淺談學生物理實驗能力的評價方法

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2013）23-0049-02

物理學是一門以實驗為基礎的學科，物理實驗是物理課程與教學的重要組成部分，是發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，驗證物理定律，幫助學生理解物理知識和過程的重要手段。應把物理實驗提高到與科學內(nèi)容同等重要的地位。下面結(jié)合幾例談談個人對學生實驗能力考查方法的一些認識。

一、拓展教材實驗，考查學生分析改進實驗方案的能力

示例：在測量大氣壓的實驗中，某同學將玻璃板放在桌子上，用吸盤貼在玻璃板上面，用彈簧測力計將吸盤緩慢向上拉，直到吸盤脫離板面。問：某同學做實驗時發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的量程都太小，不能測出吸盤脫離板面時的拉力，請你選擇其他器材與這只彈簧測力計組合，測出吸盤脫離板時的拉力，要求寫出用到的器材和方法。

反思：題中實驗源于教材，是《大氣壓》內(nèi)容教學的一個重點。教材所提供的實驗方案是一種極為理想的情況，然而在實際操作中會因吸盤面積較大，而彈簧測力計的量程太小無法測出拉力，給實驗增添了一定難度。如何改進實驗方案？這是對學生綜合運用所學物理知識解決實際問題的能力的考驗，更為激發(fā)學生創(chuàng)新意識提供了良好的契機，是完成教學目標的精髓。

二、由單一重實驗基礎知識向重視實驗知識與技能、過程與方法的全面考查轉(zhuǎn)化

示例：小明想驗證“用滾動代替滑動能減小摩擦”的正確性，利用以下一些器材：質(zhì)量相等帶鉤的木塊A和木塊B、彈簧測力計、砝碼、棉布、圓柱體鉛筆若干來進行實驗探究，以完成以下填空：

實驗步驟：把木塊A放在水平桌面上，用彈簧測力計___拉動木塊，記下彈簧測力計的示數(shù)F1，根據(jù)___知識，可知F1的大小等于木塊受到的摩擦力；把____放在水平桌面，將___放在其上方，用步驟一的方法拉動木塊，記下彈簧測力計的示數(shù)F2。

實驗分析：當滿足____的條件時，上述結(jié)論是正確的。

反思：研究影響滑動摩擦力大小的因素是教材中一個重點實驗，本題在該實驗基礎上進行拓展──驗證用滾動代替滑動能減小摩擦的正確性。題中僅以五個填空全面考查了學生對實驗原理的理解、實驗器材的選擇、實驗方案設計及實驗結(jié)論分析等內(nèi)容，是知識與技能、過程與方法的全面兼顧。

三、運用科學原理評估分析實驗方案

示例：為了探究并聯(lián)電路中干路的電流與支路的電流有什么關系，小明同學選擇的實驗器材是：3節(jié)干電池串聯(lián)作電源、兩個標為2.5V字樣的小燈炮、一只電流表、一個開關、導線若干。他的實驗設想是：首先將實驗器材連成圖所示的電路，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系。請你分析說明小明同學這一實驗方案中存在哪些不足，并提出相應的改進意見。

反思：探究并聯(lián)電路中干路電流與支路電流關系是學生親手做過的一個實驗，試題巧妙設置易被學生忽視的幾個不合理因素，以評估方式考查學生對實驗的理解程度。實驗評估是對學生能力的較高要求，它要求學生對實驗有一個整體上把握，如實驗原理、器材、步驟、結(jié)論分析等，同時它也要求學生透徹理解實驗的每個細節(jié)，如器材優(yōu)化、步驟順序、物理學方法等。

四、巧設實驗故障，考查學生靈活運用物理儀器排除簡單實驗故障的能力

示例：在測定小燈泡額定功率的實驗中，所用小燈泡上標有“3.8V”的字樣，它的電阻約10€%R。小剛合理地連接好電路，閉合開關，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡都不亮，于是小剛提出以下猜想：A、可能是燈絲斷了；B、可能是小燈泡短路；C、可能是變阻器開路。

究竟哪個猜想正確，可根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)進行判斷（電流表、電壓表均無故障）。下表給出了電流表、電壓表可能出現(xiàn)的幾種情況，請判斷每種情況下哪個猜想是正確的，并把其序號填寫在對應的空格里。

反思：在電學實驗中，燈泡不亮、電流表和電壓表的示數(shù)異常是經(jīng)常遇到的情況，然而不少學生對類似情況表現(xiàn)出束手無策，其主要原因不外乎有三個方面：一是學生動手實驗技能差，不敢動手甚至不會動手；二是對實驗儀器的作用和性能認識不夠，不能正確使用測量器材進行測量；三是對實驗涉及相關的物理學知識掌握比較欠缺，動手操作只是胡亂應付，不知其所然。排除簡單實驗故障是學生綜合實驗能力的表現(xiàn)，加強這方面內(nèi)容考查有助于學生掌握基本實驗儀器的使用，培養(yǎng)動手能力。

五、聯(lián)系生活實例進行探究，全面考查學生實驗能力的綜合運用

示例：冬天，小星新買了一雙尼龍襪和一雙棉襪，他發(fā)現(xiàn)穿棉襪比穿尼龍襪暖和，那么棉襪與尼龍襪相比，主要是什么物理特性不相同呢？

1.請你做出猜想。

2.設計一個實驗檢驗你的猜想，要求寫出實驗方法。

反思：本題素材源于學生熟知的生活現(xiàn)象，通過學生理性思考作出合理猜想，并設計實驗方案來全面考查學生綜合運用科學探究要素解決實際問題的能力，同時控制變量法也得到了考查。因此，為了真實考查學生的科學探究能力，以學生生活為本，探究素材不拘泥于教材，是最有效的途徑之一。

（責任編輯 劉凌芝）