由两道物理中考题看实验评估环节教学

摘 要：通过对2019年广东省物理中考第21题和2017年广东省物理中考第17题的得分情况进行剖析，发现从答题情况暴露了实验评估是实验教学中的薄弱一环，并针对这一情况，结合实例分别从实验方案、实验数据、实验误差、实验结论等方面阐述了如何进行实验评估，并通过实验评估加强学生的批判性思维和创造性思维，培养学生的实事求是的严谨科学态度.

关键词：评估;实验;批判性思维

作者简介：蔡会枝（1978-），女， 广东揭阳人，本科，中学一级教师，研究方向：中学物理教学.

仔细研究近几年的广东省物理中考试题，发现关于实验评估的考查频频出现，比如2019年第21题第（2）小题，2017年中考第17题第（3）小题和第18题第（6）问.具体题目如下：

（2019广东 T21（1））小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后，发现蜡烛火焰飘忽不定，像与物对比难判定等问题，小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列创新，创新点如图1所示：光具座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大;在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛;光屏上标有同样的均匀格子.

（1）请分析创新后实验装置的优点：

①可以直接读出物距以及______：

②光屏上成像更清晰______;

③从光屏上可以准确得出像与物的______关系.

（2017广东 T17（3））如图2所示，小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜的焦距为12cm.

（3）请你指出用烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的两点不足之处：

①;_____________

②._____________

这两道题目都是属于评估层面，前一题由于有提示，且是封闭性的问法，所以得分较高，可后一道题，却失分严重，2分的题目，得分率是40%，很多人是留空不答.这道题目的低得分率，充分暴露了实验教学中评估是薄弱一环.而在中考中，关于实验评估方面的考查频现，让我们在实验教学中不得不加强实验评估环节的教学力度.

如何加强呢？根据个人的教学经验，我认为实验评估大致可以从实验方案、实验器材、实验结论、实验数据、实验误差、实验方法等几个方面进行考虑.

1 评估实验方案

如《测量电阻》一课中，学生思考并设计实验电路图时，出现了两种情况（如图3）.

大部分的学生设计的是图甲，少部分的学生设计的是图乙.教师可以把这两种情况投影在屏幕上，请同学们各自说出设计的理由，并评估两种方案的优劣.提供时间和空间，让学生经历交流、评估的过程，并在此过程中发现新的问题，尝试改进探究方案，从而使学生在这些具体的评估活动中获得体验，增长知识，发展了学生的批判性思维，形成对评估的正确认识.

2 评估实验器材

（1）在《探究凸透镜成像规律》实验中，用蜡烛做完实验后，教师再拿出一个F型的发光二极管，重新做一次在二倍焦距和一倍焦距之间成像的实验，让学生观察成像的情况，然后评估蜡烛和F型发光二极管各自作为发光体，在探究凸透镜成像实验中的优劣.通过对比，学生很容易就能评估出使用F型发光二极管作为发光体具有蜡烛所不具备的优点：成像稳定，能同时探究物像上下、左右颠倒的成像特点.同样在《探究平面镜成像规律》实验中可以用蜡烛做实验，然后用一个左边贴了红纸的塑料小人做实验，让学生同样评估这两种器材的利弊.学生可以很清楚的评估出用贴了红纸的塑料小人做实验，能更好的研究平面镜成像物像左右颠倒的情况.

通过评估，学生对于使用不同的器材的优缺点一目了然，加深了对实验的了解.

（2）又或者在《探究影响电阻的因素》实验中 （如图4）.

有甲、乙两位同学分别对小华的电路作了如下的改进：

甲把灯泡更换为电流表;乙在原电路中串联接入电流表.

你认为谁的改进更好一些，为什么？

通过对实验器材的评估，学生对不同实验仪器的使用规则有了更深刻的了解.

3 评估实验方法

在实验设计中会用到许多科学方法，其中控制变量法是经常用到的方法，学生在设计实验时经常会顾此失彼，这是评估改进的一个重要内容.如在“探究滑动摩擦力影响因素”實验中为了探究“接触面积的大小对滑动摩擦力的影响”，某同学将木块沿竖直方向截去一半后，用弹簧测力计拉着另一半做如图5乙所示的实验，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半.他由此得出：“滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小”.你认为他的探究过程正确吗？不正确你做出这种评价的理由是？

同样在“探究电阻的影响因素”“探究电磁铁磁性强弱的影响因素”“探究电流与电压、电阻的关系”“探究浮力大小的影响因素”“探究动能大小影响因素”“探究压力的作用效果影响因素”等等实验中，都可以进行关于关于控制变量法的运用的评估.通过评估，可以让学生对于控制变量法在实验探究中的作用有更深刻的理解.

4 评估实验操作

比如在“测量液体密度实验”中，甲组同学按下图6中A→B→C的顺序测量，乙组同学按A→C→B的顺序测量，丙组同学按B→A→C的顺序测量，你认为这三种不同的测量步骤，对测量结果有什么影响？哪种测量步骤更合理？

又如在“探究摩擦力影响因素”实验过程中，采用如图7甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现弹簧测力计示数不稳定，很难读数，为解决上述问题，对实验装置进行了改进，用图7乙所示的装置进行实验，你认为方案乙有什么优点？

5 评估实验数据或处理方法

（1）评估实验数据

在《探究并联电路的电流规律》实验中，教师拿出其中一组同学的数据（见表1），让同学们通过该组数据评估这组学生在实验中可能存在的不足之处.

经过思考，学生很容易评估出不足之处有二：

①使用了相同规格的灯泡，

②只有一组数据，没有多次测量，会导致结论存在偶然性，不具普遍性.

通过评估，让学生明白用科学探究的方法构建知识体系，必须采用由特殊到一般的思维推理方法，所以在设计实验时，所选的器材必须具有一般的代表性，才能得到具有普遍性的结论.而且通过科学探究得到一个普遍的规律，必须是多次实验，必须是普遍存在的数据，而不能是一次实验结论，从而对多次测量的必要性有了更深一层的理解.

（2）评估数据处理方法

在《测小灯泡电功率》的实验中分析数据得出结论后，然后拿出其中一组同学的数据见表2，教师提出问题：有同学根据数据求出每次的功率后，然后将三次的功率求和取平均值，并把这个平均值作为小灯泡的额定功率.你们认为这种做法是否正确？为什么？让学生对此做法进行评估分析.

通过评估，帮助学生加深了对实际功率和额定功率的理解.

又或者在《测小灯泡电阻》的实验中分析数据得出结论后，有学生将每次测出的电阻求平均值，请学生评估这种数据处理方法是否适当等等.通过评估，学生对于“温度影响灯丝电阻”这一规律会有更深刻的理解.

6 评估实验误差

在《密度的测量》一课中，在完成的“测量盐水密度”实验后，教师适时提出：刚才老师在巡视的时候发现有同学按照图9乙甲丙的顺序来测的盐水密度，这种测法准确吗？所测盐水密度偏大还是偏小？为什么？让学生就实验误差进行评估.如何改进？

由于测量盐水质量以后再测量体积，烧杯中有液体残留，造成测量体积偏小，根据ρ液=（m1- m2）/V可知，所测质量是准确的，但体积偏小，因此密度偏大.

通过评估，学生能更加深刻地理解密度的计算公式，掌握误差产生原因的分析方法.

7 评估实验结论

在《测量小灯泡的电阻》实验中，有的学生计算出三次数据下的电阻后，发现小灯泡的电阻值都不同，然后就根据计算结果，得出小灯泡电阻随电压增大而增大的结论.这种情况下教师就可以适时的将这个结论抛出来，让同学们评估.有学生会说：“按照电压越大，电阻越大，那电压为0，电阻不是也为0了吗？可是电阻不为0呀？”教师提示：“既然是研究电阻的大小，那是不是应该从影响电阻的因素来考虑？”.学生恍然，学生1：“导体长度会影响电阻大小”，学生2：“还有材料”，学生3：“还有横截面积，温度.”教师继续发问：“那你们认为哪个因素在这里起了作用呢？可以讨论交流一下.”经过思考讨论后，教师仍然让得出电阻随电压增大而增大结论的那个小组代表发言.小组代表：“在实验过程中，灯丝的材料，长度，横截面积都没有办法改变，所以唯一能发生改变的就是温度了，我们发现电压越大的时候，灯泡摸上去会很热，说明温度改变了，所以表面上看是电压改变了电阻，其实是温度改变了电阻.所以我们认为结论应该是温度越高，灯丝电阻越大.”

此时教师适时地再抛出一个问题：在“探究电流与电压的关系实验”中，我们用了图10，可不可以将R改为小灯泡？为什么？学生已经知道灯丝电阻会随温度变化，经过思考，很快就可以评估出不能用灯泡代替电阻R，因为在探究电流与电壓的关系实验中，要控制电阻不变，而灯丝电阻在实验中会发生改变，故不能替代.

两次评估，让学生注意到探究结果与假设之间的差异，顺利纠正了错误的前概念，培养了学生实事求是的科学态度，并让学生充分经历了“温故知新”的过程，顺利产生知识的迁移，学以致用.

当然，除了以上几种，还有关于实验器材量程是否合适的评估，实验方案是否具有实操性的评估，实验操作是否具备安全性的评估等等，囿于篇幅，在此不再一一赘述，本文旨在抛砖引玉，呼吁一线教师在实验教学中能尽可能地留些时间给学生进行实验评估，让学生学会评估、学会改进，在评估中改进、在改进中创新，培养学生的创新精神与实事求是的严谨的科学态度.

参考文献：

[1]左清平.“实验设计”的评估、改进和优化[J].物理教学探讨， 2006（23）：56-57.

[2]张晖.初中生物理实验探究能力评价体系的初步建构[D].长春：东北师范大学，2017.

不必匀速拉动木块且测力计示数

（收稿日期：2019-08-02）