評估

評估是科學探究的七個要素之一，是探究過程的重要環(huán)節(jié)。義務教育《物理課程標準》指出：科學探究既是物理課程的目標又是物理課程的重要內(nèi)容。

雖然課改已經(jīng)進行了好幾年，但是科學探究中評估這個要素還是不能引起師生們的足夠重視。由于這個環(huán)節(jié)并不影響探究科學實驗結(jié)論的得出和探究報告的完成，所以往往在得出實驗結(jié)論后就萬事大吉了。綜觀各地的中考試題不乏有考查學生的評估意識的題目，就廣西玉林市的中考而言，涉及到評估這方面的試題學生的得分率相當?shù)停蚴菍W生不懂如何去評估。牛頓說過：“實驗后的思考有時比實驗本身更重要。”因此，教會學生對實驗進行評估顯得十分必要，在平時的教學中應讓學生養(yǎng)成對所做的工作進行評估的好習慣。筆者就此談談教學的具體做法。

一、正確認識評估對科學探究的意義

1．評估能優(yōu)化探究方案

通過對科學探究過程的評估，從中揚其所長。克其所短，不僅使本探究課題的方案直接得到了改進，而且在評估和改進方案的過程中，增長了知識，提高了相關(guān)技能，為今后對類似課題探究方案的優(yōu)化奠定了較好的基礎(chǔ)。

2．評估有可能引出新的發(fā)現(xiàn)

在關(guān)注探究結(jié)果和探究假設(shè)的差異的過程中，在關(guān)注探究過程未解決矛盾的過程中，將會涉及探究方案中沒有考慮到的問題，這將可能引發(fā)出新的探究問題和獲得新的發(fā)現(xiàn)。評估還有利于學生養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。它對探究行為和獲取信息的可靠性、科學性從嚴密的角度重新審視，它需要學生從更全面的角度來思考和認識問題，這將促進學生用嚴謹?shù)膽B(tài)度來進行科學探究。

3．評估是對探究反思的過程，是對探究某一個問題設(shè)計方案找出其優(yōu)缺點的過程

這不僅可以考查學生對實驗過程和概念規(guī)律的理解，更有利于培養(yǎng)學生的評估、質(zhì)疑和創(chuàng)新能力，有利于發(fā)展學生的批判性思維。

二、培養(yǎng)學生探究科學實驗評估的教學方法

由于學生往往不知道對科學探究實驗如何進行評估，所以教師在教學中介紹實驗評估時可以引導學生從以下幾個方面進行：

1．注意培養(yǎng)學生樹立對探究過程和探究結(jié)果進行評估的意識

首先要有評估探究過程的意識。這是指對探究的行為和所收集信息的科學性、可靠性有進行評估的愿望，其具體表現(xiàn)如下：①在探究過程中，對保持不變的物理量在實驗操作中是否真正做到了保持不變?初中物理實驗絕大多數(shù)都要求采用控制變量法，在操作中都做到了沒有?②從電視、報紙等一些公共傳媒獲得的信息，是否對它的可靠性程度進行了思考?如“據(jù)說……”“據(jù)……實驗結(jié)果”“根據(jù)……得出的結(jié)論”等是否考慮了這些說法的差別?③對實驗所記錄的數(shù)據(jù)，是否會觀察其數(shù)量級的大小，看看它和該物體通常認識的大小相吻合?如測得成年人的身高為1.7厘米和普通燈泡的功率為3000瓦等是否符合實際?④當發(fā)現(xiàn)個別實驗數(shù)據(jù)異常的時候，是深信它是真實的還是對它測量的可靠性產(chǎn)生懷疑?

其次要有評估探究結(jié)果的意識。主要表現(xiàn)在思考探究結(jié)果是否與原有的知識相矛盾，探究結(jié)果是否會和日常的經(jīng)驗、現(xiàn)象相矛盾，探究結(jié)果中各因素之間的關(guān)系是否符合邏輯，是否能自圓其說，等等。

2．引導學生注意假設(shè)與探究結(jié)果的差異

探究假設(shè)是對探究結(jié)果的預想，探究結(jié)果是對探究假設(shè)的驗證。若結(jié)果與假設(shè)吻合，則假設(shè)被證實，若結(jié)果與假設(shè)沖突，則假設(shè)被推翻；若結(jié)果與假設(shè)基本吻合，但存在差異。從原則上說，該差異必然是受到另一種規(guī)律支配的結(jié)果。關(guān)注這種差異，實際上就是在關(guān)注引起這種差異的規(guī)律，這是發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的前提，是創(chuàng)造性思維的表現(xiàn)。科學史上，由于理論預期與實踐測定之間存在著差異，并圍繞著這個差異進一步探究而導致新的發(fā)現(xiàn)的事例是不勝枚舉的。18世紀，太陽系的第7個行星天王星被發(fā)現(xiàn)后，在探究其運行軌道時，發(fā)現(xiàn)它的實際軌道總是跟用萬有引力計算出來的有一定的差異。研究者根據(jù)這個差異，推測天王星外面還有一個未發(fā)現(xiàn)的行星在對天王星起作用，通過進一步的理論和實踐研究，終于發(fā)現(xiàn)了太陽系的第8個行星。

3．引導學生注意探究過程中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新問題

評估有可能引出新的發(fā)現(xiàn)，在關(guān)注探究過程未解決矛盾的過程中，將會涉及探究方案中沒有考慮到的問題，這將可能引發(fā)出新的探究問題和獲得新的發(fā)現(xiàn)。如在19世紀末，英國物理學家瑞利在精確測量各種氣體的密度時，發(fā)現(xiàn)由空氣中取得的氮的密度和從氨中取得的氮的密度有非常細微的差別，雖然多次重復測量，但仍然存在這個令人奇怪的差異。后來他在和化學家拉姆塞的合作下，于1894年在從空氣中取得的氮里分離出另一種當時還不知道的氣體“氬”，這個謎才解開了。原來，氬的密度較大，空氣中的氮混有少量氬，它的密度就比從氨中取得的純氮的密度稍大。這是科學史上一個很有名的故事，它說明在科學實驗中，評估是多么的重要。

4．注意引導學生從評估中吸取經(jīng)驗教訓，嘗試改進探究方案

嘗試改進探究方案，就是把發(fā)揚優(yōu)點、克服缺點的愿望和要求變?yōu)樾袆樱纬尚碌奶骄糠桨浮脑u估中吸取經(jīng)驗教訓就是通過對探究過程和結(jié)果進行評估后，對所發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點要有進一步發(fā)揚，對所發(fā)現(xiàn)的缺點設(shè)法克服，并轉(zhuǎn)化為具體的行動，形成嘗試改進探究方案。例如，對于用天平、量簡測某種液體的密度來說，實驗步驟有如下三種方案。

方案一：

A．用天平稱出燒杯的質(zhì)量m₁；

B．用燒杯取適量的被測液體稱出總質(zhì)量m₂；

C．將燒杯中的液體倒入量杯中，讀出液體的體積v；

D．用公式算出液體的密度ρ。

方案二：

A．在燒杯中盛被測液體，稱出它的質(zhì)量m₁；

B．把燒杯中的液體倒入量筒中一部分，記下量簡中的液體體積v；

C．稱出燒杯及杯中剩下液體的質(zhì)量m₂；

D．用公式計算液體的密度ρ。

方案三：

A．將適量的液體倒入量筒測出體積v；

B．用天平測出空燒杯的質(zhì)量m₁；

C．再將液體倒入燒杯，放在天平上測出總質(zhì)量m₂；

D．用公式計算液體的密度ρ。

由于實驗設(shè)計測量液體的密度是通過測量液體的體積和質(zhì)量，在依據(jù)密度公式計算出液體的密度值，因此，任何一個物理量的測量誤差都會造成密度的結(jié)果產(chǎn)生誤差。即存在兩種情況：質(zhì)量測量誤差和體積測量誤差。

評估：方案二是最合理的，原因是質(zhì)量和體積分別測量，互不關(guān)聯(lián)，因此不會造成關(guān)聯(lián)誤差。液體的密度值ρ=(m₁-m₂)/V；方案一由于測量液體質(zhì)量以后再測量體積，燒杯中有液體殘留，造成測量體積偏小，因此密度偏大；方案三同樣由于液體殘留，在測量液體的體積以后測量的質(zhì)量偏小，造成密度偏小。

總的來說，評估應以學生為主體，不要怕麻煩，不必擔心課堂出錯，因為“酸甜苦辣都有營養(yǎng)，成功失敗都有收獲”。讓學生明白：通過探究得到了哪些啟示?為什么探究的結(jié)果與事先的預測不一樣?探究的設(shè)計和計劃的進行過程是否有缺陷?還有哪些需要改進的地方?這些都需要學生去反思，只有通過這樣的反思和評估，學生的科學探究能力才能逐步提高。