“評估、交流”在物理實驗探究教學中的作用

馮淑琴

關鍵詞：實驗探究;評估交流;提高;激發

《物理課程標準》中提出：科學探究涉及提出問題、猜想與假設、設計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作等要素[ 1 ]。 “獨學而無友，則孤陋而寡聞”正是反映了《物理課程標準》中“倡導的自主、合作、探究學習方式”的宗旨。也道出了物理實驗探究中“評估、交流”環節的重要性。可是在初中物理教學中，教師往往由于課時緊或怕麻煩等各種因素，而忽略“評估、交流”這一環節，從而難以讓學生的探究學習得以升華與提高，既而影響學生各種能力的鍛煉和培養。

1 ?提高學生的實驗探究能力

1.1 ?優化實驗設計方案

學生在分組實驗探究過程中，都有各自不同的設計方案，教師就要在“評估、交流”環節中引導學生，對各自不同的實驗設計方案進行“挑毛病”，達到優化實驗方案的目的。

在探究“測量鹽水密度”的評估、交流環節中，同學們展示了三種實驗設計方案：

方案一：①測空杯質量為m₁;②倒入適量鹽水后測出杯和鹽水的總質量為m₂;③把鹽水全部倒入量筒中測鹽水的體積V;則鹽水密度為ρ=（m₂-m₁）/V;

方案二：①在燒杯中倒入適量的鹽水，并測出杯和鹽水的總質量為m1;②把燒杯中的一部分鹽水倒入量筒中，測出鹽水的體積V; ③測出燒杯中剩余鹽水和燒杯的總質量m₂;則鹽水的密度為ρ=（m₁-m₂）/V;

方案三：①測空燒杯質量為m1;②在量筒中倒入適量的鹽水，并測出鹽水的體積V1;③把量筒中的一部分鹽水倒入燒杯中，并測出剩余鹽水的體積V2;④測出鹽水和燒杯的總質量m2; 則鹽水密度為ρ=（m₂-m₁）/（V₁-V₂）。

教師在學生展示設計方案后，要求不同的組之間各自“挑毛病”，激發了學生的學習熱情，紛紛進行討論，結果大部分學生都對方案一提出了測量結果比實際值大，因為杯中的鹽水倒入量筒之后杯壁還留有一些鹽水，造成所測鹽水體積偏小，導致了所測的鹽水密度偏大，而否定此方案。對方案三認為不失是好方案，但量筒中所裝鹽水的量有限，而倒入燒杯中的鹽水可能比燒杯本身的質量還小，測量結果誤差比方案二大。且數據處理也比方案二稍復雜。這樣學生在“挑毛病”的過程中，不僅培養了對實驗設計方案的評判能力，而且優勝劣汰的得出最佳的實驗設計方案。這樣的教學不僅有利于學生養成嚴謹的科學態度，而且對發展學生的批判性思維具有積極的意義。

1.2 ?操作過程得到規范

在評估交流中，教師還要引導學生交流各自的實驗數據，在交流對比中對數據進行存真去偽的處理，同時還要引導大家對錯誤的數據進行糾底的探討，避免在交流中只是做到去除錯誤的數據照抄別人的數據就可。在實驗方案沒有問題的前提下，大多數錯誤的數據都是學生不規范操作造成的。如“測滑輪組機械效率”的實驗中，部分學生就得到同一滑輪組提越重的物體，結果算出的效率反而更低的錯誤數據，教師此時不要做一個裁判者，否定數據的同時也別傷害學生的自尊與苦勞，而是作為一個“引導者”“鼓勵者”，引導學生比較實驗數據，在這比較中學生發現兩者只是“F”的測量不同且偏大，然后教師要求全班同學一起確診病因，學生在分析中就會得到可能是學生在操作中：①沒有在勻速拉動中讀數;②拉力方向角度偏大不是豎直向上;③繩子打結或纏繞一起。在這樣分析后教師又要求錯誤的學生進行重新規范操作。若能長期的對實驗數據的這樣處理，學生為了獲取正確的實驗數據，每做完實驗之后，都會審視自己的操作過程，從而形成正確的規范的實驗操作。

1.3 ?使誤差的分析得到增強

如滬科版“‘伏安法測電阻”的實驗中，學生的實驗設計中就出現電流表的內接或外接兩種情況，且部分學生還問哪種更好，這時教師就可引導學生對實驗結果進行誤差分析。學生在分析中就會得到：在“伏安法測電阻”中電流表外接后，電流表所測的電流I是電阻上的電流和電壓表上的電流之和，由R=U/I可知，由于I偏大，導致了所測電阻R值偏小;如果采用了電流表內接法，那么所測的電壓表示數U是電阻兩端電壓和電流表兩端電壓之和，由R=U/I可知，由于電壓表示數偏大，導致了測量結果偏大。在此基礎上，對于物理能力較高的學生，教師還可反問“在實驗中應該采用內接法還是外接法好呢？”的問題，讓這部分學生進一步分析，學生自然的在思考中就會得到：若所測的電阻比電流表大的多，采用內接法，電流表上的分壓較小，則內接法比外接法誤差更小;若所測的電阻比較小，采用外接法，電壓表的分流較小，則外接法比內接法誤差更小。接著老師展示一種更好的方法（如圖1所示）。這種在評估、交流環節中引導學生對實驗誤差進行分析，激發學生對實驗設計方案進行選擇和改進的同時，又有效的增強了學生誤差分析能力。

2 ?提高學生的知識掌握

2.1 ?在評估、交流環節中讓學生獲取完整的知識體系

如在“壓力的作用效果與哪些因素有關”“電阻的大小與哪些因素有關”等多個因素的實驗探究過程中，根椐教材的安排，常采用分組探究的模式，這樣就需要各組在評估、交流中展示自己的實驗數據和現象以及得到的結論，讓學生在評估、交流中對決定因素有完整性認識。

2.2 ?在評估、交流中讓學生形成正確的知識表述

評估、交流的一個主要功能是展示學生分析實驗數據、實驗現象得出正確結論的功能或正確結論表述的作用，如在“研究并聯電路的電壓關系”的實驗中，學生在交流實驗數據處理的過程中，由于受串聯電路中電流處處相等的影響，表述中就有在并聯電路中電壓處處不變;有并聯電路中各點的電壓相等;有電壓處處相等;有并聯電路中各并聯支路兩端的電壓相等等各種表述[ 2 ]。這時教師在評估、交流環節中讓學生比較各組的數據，在比較中發現每小組測出的A、B、C數據都是相等，但各組測出電壓值并不都一樣;然后讓學生用這些數據去評判上述結論的正確與否或表述的嚴密性，顯然就統一到并聯電路中各并聯支路兩端的電壓相等的正確表達[ 2 ]。教師在這種通過引導學生對各種表述的對比的過程中，體會到各種數據在處理中以點帶面的能力，體會到各組數據綜合進行分析的能力，體會到歸納結論中注重實驗條件、關鍵字眼的表述等事項。無形中鍛煉學生的實驗數據處理能力，也提高了學生正確表述知識的能力。

2.3 ?在評估、交流中讓學生發現新的問題并解釋

例如學生在進行探究串、并聯電路電壓關系的實驗探究過程中，出現了各種各樣的實際情況（如：燈泡不亮，電壓表有示數或無示數;電壓表指針反偏;電壓表指針偏轉角度太小或超量程）與各種質疑（如串聯時一個燈亮、一個燈不亮;閉合開關后，測出的總電壓不等于電源電壓等），我在不斷的處理這些問題過程中，就有意識的叫學生記錄這些情況的處理和所提出的質疑等，以免做完實驗把這瞬間的做法、想法又丟在腦后，也為評估、交流環節做到有話可說。當學生做完實驗歸納結論后，我馬上就拋出一個話題：實驗中你們有什么收獲和疑問;體會最深的是什么？往往有的班級的學生比較沉悶，我就提問了一個事先預設的學生（他歸納的結論：串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓的總和且各用電器兩端的電壓相等[ 2 ]）為鋪墊，一下子整個班級的話匣子就打開了。馬上就有其他組提出反對的意見：“我組測的電壓U1=1.2V、U2=1.8V、U=3V，前面的結論是正確的，各用電器兩端的電壓相等是不對的”。“是否也有哪些組也有相同的結果，請舉手”。超過一半小組舉手，“說明串聯電路中用電器兩端的電壓相等的說法是不對的，為什么該同學會產生這樣的結論呢”。學生紛紛展開探討、溝通。“實驗次數太少，具有偶然性”“不能只憑一組數據總結結論”“需要與其他組進行數據交流，這樣得出的規律才是正確的”“兩個燈泡的規格是相同的”等等。接著我又提出：“如何對他的實驗進行改進呢？”學生又展開了討論得出：換用不同規格的燈泡進行多次測量。在這之后我又追問“電壓不相等的組，你們有何發現，有何疑問”。有的組學生就提出：“兩燈的亮度是不一樣的，亮的一盞兩端的電壓大，為什么？”我又順著學生的話尾反問：“是電流不一樣嗎，不是，那又是什么原因呢？”學生沉思一會兒后，我又說“課后同學們上網查查或提前自學一下電功率的知識，先探討一下它的原因。”在交流的最后我又問“能否用兩盞燈泡兩端的電壓相等來判斷兩燈泡是并聯的” ……這樣通過交流、評估彼此的意見與學習成果，很好地激發了學生的認知沖突，學生都急于想知道正確的解答及其理由。在教師的啟發誘導下，學生自己去發現規律、自己去糾正和補充錯誤的或片面的認識。由此整個的學習是群體共同完成的是對所學知識的意義建構。

3 ?提高學生的情感體驗

在探究教學中每個小組成員在共同探究任務過程中形成了一種“利益共同體”，也就是說，只有在小組中的每一個成員都取得成功的前提下，組內的每個學生才能獲得成功。這種做法使組內每一個學生都樹立起“休戚相關”“榮辱與共”的集體中心意識，增強學生捍衛集體榮譽而學習的強烈動機，而評估、交流環節是學生展示自己或各自小組探究成果與發表見解的主要平臺。如在電學實驗的評估交流中，常常把學生分析實驗操作中出現過的電路故障作為交流的一個話題。教師以“一方展示你們實驗中出現的各種故障，另一方如何解決，多多益善者獎勵”為導火索。一時激起千層浪。馬上就有一方說：“電流表（電壓表）指針反偏”“很簡單，你們電流表（電壓表）正負極接線柱接反”另一方馬上答到，“不信，我接給你們看”，說著并上臺演示;又有一方不服氣的站起，“我的電流表超量程，咋辦？”，“小意思，換大量程即可”，“錯，不要把我們看扁了，已經這樣處理了”“那就是短路”……。在這種激烈的思辨中，學生思維異常地活躍，最后在教師的組織下，不僅歸類了電路故障及處理方法，而且學生在這種激辯中，彼此尊重，共同分享成功的快樂。教師對學生的每一種故障與解決方法，都給予鼓勵，對優秀的有獨創性給予激勵掌聲，極大了鼓舞和煽動了他們學習的熱情，讓他們在這種碰撞中，自信心得到極大地提高，充分展現自我，使情感體驗在這種“評估、交流”中得以提高。

總之，“評估、交流”是師與生、生與生、小組與小組、教師與小組的多向互動等多種平等的交流形式，從而構成了動態因素互動的立體交流網絡。這種互動方式改變了傳統師生交流中教師壟斷了整個課堂的信息量，而學生處于十分被動的局面，學生的主動性、創造性得以充分地發揮，在這“評估、交流”中，學到了知識，培養了能力，培養了情感。是我們教學者必不可缺的教學環節。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2011.

[2]義務教育物理課程標準實驗教科書編寫組. 物理九年級全一冊[M].上海：上海科學技術出版社，2013.