关注实验“评估”提高探究能力

在《义务教育物理课程标准（2011版）》中明确提到：科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式.“评估”作为科学探究七大要素之一，是一个必不可少的环节.在科学探究活动中，通过对探究过程的科学性、探究结果的合理性等反思评价，能及时发现错误或疏漏，进而改进探究方案，并从评估中吸取经验教训，体验探究过程的曲折和乐趣，发展科学探究的能力，增强对科学探究的理解.然而在现实的探究活动中，这个要素往往被师生忽视，是目前初中物理实验教学中一个薄弱环节.本文就初中物理实验教学中关于评估的方法谈一点粗浅的看法，以期抛砖引玉之效.

1评估实验器材和装置

合理地选择实验器材和装置是完成实验的前提.实验器材和装置选择的恰当与否，决定实验方法的优劣，影响实验结果的科学性和准确性.一是评估实验器材的属性.所选器材是否操作方便、是否可见度大、效果明显.二是评估测量工具的量程是否满足实验要求.刻度尺、弹簧测力计、天平、温度计、电流表、电压表等测量工具，使用时不能超过量程.三是评估器材的分度值.如电流表、电压表测量时指针偏转角度不能太小，应使指针偏转超过量程的三分之一.也可以从完成实验时间的长短、节能环保等方面进行评估.

例1在探究“水的沸腾”的实验中，甲、乙两组同学分别使用A、B两套装置（如图1）来完成实验.请分析评估A、B两套装置.

评估B装置与A装置的不同在于B装置烧杯口上多了个密封盖.加盖后，B装置热量损失少，实验耗时少，但所测水的沸点不是当地气压下水的沸点； A装置热量损失大，实验耗时长，所测水的沸点是当地气压下水的沸点.

2评估实验数据的收集与处理

实验数据是体现科学事实的证据，是进行实验分析得出结论的根据，要确保原始数据的完整性和正确性.如果不能科学地收集实验数据，造成所收集数据的失真，将会对探究结果产生严重影响.一是评估量程或分度值是否读错.二是评估收集的证据和数据是否真实、是否捏造.三是评估收集数据的时机是否把握合适.四是评估数据（或证据）的收集是否完整.五是评估实验数据的处理是否得当.

例2小华和小海用图2所示装置探索“导体中电流与导体两端电压的关系”，实验中多次改变灯泡两端的电压大小，并将测量的数据记录在表1中.小海分析了测量数据后，发现电流与电压不成正比，便认为表1中的测量数据有问题，他拿起笔就修改了实验数据，如表2所示.请评估小海修改数据的做法是否恰当？

评估小海修改数据的做法是不恰当的.实验时应认真观察并仔细读数，实事求是地记录、尊重实验数据.小海若感觉测量数据有误，他应该将自己的见解与小华进行交流，共同分析产生的原因.若发现是操作错误、读数错误等原因造成的，就应该重新实验获得数据，而不能想当然地修改数据；若发现操作、读数等没有错误，就应该保持原来的数据，并把探究活动中出现的这个新问题（电流与电压不成正比）作为另外一个活动进行探究.养成实事求是的科学态度，敢于提出与别人不同的见解，同时还要勇于放弃或修正自己的错误观点.

3评估实验方案

实验方案是指实验的大致计划和思路.让学生从不同角度去分析、评估方案的科学性、合理性，从而去劣存优，改进设计方案，提高优化科学决策的能力，培养学生思维的深刻性和完整性.

例3学习密度知识后，刘明同学用如图3所示实验装置测量某品牌酸奶的密度.甲、乙、丙图是他按顺序进行实验的示意图.请评估他的实验方案中不合理之处，并进行改进.

评估将烧杯内的酸奶倒入量筒内时，不可能将酸奶全部倒尽，总有一些酸奶沾附在烧杯壁上，使测得的体积偏小，密度偏大.改进方案：用已调节平衡的天平测出烧杯和酸奶的总质量（如图乙），然后将烧杯内的适量酸奶倒入量筒内，读出量筒内酸奶的体积（如图丙），再测出烧杯和剩余酸奶的总质量（如图甲）.这样把沾附的酸奶质量减去了，倒入量筒中的体积与对应的质量相等，避免了残留引起的误差.

4评估“控制变量法”的思想和方法是否加以合理渗透和使用

《课程标准（2011版）》中要求：学生要有控制实验条件的意识.“控制变量法”是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一.很多实验都利用了这个方法.主要是评估两方面的内容：一是评估在探究过程中，按要求应该保持不变的物理量是否在操作中真正做到了保持不变？如：探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，是否控制了接触面的粗糙程度相同；探究“导体中的电流与导体电阻的关系”时，是否控制了导体两端电压一定.二是在描述实验结论时，是否注意体现对变量控制的描述.如：在描述“物体的质量越大，动能越大”时，是否有“速度相同”这个前提条件；在描述“电磁铁的匝数越多，磁性越强”时，是否有“电流相同”这个前提条件.

例4小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究“液体内部压强与液体密度的关系”，如图4所示.小强注意到要完成该实验应保持深度不变，于是他保持乙图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图丙所示.比较乙、丙两次实验，小强得出：在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大.请评估他的实验探究方法是否正确.

评估“深度”是指从要研究的那一点（金属盒）到自由液面的距离，而不是到液体底部的距离.小强错误理解了“深度”的含义，他的做法使金属盒到液面的深度变大了，也就是说他在探究液体内部压强与液体密度的关系时，没有按照控制变量法的要求保持深度不变.所以小强的实验探究方法不正确.

5评估探究结果的合理性

评估探究结果就是让学生有勇于挑战权威的勇气，敢于质疑的精神.一个完整而周密的探究活动应多次实验，不能通过一次实验数据或一个现象得出普遍性的结论.若实验次数不充分或者不是随机的几组数据得出的结论是具有很大偶然性的，其中甚至包含一些貌似正确实则错误的“规律”.如“探究串联（或并联）电路电流（或电压）的规律”时，要注意是否更换了不同规格的小灯泡做多次实验；“探究导体中的电流与电阻的关系”时，是否注意到用阻值不同的几个电阻做实验.这样的评估有利于培养学生严谨的科学态度，对发展学生的批判性思维具有积极的意义.

例5在探究“杠杆平衡条件”的实验中：在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如表3：

实验次序动力F1/N动力臂L1/cm动力F2/N动力臂L2/cm12.051.01022.0102.01033.0102.015根据第2次实验数据某同学得出杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂.请评估他的结论是否可靠.

评估这个同学仅凭一组实验数据，就得出杠杆平衡条件，由于实验次数太少，得出的规律不具有普遍性，犯了以偏概全的错误.从表格中也可以看出这个结论（动力+动力臂=阻力+阻力臂）对于实验1、3并不适用，可见结论是不可靠的.

综上所述可以看出：“评估”在科学探究中占有举足轻重的地位，实际教学中我们应该注重让学生经历“评估”的过程.通过小组交流或全班交流的方式，讨论科学探究中所获信息的科学性、探究过程的规范性、收集数据的可靠性，探究结果的合理性，使学生在这些具体的评估活动中培养其反思评估的能力及严谨的科学态度，提高实验探究能力.