàn)方案是否具有實(shí)操性的評(píng)估，實(shí)驗(yàn)操作是否具備安全性的評(píng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中能盡可能地留些時(shí)間給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)估，讓學(xué)生學(xué)會(huì)評(píng)估、學(xué)會(huì)改進(jìn)，在評(píng)估中改進(jìn)、在改進(jìn)中創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)事求是的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.

參考文獻(xiàn)：

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不必勻速拉動(dòng)木塊且測(cè)力計(jì)示數(shù)

（收稿日期：2019-08-02）