怎樣做好科學探究題

1、怎樣做好科學探究題李光宇 張景志科學探究的基本要素有：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與 收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作?？荚囋嚲碇械奶骄啃栽囶}可能考查一個完整 的探究過程，也可能考查探究過程中的部分環(huán)節(jié)。以下分類說明解答各環(huán)節(jié)問題時需要注意的問題。一、提出問題發(fā)現(xiàn)問題和提出問題是進行科學探究的前提。同學們要學會從日常生活、自然現(xiàn)象或 實驗現(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學相關的問題。解答此類問題的關鍵詞是：為什么？怎么 樣？是什么？有什么規(guī)律？等等。二、猜想與假設猜想與假設一定要有相關性，要有依據(jù)，但無需考慮猜想的結論是否正確。同學們要 嘗試根據(jù)經(jīng)驗和已有的知識對問題的成因提

2、出猜想；對探究的方向和可能出現(xiàn)的實驗結果進行推測與假設。三、制定計劃與設計實驗1. 明確實驗目的：要與猜想緊密相連，并且能夠驗證自己提出的猜想。2. 選擇合適的研究方法：一般常用的方法有控制變量法、對比法、轉化法、現(xiàn)象或數(shù) 據(jù)歸納法等。3. 根據(jù)需要列出實驗器材，設計實驗步驟和記錄表格等。四、進行實驗與收集證據(jù)這一環(huán)節(jié)中要注意以下幾點：1.通過觀察和實驗收集數(shù)據(jù)；2.通過背景資料、公共資源收集信息；3.嘗試評估有關信息的科學性；4.會閱讀簡單儀器的說明書，能按書面說明正確操作；5.會使用簡單的實驗儀器，能正確記錄實驗數(shù)據(jù)；6.具有安全操作的意識。五、分析與論證在這個環(huán)節(jié)中，同學們要認真觀察實驗

3、現(xiàn)象或記錄的數(shù)據(jù)，找出數(shù)據(jù)所反映出的共同 規(guī)律（求同），或者發(fā)現(xiàn)事物間存在的差別（求異）；分析數(shù)據(jù)時，同學們可以利用數(shù)學知 識進行推算或描出圖象來分析，使結論更加直觀地顯現(xiàn)出來。六、評估評估是對探究反思的過程?？荚囍袑υu估的考查要點是同學們的科學態(tài)度，需要考慮 的問題主要有：1.探究過程是否恰當；2.探究得到的結論是否合理；3.探究過程中是否出現(xiàn)新問題。七、交流與合作在這個環(huán)節(jié)中，要求同學們1.能寫出簡單的探究報告；2.有準確表達自己觀點的意識；3.在合作中既堅持原則又尊重他人；4.能思考別人的意見，改進自己的探究方案；5.有團隊精神；6.認識在科學探究中必須有合作精神。典例分析題型1提出問題

4、愛因斯坦曾說：“發(fā)現(xiàn)問題有時比解決問題更重要。”提出問題是科學探究的第一步。 此類試題要求同學們根據(jù)題目中提供的物理實驗、日?，F(xiàn)象或一段文字資料等發(fā)散思維， 提出一些有思考或研究價值的問題。此類問題往往具有很大程度的開放性。例1如圖1所示，讓一束太陽光照射到三棱鏡上，發(fā)現(xiàn)太陽光通過三棱鏡后被分解 成各種顏色的光，如果用一個白屏來承接分解后的太陽光，在白屏上形成一條彩色的光帶,顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，這種現(xiàn)象叫光的色散。光的色散說明白光是由 各種色光混合而成的。對于光的色散現(xiàn)象，你有什么疑問？你還想知道什么？解析 用因果法提問：為什么太陽光經(jīng)過三棱鏡會發(fā)生色散？用擴展法提問：除三棱

5、鏡外，還有什么方法（或儀器）能使太陽光色散？用類比法提問：六棱鏡的色散規(guī)律和三棱鏡相同嗎？用規(guī)律法提問：不同顏色的光通過三棱鏡折射后，偏折程度有什么規(guī)律？用逆向思維法提問：若把分解后的色光混合起來，會怎樣？小結 因思維的角度不同，提出問題的方法很多，如還可以從分析法、比較法、收斂 法等角度進行提問。題型2猜想與假設針對所研究的問題，提出自己的猜想與假設，以使我們的探究具有初步的方向，避免 盲目性，為制定探究計劃、設計探究方案奠定基礎。提出猜想通常用以下幾種方法：（1） 根據(jù)生活經(jīng)驗或直覺思維提出猜想。例如探究平面鏡成像的特點時，同學們根據(jù)生活經(jīng)驗和感覺可提出：“像與物體等大”，“物體離平面鏡越

6、近，像越大”等一些猜想。（2） 根據(jù)事物的因果關系提出猜想。如探究響度的大小和聲調的高低分別跟什么因素 有關。由于聲音是由發(fā)聲體振動產(chǎn)生的，因而我們猜想：響度的大小、音調的高低可能跟 發(fā)聲體本身振動的一些因素（如振動快慢、振動幅度的大小等）有關。又如探究歐姆定律時，我們猜想：既然電壓是產(chǎn)生電流的原因，電阻對電流有阻礙作用，那么電流的大小可 能跟電壓、電阻有關系。（3）通過類比提出猜想。如研究串、并聯(lián)電路的電流關系時，將電流類比成水流，作出猜想：串聯(lián)電路各處的電流相等； 并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路中的電流之和。又如類比“風吹樹動”，猜想磁體周圍存在著磁場。(4) 通過合理推理提出猜想。題型3

7、設計實驗設計實驗時，首先要明確實驗目的，一般就是要驗證你提出的猜想；然后針對目的選 擇合適的研究方法，如控制變量法、轉化法、數(shù)據(jù)歸納法、等效替代法等；有了方法和基 本思路，就可以根據(jù)需要列出實驗器材，設計實驗步驟、進行實驗、記錄數(shù)據(jù)等。例2在初中物理實驗中，常常用長方體木塊作為實驗器材來研究一些問題，現(xiàn)在請 你以長方體木塊作為實驗器材之一，可以適當添加其他輔助器材，設計三個實驗來研究或說明相關的物理問題。(力、熱、聲、光、電均可)要器材主要實驗過程硏究或說明的 物理問題示例細卷 小車將木塊豎戰(zhàn)在小車上，用 細繩突然拉動小車向前 運動,木塊向后倒下木塊具有慣性設計一設計二設計三解析 本題的設計方

8、案較多，現(xiàn)提供幾例： 設計一、添加的主要器材：彈簧測力計、細線。主要實驗過程：用細線將木塊豎直懸掛在彈簧測力計掛鉤上，木塊靜止時，彈簧測力 計有讀數(shù)。研究或說明的物理問題：木塊受到重力。設計二、添加的主要器材：彈簧測力計、木板、毛巾、砝碼。主要實驗過程：將木塊分別放在木板、毛巾上用彈簧測力計勻速水平拉動；砝碼放在 木塊上再將木塊放在木板上勻速拉動。研究或說明的物理問題：摩擦力大小與壓力大小、接觸面粗糙程度有關。設計三、添加的主要器材：海綿。主要實驗過程：將木塊分別平放、豎放、側放在海綿上，觀察海綿的凹陷情況。 研究或說明的物理問題：壓力作用的效果與受力面積大小有關。設計四、添加的主要器材：燒杯

9、、熱水。主要實驗過程：將木塊的一端放入熱水中，手握另一端不覺得熱。研究或說明的物理問題：木塊是熱的不良導體。設計五、添加的主要器材：燒杯、水、某液體。主要實驗過程：把木塊放入水中，觀察露出水面的體積，然后把木塊取出再放入某液 體中，觀察木塊露出液面的體積。研究或說明的物理問題：露出液面體積大的木塊所在液體的密度大。小結 本題是在現(xiàn)有實驗器材的基礎上任意添加部分實驗器材，并設計多個實驗，有定的難度和開放性，可以從要研究或說明的物理問題入手進行設計。綜上所述，要想在考試中的科學探究題上取得高分，同學們應該在平時的學習與復習 中就要注意培養(yǎng)科學探究意識， 養(yǎng)成科學探究的習慣， 初步認識科學探究的基本

10、思想， 在 探究過程中能夠大膽地猜想與假設 （一定要注意每一種猜想與假設都必須要有一定的科學 依據(jù)），并進行認真的設計和實驗。鞏固練習1. 為精確測量世界屋脊喜馬拉雅山的高度， 2005 年中國科學院組織科考隊利用現(xiàn) 代測量技術對喜馬拉雅山主峰峰頂進行重新測量。 測量考察中， 科考隊員們戴著墨鏡， 身 穿防寒羽絨服，背著氧氣瓶，手拿尖頭冰鎬，腳蹬防滑靴。他們不畏艱難險阻，克服重重 困難，終于在 5 月下旬完成了測量任務。根據(jù)以上情景，請你提出兩個問題，并從物理學 角度加以簡答。例： 問題：科考隊員為什么要使用尖頭的冰鎬？簡答：使用尖頭冰鎬，可以增大對封凍雪地的壓強。問題 1： 。簡答： 。問題

11、 2： 。簡答： 。2. 小明同學有 3 個大小、形狀完全相同的凸透鏡，分別由玻璃、塑料、水晶制成。學 過透鏡的知識后，他猜想“大小、形狀相同的凸透鏡的焦距與材料是否有關” ，請你幫他 設計一下探究的全過程。 探究所需器材有哪些？ 探究的主要實驗步驟是： 記錄實驗數(shù)據(jù)的表格可如下設計： 探究過程中，所用的主要科學研究方法是: 你設計的探究活動中，應該特別注意什么？3. 現(xiàn)有各種規(guī)格的不銹鋼絲和銅絲。請你設計實驗研究方案，比較不銹鋼和銅這兩種 材料的導電性能。（1）實驗研究中對不銹鋼絲和銅絲的選取有什么要求？（2）你用什么方法顯示材料的導電性能？（寫出所需要的實驗器材、畫出電路圖、寫出實驗步驟、

12、可能出現(xiàn)的現(xiàn)象和結論）4. 小軍同學通過高倍望遠鏡觀察月亮，發(fā)現(xiàn)月面是凸凹不平的，如圖2所示，這是由于流星在太空中運行到靠近月球時， 在月球的引力作用下墜落到月面， 與月面發(fā)生碰撞而 形成的坑洞，叫做月坑。圖2小軍同學猜想月坑的深度可能與流星的質量、體積及下落的高度有關。于是，他設計了一個用一只鋪滿厚厚的細沙的盤子和幾個不同的小球及刻度尺進行探 究月坑深度的模擬實驗，如圖 3所示。經(jīng)過實驗，數(shù)據(jù)記錄如下表：圖3實驗序號質量 m/kg體積 V/crrf下落曷度h/cm坑冊深度dAnm1207.5502 62207.5(503.53207.5705 04302,57011.35201.87012.

13、46607.57014.6785157015.9請你分析實驗數(shù)據(jù)，并回答下列問題：（1 ）由1、2、3三組數(shù)據(jù)可得：“月坑”的深度與流星的 有關。（2 ）由、三組數(shù)據(jù)可得：“月坑”的深度與流星的質量有關。（3）“月坑”的深度還與流星的體積有關：體積越大，“月坑”的深度 （4）請你結合小軍的研究過程，就“影響月坑深度的因素”問題提出另外一個猜想:5.高尚同學發(fā)現(xiàn)家里用皮碗（如圖 么因素有關呢？4所示）掛東西，皮碗所能掛的物體重力大小與什圖4（1） 請你提出一種猜想： ；你猜想的依據(jù)是: ；（2）請你自選器材，提出一個驗證你的猜想的探究實驗方案。答案1問題1:他們?yōu)槭裁匆逞鯕馄?？（氧氣瓶有什么?/p>

14、用？）簡答：高山上氣壓低， 空氣稀薄，缺氧。問題 2:墨鏡的作用是什么？（為什么他們要戴墨鏡呢？）簡答：高山 上白雪皚皚，陽光反射強烈，戴墨鏡可防止強光傷眼。 問題3:他們是怎樣防寒與防滑的? 簡答：穿防寒羽絨服與防滑靴。問題4:防滑靴防滑遵循的是什么規(guī)律？簡答：防滑靴的底部比較粗糙，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦。2. 3種凸透鏡，刻度尺，白紙。 步驟：a.首先將玻璃透鏡正對太陽光，用一張白紙在透鏡的另一側來回移動，得到一個最小最亮的光斑，用刻度尺測出此光斑到透鏡光心的距離即為玻璃透鏡的焦距；b.用塑料透鏡進行a實驗；c.用水晶透鏡進行 a實驗；d.比較3種透鏡焦距的大小，得出結 論。 記錄表格：透明材料玻璃塑料水晶焦距伽 控制變量法 不要長時間看透鏡的光點（太陽的像），避免損傷眼睛。（其他答案，只要合理都可 以）3. （ 1）實驗研究中應選取長度和粗細（橫截面積）都相同的不銹鋼絲和銅絲。（2 ）實驗器材：電源、開關一只、導線若干條、小燈泡一只、長度和橫截面積都相同 的不銹鋼絲和銅絲各一根。電路圖:A B|o o金屬建實驗步驟： 按照電路圖連接好電路。 把不銹鋼絲接入電路的 A、B之間，閉合開關，觀察小燈泡的亮度。 換用銅絲重復步驟。 整理器材?？赡艹霈F(xiàn)