例談物理科學(xué)探究的評(píng)估策略

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1、例談物理科學(xué)探宄的評(píng)估策略物理新課程科學(xué)探宄過程包括以下要素:①提出問題;②猜想與假設(shè);③制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);④進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù);⑤分析與論證;⑥評(píng)估;⑦交流與合作。課程標(biāo)準(zhǔn)中闡述“評(píng)估”要達(dá)到的目標(biāo):①有評(píng)估探究過程和探宄結(jié)果的意識(shí);②能注意假設(shè)與探究結(jié)果間的差異；③能注意探究活動(dòng)中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問題;④嘗試改進(jìn)探宄方案;⑤有從評(píng)估中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的意識(shí);⑥認(rèn)識(shí)評(píng)估對(duì)科學(xué)探究的意義。其中的“評(píng)估”環(huán)節(jié)在實(shí)際的探究活動(dòng)中實(shí)施起來卻顯得蒼白和脆弱，不管是老師還是學(xué)生都沒能對(duì)它有足夠重視。在探究活動(dòng)中，如果能對(duì)探宄的行為和收集信息的科學(xué)性、可靠性進(jìn)行評(píng)估；能注意假設(shè)與

2、探宄結(jié)果間的差異；能對(duì)這種差異及引起這種差異的規(guī)律進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)和提出新的問題；能對(duì)探究過程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，提出改進(jìn)探究方案的具體方法，那么評(píng)價(jià)的能力就有了突破性地提高。下面筆者針對(duì)評(píng)估的策略提供幾個(gè)參考意見。1評(píng)估控制變量法的思想和方法是否加以合理滲透和使在評(píng)估活動(dòng)中就應(yīng)該觀察和領(lǐng)會(huì)是否把該變的物理量改變了，不該變化的物理量控制不變了，有沒有遺漏等。例、在探宄“電流發(fā)熱快慢與什么因素有關(guān)”時(shí)，小華猜想可能與：①電流大小有關(guān)；②電阻大小有關(guān)。在驗(yàn)證猜想②時(shí)，他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如圖所示：用兩段長短粗細(xì)相同的銅絲和鎳鉻合金絲，分別給等質(zhì)量的煤油加熱，所用電源都是兩節(jié)干電池串聯(lián)組

3、成的電池組，他發(fā)現(xiàn)銅絲加熱時(shí)煤油溫度升高更快，因此他得出結(jié)論：電阻越小發(fā)熱越快。這結(jié)論與其他同學(xué)正好相反。評(píng)估策略：你認(rèn)為他的實(shí)驗(yàn)方案有什么問題?應(yīng)該怎樣更正？顯然，小華控制的不變量是兩電阻絲兩端電壓，而不是使兩電阻絲中的電流一定，因而得出與別人不同的結(jié)論。2評(píng)估實(shí)驗(yàn)器材的選擇是否符合和滿足實(shí)驗(yàn)需要實(shí)驗(yàn)器材的選擇決定實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)劣和實(shí)驗(yàn)的精確性，選擇得當(dāng)，就能提高實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性給人以強(qiáng)烈的信服感。因此，對(duì)器材的選擇的合理性和優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)估也是一個(gè)恰當(dāng)?shù)那腥敕椒ā＠?、小民同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)探宄大氣壓究竟有多大。如圖他將蘸水的塑料掛鉤的吸盤按在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，

4、用彈簧測力計(jì)鉤著掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤剛剛拉脫時(shí)記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)，這就是大氣對(duì)吸盤的壓力再設(shè)法量出吸盤與玻璃板的接觸面積，然后算出大氣壓。他選擇的實(shí)驗(yàn)器材是：量程為5N的彈簧測力計(jì)，底面積為5cm2的吸盤。評(píng)估策略:①這種通過測量拉力和接觸面積來計(jì)算大氣壓強(qiáng)的方法是否可行?②如果上述實(shí)驗(yàn)方案可行，小明同學(xué)選擇的器材能否測出大氣壓的值？顯然，這些器材的選擇注定這種方法只能大致測出大氣壓的值，由于皮碗內(nèi)空氣不可能排盡，皮碗直徑和彈簀測力計(jì)的即時(shí)讀數(shù)有很大偶然性和偏差，使得測量結(jié)果不精確。3評(píng)估減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法有很多，選擇精密的測量工具，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，

5、取多次測量的平均值等。例、掛在繩下的小球在位置0處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，將物體拉到A處，松手后，物體會(huì)在A、B間來回?cái)[動(dòng)，李明、王芬已經(jīng)知道物體每擺動(dòng)一次所用的時(shí)間相等。為了精確測定擺動(dòng)一次所用的時(shí)間，李明的方法是：當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí)，用停表開始計(jì)時(shí)，當(dāng)小球再次運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí)停止計(jì)時(shí)，直接測量出物體擺動(dòng)一次的時(shí)間。王芬的方法是：當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到A時(shí)，用停表開始計(jì)時(shí)，擺動(dòng)30次再回到A處時(shí)停止計(jì)時(shí)，用測得的時(shí)間除以30，求出小球擺動(dòng)一次所用的時(shí)間。評(píng)估策略：請(qǐng)你分析他們二個(gè)人的方法誰的最好？并簡要說明理由。答案不言而喻。4評(píng)估實(shí)驗(yàn)操作是否存在錯(cuò)誤錯(cuò)誤和誤差不同，錯(cuò)誤是違反實(shí)驗(yàn)

6、規(guī)則而產(chǎn)生的行為，是可以避免的，它所得出的數(shù)據(jù)不能作為分析和論證的依據(jù)。因此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤評(píng)估也是對(duì)實(shí)驗(yàn)有效性的驗(yàn)證。例、在探究斜面的機(jī)械效率時(shí)，小紅猜想斜面的機(jī)械效率可能與“斜面傾斜程度”和“斜面的粗糙程度”有關(guān)。她想探究斜面的機(jī)械效率與“斜面傾斜程度”的關(guān)系。她選用二個(gè)長木板和一個(gè)小木塊搭成了如圖所示的斜面，測出了物體的重力G、斜面的長度s、和高h(yuǎn)，并測出物體在不同斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力大小F。通過計(jì)算，最后得出結(jié)論:斜面的傾斜程度越大，它的機(jī)械效率就越高。評(píng)估策略:請(qǐng)你分析說明小紅同學(xué)這一實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)論中存在哪些的不足，并提出相應(yīng)的改進(jìn)意見。仔細(xì)觀察該圖，發(fā)現(xiàn)斜面長和斜面

7、高不對(duì)應(yīng)，小紅把小木塊的高當(dāng)作了斜面的高。這是一個(gè)認(rèn)識(shí)和操作上的錯(cuò)誤。5評(píng)估分析論證、處理數(shù)據(jù)的方法是否得當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理是將第一手感性材料上升為理性結(jié)論的重要過程，通過觀察、分析、演繹、推理、綜合、歸納而得出一個(gè)普遍的規(guī)律是學(xué)生思想認(rèn)識(shí)的升華，是一個(gè)質(zhì)的飛躍，是完成了一次再創(chuàng)造。例、下表小華在測小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)他得出：燈泡額定電壓越高，電功率越大。評(píng)估策略:請(qǐng)你就他設(shè)計(jì)的表格和得出的結(jié)論進(jìn)行評(píng)估，指出其中的不妥之處。這里，表格中設(shè)計(jì)有平均功率一欄并計(jì)算平均功率，這既是對(duì)電功率知識(shí)認(rèn)識(shí)上的混亂，