摘要：新課改初中物理教材中增加了許多探究性實(shí)驗(yàn)，然而相當(dāng)一部分教師只重視實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，而忽視了評估這一探究要素。筆者根據(jù)自身的教學(xué)實(shí)踐，以探究實(shí)驗(yàn)為例淺談如何從實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)功能等方面引導(dǎo)學(xué)生評估，希望對探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一些指導(dǎo)和幫助。
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn) 教學(xué) 評估
《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》大力倡導(dǎo)探究性教學(xué)，因此新課改教材中安排了許多探究實(shí)驗(yàn)。筆者發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的探究過程中，相當(dāng)一部分教師只重視實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，而忽視了評估環(huán)節(jié)。致使實(shí)驗(yàn)不夠完善且嚴(yán)重束縛了學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新思維的發(fā)展。其實(shí)評估就是對探究行為和獲取信息的可靠性、科學(xué)性從更嚴(yán)密的角度反思的過程，是不可缺少的探究要素。下面以“探究實(shí)驗(yàn)”為例談一下實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生評估：
一、評估實(shí)驗(yàn)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，可有不同的?shí)驗(yàn)方案。由于實(shí)驗(yàn)儀器精確度不同或?qū)嶒?yàn)方法不同導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差也不同。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確，在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生評估實(shí)驗(yàn)方法，比較每一種方案的優(yōu)劣，使實(shí)驗(yàn)方案達(dá)到優(yōu)化。例如：在探究“用天平和量筒測鹽水密度”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)方案，典型的有如下三種：
方案一：①用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m1；②將鹽水倒入燒杯中，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2；③將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，測出鹽水的體積V；④求出鹽水的密度ρ=（m1-m2）／V。
方案二：①用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m1；②將適量鹽水倒入量筒中，測出鹽水的V；③將量筒中的鹽水全部倒入燒杯中，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2；④求出鹽水的密度ρ=（m1-m2）／V。
方案三：①將鹽水倒入燒杯中，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1；②將部分鹽水倒入量筒中，用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2，同時(shí)測出倒出鹽水的體積V；③求出鹽水的密度ρ=（m2-m1）／V。
上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測量結(jié)果的精確度是不同的，方案一中向量筒中倒鹽水不可能將鹽水全部倒盡，燒杯內(nèi)壁要?dú)埩粢恍}水，使測量的鹽水體積偏小，密度偏大；方案二中向燒杯中倒鹽水不可能將鹽水全部倒盡，量筒內(nèi)壁要?dú)埩粢恍}水，使測量的鹽水質(zhì)量偏小，密度偏??；方案三則不存在前兩種方案的弊端，測量結(jié)果更接近真實(shí)值。
二、評估實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)技能
在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)有的小組實(shí)驗(yàn)完成的非常出色，而有的小組由于實(shí)驗(yàn)操作技能差，不能成功的完成實(shí)驗(yàn)。通過對實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)進(jìn)行評估，可提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能，確保實(shí)驗(yàn)成功。例如：在探究“定滑輪和動滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，由于滑輪實(shí)質(zhì)是杠桿的變形，我們根據(jù)杠桿平衡條件先引導(dǎo)學(xué)生理論分析：定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，因此用定滑輪提升重物，所用的力與物體重大小相等。動滑輪實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的杠桿，因此用動滑輪提升重物，可省一半力。然后按照課本實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)，在后分析數(shù)據(jù)時(shí)，并不能得出理論分析的結(jié)果。此時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生評估實(shí)驗(yàn)的操作過程：研究定滑輪特點(diǎn)時(shí)，彈簧測力計(jì)的值不僅有提升重物的力而且包含彈簧測力計(jì)本身的重，如果將彈簧測力計(jì)水平拉動，則不存在上述問題。研究動滑輪特點(diǎn)時(shí)，沒有考慮到動滑輪重，操作時(shí)應(yīng)先測出動滑輪重，看拉力是不是總重的1/2。特別應(yīng)指出的是大多數(shù)同學(xué)沒有沿豎直向上方向拉動彈簧測力計(jì)，而是斜向上拉動，如果這樣的話，動滑輪的動力臂就不是阻力臂的2倍了，得出相應(yīng)的結(jié)論是不可能的。
再如：在探究“摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，在分析數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)各小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異較大。此時(shí)積極引導(dǎo)學(xué)生評估并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測力計(jì)不易保持勻速，運(yùn)動中的彈簧測力計(jì)也不易讀數(shù)。如果把彈簧測力計(jì)用手拉的那端固定在一固定處，人的拉力作用在木塊下端的木板上，當(dāng)拉動下端的木板運(yùn)動時(shí)，上端的木塊相對下端的木板發(fā)生相對運(yùn)動，木塊受到木板施加的滑動摩擦力。而木塊所受到的滑動摩擦力的大小與木板的運(yùn)動速度并沒有關(guān)系，只要木塊相對木板有發(fā)生相對運(yùn)動，木塊所受的即為滑動摩擦力。根據(jù)二力平衡可知，彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于木塊所受的滑動摩擦力的大小。實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)是靜止的也容易讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)誤差小。
三、評估實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深實(shí)驗(yàn)認(rèn)識
在做實(shí)驗(yàn)時(shí)可能有一些意外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象被學(xué)生捕捉到，教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生評估實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識，獲取意外的收獲，使實(shí)驗(yàn)得到深化。例如：在探究“伏安法測小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，由于學(xué)生不小心把小燈泡玻璃外殼摔壞了，但燈絲沒有損壞，于是把這個(gè)小燈泡又重新接到了電路中，發(fā)現(xiàn)燈絲發(fā)紅，但燈泡并不發(fā)光。針對此現(xiàn)象可引導(dǎo)學(xué)生評估：玻璃外殼有什么作用呢？學(xué)生紛紛提出各種猜想，比較集中的是：可能與燈絲的電阻有關(guān)。接下來讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，結(jié)果發(fā)現(xiàn)玻璃外殼壞了燈絲電阻將顯著減小。后討論總結(jié)出：燈泡外殼破碎，由于散熱使燈絲溫度降低，電阻變小，達(dá)不到白熾狀態(tài)而無法發(fā)光，所以玻璃外殼的作用是減少散熱提高燈絲溫度。
再如：在探究“水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生都觀察到水沸騰時(shí)氣泡由小變大，但有的觀察仔細(xì)的同學(xué)提出，水沸騰前氣泡由大變小，這是什么緣故呢？此時(shí)教師可讓學(xué)生重新做一下沸騰實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并用溫度計(jì)測一下不同水層的溫度，然后分析其中的原因：水在沸騰前，上層水溫度低，下層水中的氣泡內(nèi)空氣壓強(qiáng)小且在上升過程中泡內(nèi)水蒸汽溫度降低凝結(jié)，壓強(qiáng)又變小，氣泡內(nèi)壓小于外壓，故氣泡由大變小。沸騰時(shí)，各層水溫度趨于一致，氣泡在上升過程中，內(nèi)部的水蒸汽達(dá)到飽和，內(nèi)壓大于外壓，故氣泡由小變大。這樣加深了學(xué)生對沸騰過程的理解和認(rèn)識。
四、評估實(shí)驗(yàn)功能，拓展思維空間
為了達(dá)到某一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，我們都設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行。如果我們用逆向思維來思考，是不是同一實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到多個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，使?shí)驗(yàn)潛能得到大限度的發(fā)揮，同時(shí)也拓展了學(xué)生的思維空間。例如：探究“用電壓表和電流表測小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中需測出小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，然后利用公式R=U／I求出電阻，后取多次測量的平均值。但根據(jù)公式P=UI，上述實(shí)驗(yàn)測出來的物理量也可測小燈泡的電功率，只不過應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器使小燈泡兩端電壓低于額定電壓、等于額定電壓、高于額定電壓，測量結(jié)果不取多次測量的平均值。細(xì)心的同學(xué)不知是否還發(fā)現(xiàn)，每次求出的小燈泡的電阻值是不同的，且小燈泡越亮電阻值越大。這說明小燈泡電阻與溫度有關(guān)，溫度越高，電阻越大，可見此實(shí)驗(yàn)還可研究電阻與溫度的關(guān)系，真可謂一舉三得。
綜上所述，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積極引導(dǎo)學(xué)生評估，能極大地提高學(xué)生的探究能力，對于深化實(shí)驗(yàn)、完善實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)有著重要作用。今后我們將更加努力地創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為物理教學(xué)改革貢獻(xiàn)自己的一份微薄之力。
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn) 教學(xué) 評估
《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》大力倡導(dǎo)探究性教學(xué)，因此新課改教材中安排了許多探究實(shí)驗(yàn)。筆者發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的探究過程中，相當(dāng)一部分教師只重視實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，而忽視了評估環(huán)節(jié)。致使實(shí)驗(yàn)不夠完善且嚴(yán)重束縛了學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新思維的發(fā)展。其實(shí)評估就是對探究行為和獲取信息的可靠性、科學(xué)性從更嚴(yán)密的角度反思的過程，是不可缺少的探究要素。下面以“探究實(shí)驗(yàn)”為例談一下實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生評估：
一、評估實(shí)驗(yàn)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，可有不同的?shí)驗(yàn)方案。由于實(shí)驗(yàn)儀器精確度不同或?qū)嶒?yàn)方法不同導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差也不同。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確，在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生評估實(shí)驗(yàn)方法，比較每一種方案的優(yōu)劣，使實(shí)驗(yàn)方案達(dá)到優(yōu)化。例如：在探究“用天平和量筒測鹽水密度”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)方案，典型的有如下三種：
方案一：①用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m1；②將鹽水倒入燒杯中，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2；③將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，測出鹽水的體積V；④求出鹽水的密度ρ=（m1-m2）／V。
方案二：①用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m1；②將適量鹽水倒入量筒中，測出鹽水的V；③將量筒中的鹽水全部倒入燒杯中，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2；④求出鹽水的密度ρ=（m1-m2）／V。
方案三：①將鹽水倒入燒杯中，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1；②將部分鹽水倒入量筒中，用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2，同時(shí)測出倒出鹽水的體積V；③求出鹽水的密度ρ=（m2-m1）／V。
上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測量結(jié)果的精確度是不同的，方案一中向量筒中倒鹽水不可能將鹽水全部倒盡，燒杯內(nèi)壁要?dú)埩粢恍}水，使測量的鹽水體積偏小，密度偏大；方案二中向燒杯中倒鹽水不可能將鹽水全部倒盡，量筒內(nèi)壁要?dú)埩粢恍}水，使測量的鹽水質(zhì)量偏小，密度偏??；方案三則不存在前兩種方案的弊端，測量結(jié)果更接近真實(shí)值。
二、評估實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)技能
在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)有的小組實(shí)驗(yàn)完成的非常出色，而有的小組由于實(shí)驗(yàn)操作技能差，不能成功的完成實(shí)驗(yàn)。通過對實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)進(jìn)行評估，可提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能，確保實(shí)驗(yàn)成功。例如：在探究“定滑輪和動滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，由于滑輪實(shí)質(zhì)是杠桿的變形，我們根據(jù)杠桿平衡條件先引導(dǎo)學(xué)生理論分析：定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，因此用定滑輪提升重物，所用的力與物體重大小相等。動滑輪實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的杠桿，因此用動滑輪提升重物，可省一半力。然后按照課本實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)，在后分析數(shù)據(jù)時(shí)，并不能得出理論分析的結(jié)果。此時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生評估實(shí)驗(yàn)的操作過程：研究定滑輪特點(diǎn)時(shí)，彈簧測力計(jì)的值不僅有提升重物的力而且包含彈簧測力計(jì)本身的重，如果將彈簧測力計(jì)水平拉動，則不存在上述問題。研究動滑輪特點(diǎn)時(shí)，沒有考慮到動滑輪重，操作時(shí)應(yīng)先測出動滑輪重，看拉力是不是總重的1/2。特別應(yīng)指出的是大多數(shù)同學(xué)沒有沿豎直向上方向拉動彈簧測力計(jì)，而是斜向上拉動，如果這樣的話，動滑輪的動力臂就不是阻力臂的2倍了，得出相應(yīng)的結(jié)論是不可能的。
再如：在探究“摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，在分析數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)各小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異較大。此時(shí)積極引導(dǎo)學(xué)生評估并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測力計(jì)不易保持勻速，運(yùn)動中的彈簧測力計(jì)也不易讀數(shù)。如果把彈簧測力計(jì)用手拉的那端固定在一固定處，人的拉力作用在木塊下端的木板上，當(dāng)拉動下端的木板運(yùn)動時(shí)，上端的木塊相對下端的木板發(fā)生相對運(yùn)動，木塊受到木板施加的滑動摩擦力。而木塊所受到的滑動摩擦力的大小與木板的運(yùn)動速度并沒有關(guān)系，只要木塊相對木板有發(fā)生相對運(yùn)動，木塊所受的即為滑動摩擦力。根據(jù)二力平衡可知，彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于木塊所受的滑動摩擦力的大小。實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)是靜止的也容易讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)誤差小。
三、評估實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深實(shí)驗(yàn)認(rèn)識
在做實(shí)驗(yàn)時(shí)可能有一些意外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象被學(xué)生捕捉到，教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生評估實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識，獲取意外的收獲，使實(shí)驗(yàn)得到深化。例如：在探究“伏安法測小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，由于學(xué)生不小心把小燈泡玻璃外殼摔壞了，但燈絲沒有損壞，于是把這個(gè)小燈泡又重新接到了電路中，發(fā)現(xiàn)燈絲發(fā)紅，但燈泡并不發(fā)光。針對此現(xiàn)象可引導(dǎo)學(xué)生評估：玻璃外殼有什么作用呢？學(xué)生紛紛提出各種猜想，比較集中的是：可能與燈絲的電阻有關(guān)。接下來讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，結(jié)果發(fā)現(xiàn)玻璃外殼壞了燈絲電阻將顯著減小。后討論總結(jié)出：燈泡外殼破碎，由于散熱使燈絲溫度降低，電阻變小，達(dá)不到白熾狀態(tài)而無法發(fā)光，所以玻璃外殼的作用是減少散熱提高燈絲溫度。
再如：在探究“水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生都觀察到水沸騰時(shí)氣泡由小變大，但有的觀察仔細(xì)的同學(xué)提出，水沸騰前氣泡由大變小，這是什么緣故呢？此時(shí)教師可讓學(xué)生重新做一下沸騰實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并用溫度計(jì)測一下不同水層的溫度，然后分析其中的原因：水在沸騰前，上層水溫度低，下層水中的氣泡內(nèi)空氣壓強(qiáng)小且在上升過程中泡內(nèi)水蒸汽溫度降低凝結(jié)，壓強(qiáng)又變小，氣泡內(nèi)壓小于外壓，故氣泡由大變小。沸騰時(shí)，各層水溫度趨于一致，氣泡在上升過程中，內(nèi)部的水蒸汽達(dá)到飽和，內(nèi)壓大于外壓，故氣泡由小變大。這樣加深了學(xué)生對沸騰過程的理解和認(rèn)識。
四、評估實(shí)驗(yàn)功能，拓展思維空間
為了達(dá)到某一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，我們都設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行。如果我們用逆向思維來思考，是不是同一實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到多個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，使?shí)驗(yàn)潛能得到大限度的發(fā)揮，同時(shí)也拓展了學(xué)生的思維空間。例如：探究“用電壓表和電流表測小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中需測出小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，然后利用公式R=U／I求出電阻，后取多次測量的平均值。但根據(jù)公式P=UI，上述實(shí)驗(yàn)測出來的物理量也可測小燈泡的電功率，只不過應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器使小燈泡兩端電壓低于額定電壓、等于額定電壓、高于額定電壓，測量結(jié)果不取多次測量的平均值。細(xì)心的同學(xué)不知是否還發(fā)現(xiàn)，每次求出的小燈泡的電阻值是不同的，且小燈泡越亮電阻值越大。這說明小燈泡電阻與溫度有關(guān)，溫度越高，電阻越大，可見此實(shí)驗(yàn)還可研究電阻與溫度的關(guān)系，真可謂一舉三得。
綜上所述，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積極引導(dǎo)學(xué)生評估，能極大地提高學(xué)生的探究能力，對于深化實(shí)驗(yàn)、完善實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)有著重要作用。今后我們將更加努力地創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為物理教學(xué)改革貢獻(xiàn)自己的一份微薄之力。