“評估、交流”在物理實驗探究教學(xué)中的作用

馮淑琴

關(guān)鍵詞：實驗探究;評估交流;提高;激發(fā)

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出：科學(xué)探究涉及提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂計劃、進(jìn)行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等要素[ 1 ]。 “獨(dú)學(xué)而無友，則孤陋而寡聞”正是反映了《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中“倡導(dǎo)的自主、合作、探究學(xué)習(xí)方式”的宗旨。也道出了物理實驗探究中“評估、交流”環(huán)節(jié)的重要性。可是在初中物理教學(xué)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(huán)節(jié)，從而難以讓學(xué)生的探究學(xué)習(xí)得以升華與提高，既而影響學(xué)生各種能力的鍛煉和培養(yǎng)。

1 ?提高學(xué)生的實驗探究能力

1.1 ?優(yōu)化實驗設(shè)計方案

學(xué)生在分組實驗探究過程中，都有各自不同的設(shè)計方案，教師就要在“評估、交流”環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生，對各自不同的實驗設(shè)計方案進(jìn)行“挑毛病”，達(dá)到優(yōu)化實驗方案的目的。

在探究“測量鹽水密度”的評估、交流環(huán)節(jié)中，同學(xué)們展示了三種實驗設(shè)計方案：

方案一：①測空杯質(zhì)量為m₁;②倒入適量鹽水后測出杯和鹽水的總質(zhì)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(zhì)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(zhì)量m₂;則鹽水的密度為ρ=（m₁-m₂）/V;

方案三：①測空燒杯質(zhì)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(zhì)量m2; 則鹽水密度為ρ=（m₂-m₁）/（V₁-V₂）。

教師在學(xué)生展示設(shè)計方案后，要求不同的組之間各自“挑毛病”，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，紛紛進(jìn)行討論，結(jié)果大部分學(xué)生都對方案一提出了測量結(jié)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(dǎo)致了所測的鹽水密度偏大，而否定此方案。對方案三認(rèn)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(zhì)量還小，測量結(jié)果誤差比方案二大。且數(shù)據(jù)處理也比方案二稍復(fù)雜。這樣學(xué)生在“挑毛病”的過程中，不僅培養(yǎng)了對實驗設(shè)計方案的評判能力，而且優(yōu)勝劣汰的得出最佳的實驗設(shè)計方案。這樣的教學(xué)不僅有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，而且對發(fā)展學(xué)生的批判性思維具有積極的意義。

1.2 ?操作過程得到規(guī)范

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

1.3 ?使誤差的分析得到增強(qiáng)

如滬科版“‘伏安法測電阻”的實驗中，學(xué)生的實驗設(shè)計中就出現(xiàn)電流表的內(nèi)接或外接兩種情況，且部分學(xué)生還問哪種更好，這時教師就可引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行誤差分析。學(xué)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(dǎo)致了所測電阻R值偏小;如果采用了電流表內(nèi)接法，那么所測的電壓表示數(shù)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(shù)偏大，導(dǎo)致了測量結(jié)果偏大。在此基礎(chǔ)上，對于物理能力較高的學(xué)生，教師還可反問“在實驗中應(yīng)該采用內(nèi)接法還是外接法好呢？”的問題，讓這部分學(xué)生進(jìn)一步分析，學(xué)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(nèi)接法，電流表上的分壓較小，則內(nèi)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(nèi)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(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生對實驗誤差進(jìn)行分析，激發(fā)學(xué)生對實驗設(shè)計方案進(jìn)行選擇和改進(jìn)的同時，又有效的增強(qiáng)了學(xué)生誤差分析能力。

2 ?提高學(xué)生的知識掌握

2.1 ?在評估、交流環(huán)節(jié)中讓學(xué)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(guān)”“電阻的大小與哪些因素有關(guān)”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(shù)據(jù)和現(xiàn)象以及得到的結(jié)論，讓學(xué)生在評估、交流中對決定因素有完整性認(rèn)識。

2.2 ?在評估、交流中讓學(xué)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(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)、實驗現(xiàn)象得出正確結(jié)論的功能或正確結(jié)論表述的作用，如在“研究并聯(lián)電路的電壓關(guān)系”的實驗中，學(xué)生在交流實驗數(shù)據(jù)處理的過程中，由于受串聯(lián)電路中電流處處相等的影響，表述中就有在并聯(lián)電路中電壓處處不變;有并聯(lián)電路中各點的電壓相等;有電壓處處相等;有并聯(lián)電路中各并聯(lián)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(huán)節(jié)中讓學(xué)生比較各組的數(shù)據(jù)，在比較中發(fā)現(xiàn)每小組測出的A、B、C數(shù)據(jù)都是相等，但各組測出電壓值并不都一樣;然后讓學(xué)生用這些數(shù)據(jù)去評判上述結(jié)論的正確與否或表述的嚴(yán)密性，顯然就統(tǒng)一到并聯(lián)電路中各并聯(lián)支路兩端的電壓相等的正確表達(dá)[ 2 ]。教師在這種通過引導(dǎo)學(xué)生對各種表述的對比的過程中，體會到各種數(shù)據(jù)在處理中以點帶面的能力，體會到各組數(shù)據(jù)綜合進(jìn)行分析的能力，體會到歸納結(jié)論中注重實驗條件、關(guān)鍵字眼的表述等事項。無形中鍛煉學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)處理能力，也提高了學(xué)生正確表述知識的能力。

2.3 ?在評估、交流中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的問題并解釋

例如學(xué)生在進(jìn)行探究串、并聯(lián)電路電壓關(guān)系的實驗探究過程中，出現(xiàn)了各種各樣的實際情況（如：燈泡不亮，電壓表有示數(shù)或無示數(shù);電壓表指針反偏;電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度太小或超量程）與各種質(zhì)疑（如串聯(lián)時一個燈亮、一個燈不亮;閉合開關(guān)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(xué)生記錄這些情況的處理和所提出的質(zhì)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(huán)節(jié)做到有話可說。當(dāng)學(xué)生做完實驗歸納結(jié)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(xué)生比較沉悶，我就提問了一個事先預(yù)設(shè)的學(xué)生（他歸納的結(jié)論：串聯(lián)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(jié)論是正確的，各用電器兩端的電壓相等是不對的”?！笆欠褚灿心男┙M也有相同的結(jié)果，請舉手”。超過一半小組舉手，“說明串聯(lián)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(xué)會產(chǎn)生這樣的結(jié)論呢”。學(xué)生紛紛展開探討、溝通。“實驗次數(shù)太少，具有偶然性”“不能只憑一組數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)論”“需要與其他組進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，這樣得出的規(guī)律才是正確的”“兩個燈泡的規(guī)格是相同的”等等。接著我又提出：“如何對他的實驗進(jìn)行改進(jìn)呢？”學(xué)生又展開了討論得出：換用不同規(guī)格的燈泡進(jìn)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(fā)現(xiàn)，有何疑問”。有的組學(xué)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(xué)生的話尾反問：“是電流不一樣嗎，不是，那又是什么原因呢？”學(xué)生沉思一會兒后，我又說“課后同學(xué)們上網(wǎng)查查或提前自學(xué)一下電功率的知識，先探討一下它的原因?！痹诮涣鞯淖詈笪矣謫枴澳芊裼脙杀K燈泡兩端的電壓相等來判斷兩燈泡是并聯(lián)的” ……這樣通過交流、評估彼此的意見與學(xué)習(xí)成果，很好地激發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，學(xué)生都急于想知道正確的解答及其理由。在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、自己去糾正和補(bǔ)充錯誤的或片面的認(rèn)識。由此整個的學(xué)習(xí)是群體共同完成的是對所學(xué)知識的意義建構(gòu)。

3 ?提高學(xué)生的情感體驗

在探究教學(xué)中每個小組成員在共同探究任務(wù)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(nèi)的每個學(xué)生才能獲得成功。這種做法使組內(nèi)每一個學(xué)生都樹立起“休戚相關(guān)”“榮辱與共”的集體中心意識，增強(qiáng)學(xué)生捍衛(wèi)集體榮譽(yù)而學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈動機(jī)，而評估、交流環(huán)節(jié)是學(xué)生展示自己或各自小組探究成果與發(fā)表見解的主要平臺。如在電學(xué)實驗的評估交流中，常常把學(xué)生分析實驗操作中出現(xiàn)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(xiàn)的各種故障，另一方如何解決，多多益善者獎勵”為導(dǎo)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(fù)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(jīng)這樣處理了”“那就是短路”……。在這種激烈的思辨中，學(xué)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(xué)生在這種激辯中，彼此尊重，共同分享成功的快樂。教師對學(xué)生的每一種故障與解決方法，都給予鼓勵，對優(yōu)秀的有獨(dú)創(chuàng)性給予激勵掌聲，極大了鼓舞和煽動了他們學(xué)習(xí)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(xiàn)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(gòu)成了動態(tài)因素互動的立體交流網(wǎng)絡(luò)。這種互動方式改變了傳統(tǒng)師生交流中教師壟斷了整個課堂的信息量，而學(xué)生處于十分被動的局面，學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性得以充分地發(fā)揮，在這“評估、交流”中，學(xué)到了知識，培養(yǎng)了能力，培養(yǎng)了情感。是我們教學(xué)者必不可缺的教學(xué)環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2]義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書編寫組. 物理九年級全一冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2013.