“评估、交流”在物理实验探究教学中的作用

冯淑琴

关键词：实验探究;评估交流;提高;激发

《物理课程标准》中提出：科学探究涉及提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素[ 1 ]。 “独学而无友，则孤陋而寡闻”正是反映了《物理课程标准》中“倡导的自主、合作、探究学习方式”的宗旨。也道出了物理实验探究中“评估、交流”环节的重要性。可是在初中物理教学中，教师往往由于课时紧或怕麻烦等各种因素，而忽略“评估、交流”这一环节，从而难以让学生的探究学习得以升华与提高，既而影响学生各种能力的锻炼和培养。

1  提高学生的实验探究能力

1.1  优化实验设计方案

学生在分组实验探究过程中，都有各自不同的设计方案，教师就要在“评估、交流”环节中引导学生，对各自不同的实验设计方案进行“挑毛病”，达到优化实验方案的目的。

在探究“测量盐水密度”的评估、交流环节中，同学们展示了三种实验设计方案：

方案一：①测空杯质量为m₁;②倒入适量盐水后测出杯和盐水的总质量为m₂;③把盐水全部倒入量筒中测盐水的体积V;则盐水密度为ρ=（m₂-m₁）/V;

方案二：①在烧杯中倒入适量的盐水，并测出杯和盐水的总质量为m1;②把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V; ③测出烧杯中剩余盐水和烧杯的总质量m₂;则盐水的密度为ρ=（m₁-m₂）/V;

方案三：①测空烧杯质量为m1;②在量筒中倒入适量的盐水，并测出盐水的体积V1;③把量筒中的一部分盐水倒入烧杯中，并测出剩余盐水的体积V2;④测出盐水和烧杯的总质量m2; 则盐水密度为ρ=（m₂-m₁）/（V₁-V₂）。

教师在学生展示设计方案后，要求不同的组之间各自“挑毛病”，激发了学生的学习热情，纷纷进行讨论，结果大部分学生都对方案一提出了测量结果比实际值大，因为杯中的盐水倒入量筒之后杯壁还留有一些盐水，造成所测盐水体积偏小，导致了所测的盐水密度偏大，而否定此方案。对方案三认为不失是好方案，但量筒中所装盐水的量有限，而倒入烧杯中的盐水可能比烧杯本身的质量还小，测量结果误差比方案二大。且数据处理也比方案二稍复杂。这样学生在“挑毛病”的过程中，不仅培养了对实验设计方案的评判能力，而且优胜劣汰的得出最佳的实验设计方案。这样的教学不仅有利于学生养成严谨的科学态度，而且对发展学生的批判性思维具有积极的意义。

1.2  操作过程得到规范

在评估交流中，教师还要引导学生交流各自的实验数据，在交流对比中对数据进行存真去伪的处理，同时还要引导大家对错误的数据进行纠底的探讨，避免在交流中只是做到去除错误的数据照抄别人的数据就可。在实验方案没有问题的前提下，大多数错误的数据都是学生不规范操作造成的。如“测滑轮组机械效率”的实验中，部分学生就得到同一滑轮组提越重的物体，结果算出的效率反而更低的错误数据，教师此时不要做一个裁判者，否定数据的同时也别伤害学生的自尊与苦劳，而是作为一个“引导者”“鼓励者”，引导学生比较实验数据，在这比较中学生发现两者只是“F”的测量不同且偏大，然后教师要求全班同学一起确诊病因，学生在分析中就会得到可能是学生在操作中：①没有在匀速拉动中读数;②拉力方向角度偏大不是竖直向上;③绳子打结或缠绕一起。在这样分析后教师又要求错误的学生进行重新规范操作。若能长期的对实验数据的这样处理，学生为了获取正确的实验数据，每做完实验之后，都会审视自己的操作过程，从而形成正确的规范的实验操作。

1.3  使误差的分析得到增强

如沪科版“‘伏安法测电阻”的实验中，学生的实验设计中就出现电流表的内接或外接两种情况，且部分学生还问哪种更好，这时教师就可引导学生对实验结果进行误差分析。学生在分析中就会得到：在“伏安法测电阻”中电流表外接后，电流表所测的电流I是电阻上的电流和电压表上的电流之和，由R=U/I可知，由于I偏大，导致了所测电阻R值偏小;如果采用了電流表内接法，那么所测的电压表示数U是电阻两端电压和电流表两端电压之和，由R=U/I可知，由于电压表示数偏大，导致了测量结果偏大。在此基础上，对于物理能力较高的学生，教师还可反问“在实验中应该采用内接法还是外接法好呢？”的问题，让这部分学生进一步分析，学生自然的在思考中就会得到：若所测的电阻比电流表大的多，采用内接法，电流表上的分压较小，则内接法比外接法误差更小;若所测的电阻比较小，采用外接法，电压表的分流较小，则外接法比内接法误差更小。接着老师展示一种更好的方法（如图1所示）。这种在评估、交流环节中引导学生对实验误差进行分析，激发学生对实验设计方案进行选择和改进的同时，又有效的增强了学生误差分析能力。

2  提高学生的知识掌握

2.1  在评估、交流环节中让学生获取完整的知识体系

如在“压力的作用效果与哪些因素有关”“电阻的大小与哪些因素有关”等多个因素的实验探究过程中，根椐教材的安排，常采用分组探究的模式，这样就需要各组在评估、交流中展示自己的实验数据和现象以及得到的结论，让学生在评估、交流中对决定因素有完整性认识。

2.2  在评估、交流中让学生形成正确的知识表述

评估、交流的一个主要功能是展示学生分析实验数据、实验现象得出正确结论的功能或正确结论表述的作用，如在“研究并联电路的电压关系”的实验中，学生在交流实验数据处理的过程中，由于受串联电路中电流处处相等的影响，表述中就有在并联电路中电压处处不变;有并联电路中各点的电压相等;有电压处处相等;有并联电路中各并联支路两端的电压相等等各种表述[ 2 ]。这时教师在评估、交流环节中让学生比较各组的数据，在比较中发现每小组测出的A、B、C数据都是相等，但各组测出电压值并不都一样;然后让学生用这些数据去评判上述结论的正确与否或表述的严密性，显然就统一到并联电路中各并联支路两端的电压相等的正确表达[ 2 ]。教师在这种通过引导学生对各种表述的对比的过程中，体会到各种数据在处理中以点带面的能力，体会到各组数据综合进行分析的能力，体会到归纳结论中注重实验条件、关键字眼的表述等事项。无形中锻炼学生的实验数据处理能力，也提高了学生正确表述知识的能力。

2.3  在评估、交流中让学生发现新的问题并解释

例如学生在进行探究串、并联电路电压关系的实验探究过程中，出现了各种各样的实际情况（如：灯泡不亮，电压表有示数或无示数;电压表指针反偏;电压表指针偏转角度太小或超量程）与各种质疑（如串联时一个灯亮、一个灯不亮;闭合开关后，测出的总电压不等于电源电压等），我在不断的处理这些问题过程中，就有意识的叫学生记录这些情况的处理和所提出的质疑等，以免做完实验把这瞬间的做法、想法又丢在脑后，也为评估、交流环节做到有话可说。当学生做完实验归纳结论后，我马上就抛出一个话题：实验中你们有什么收获和疑问;体会最深的是什么？往往有的班级的学生比较沉闷，我就提问了一个事先预设的学生（他归纳的结论：串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和且各用电器两端的电压相等[ 2 ]）为铺垫，一下子整个班级的话匣子就打开了。马上就有其他组提出反对的意见：“我组测的电压U1=1.2V、U2=1.8V、U=3V，前面的结论是正确的，各用电器两端的电压相等是不对的”。“是否也有哪些组也有相同的结果，请举手”。超过一半小组举手，“说明串联电路中用电器两端的电压相等的说法是不对的，为什么该同学会产生这样的结论呢”。学生纷纷展开探讨、沟通。“实验次数太少，具有偶然性”“不能只凭一组数据总结结论”“需要与其他组进行数据交流，这样得出的规律才是正确的”“两个灯泡的规格是相同的”等等。接着我又提出：“如何对他的实验进行改进呢？”学生又展开了讨论得出：换用不同规格的灯泡进行多次测量。在这之后我又追问“电压不相等的组，你们有何发现，有何疑问”。有的组学生就提出：“两灯的亮度是不一样的，亮的一盏两端的电压大，为什么？”我又顺着学生的话尾反问：“是电流不一样吗，不是，那又是什么原因呢？”学生沉思一会儿后，我又说“课后同学们上网查查或提前自学一下电功率的知识，先探讨一下它的原因。”在交流的最后我又问“能否用两盏灯泡两端的电压相等来判断两灯泡是并联的” ……这样通过交流、评估彼此的意见与学习成果，很好地激发了学生的认知冲突，学生都急于想知道正确的解答及其理由。在教师的启发诱导下，学生自己去发现规律、自己去纠正和补充错误的或片面的认识。由此整个的学习是群体共同完成的是对所学知识的意义建构。

3  提高学生的情感体验

在探究教学中每个小组成员在共同探究任务过程中形成了一种“利益共同体”，也就是说，只有在小组中的每一个成员都取得成功的前提下，组内的每个学生才能获得成功。这种做法使组内每一个学生都树立起“休戚相关”“荣辱与共”的集体中心意识，增强学生捍卫集体荣誉而学习的强烈动机，而评估、交流环节是学生展示自己或各自小组探究成果与发表见解的主要平台。如在电学实验的评估交流中，常常把学生分析实验操作中出现过的电路故障作为交流的一个话题。教师以“一方展示你们实验中出现的各种故障，另一方如何解决，多多益善者奖励”为导火索。一时激起千层浪。马上就有一方说：“电流表（電压表）指针反偏”“很简单，你们电流表（电压表）正负极接线柱接反”另一方马上答到，“不信，我接给你们看”，说着并上台演示;又有一方不服气的站起，“我的电流表超量程，咋办？”，“小意思，换大量程即可”，“错，不要把我们看扁了，已经这样处理了”“那就是短路”……。在这种激烈的思辨中，学生思维异常地活跃，最后在教师的组织下，不仅归类了电路故障及处理方法，而且学生在这种激辩中，彼此尊重，共同分享成功的快乐。教师对学生的每一种故障与解决方法，都给予鼓励，对优秀的有独创性给予激励掌声，极大了鼓舞和煽动了他们学习的热情，让他们在这种碰撞中，自信心得到极大地提高，充分展现自我，使情感体验在这种“评估、交流”中得以提高。

总之，“评估、交流”是师与生、生与生、小组与小组、教师与小组的多向互动等多种平等的交流形式，从而构成了动态因素互动的立体交流网络。这种互动方式改变了传统师生交流中教师垄断了整个课堂的信息量，而学生处于十分被动的局面，学生的主动性、创造性得以充分地发挥，在这“评估、交流”中，学到了知识，培养了能力，培养了情感。是我们教学者必不可缺的教学环节。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[2]义务教育物理课程标准实验教科书编写组. 物理九年级全一册[M].上海：上海科学技术出版社，2013.