怎樣做好科學(xué)探究題

1、怎樣做好科學(xué)探究題李光宇 張景志科學(xué)探究的基本要素有：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(jìn)行科學(xué)探究的前提。同學(xué)們要學(xué)會從日常生活、自然現(xiàn)象或 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)相關(guān)的問題。解答此類問題的關(guān)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(shè)猜想與假設(shè)一定要有相關(guān)性，要有依據(jù)，但無需考慮猜想的結(jié)論是否正確。同學(xué)們要 嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測與假設(shè)。三、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1. 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂c猜想緊密相連，并且能夠驗(yàn)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(zhuǎn)化法、現(xiàn)象或數(shù) 據(jù)歸納法等。3. 根據(jù)需要列出實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和記錄表格等。四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)這一環(huán)節(jié)中要注意以下幾點(diǎn)：1.通過觀察和實(shí)驗(yàn)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(guān)信息的科學(xué)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(shí)驗(yàn)儀器，能正確記錄實(shí)驗(yàn)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(xué)們要認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)

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(xué)們可以利用數(shù)學(xué)知 識進(jìn)行推算或描出圖象來分析，使結(jié)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(diǎn)是同學(xué)們的科學(xué)態(tài)度，需要考慮 的問題主要有：1.探究過程是否恰當(dāng)；2.探究得到的結(jié)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(xué)們1.能寫出簡單的探究報告；2.有準(zhǔn)確表達(dá)自己觀點(diǎn)的意識；3.在合作中既堅(jiān)持原則又尊重他人；4.能思考別人的意見，改進(jìn)自己的探究方案；5.有團(tuán)隊(duì)精神；6.認(rèn)識在科學(xué)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?！碧岢鰡栴}是科學(xué)探究的第一步。 此類試題要求同學(xué)們根據(jù)題目中提供的物理實(shí)驗(yàn)、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(lán)、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(kuò)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(jié) 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(jìn)行提問。題型2猜想與假設(shè)針對所研究的問題，提出自己的猜想與假設(shè)，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(jì)劃、設(shè)計(jì)探究方案奠定基礎(chǔ)。提出猜想通常用以下幾種方法：（1） 根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或直覺思維提出猜想。例如探究平面鏡成像的特點(diǎn)時，同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)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(guān)系提出猜想。如探究響度的大小和聲調(diào)的高低分別跟什么因素 有關(guān)。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(diào)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(guān)。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(guān)系。（3）通過類比提出猜想。如研究串、并聯(lián)電路的電流關(guān)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(fēng)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，一般就是要?yàn)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(zhuǎn)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(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)等。例2在初中物理實(shí)驗(yàn)中，常常用長方體木塊作為實(shí)驗(yàn)器材來研究一些問題，現(xiàn)在請 你以長方體木塊作為實(shí)驗(yàn)器材之一，可以適當(dāng)添加其他輔助器材，設(shè)計(jì)三個實(shí)驗(yàn)來研究或說明相關(guān)的物理問題。(力、熱、聲、光、電均可)要器材主要實(shí)驗(yàn)過程硏究或說明的 物理問題示例細(xì)卷 小車將木塊豎戰(zhàn)在小車上，用 細(xì)繩突然拉動小車向前 運(yùn)動,木塊向后倒下木塊具有慣性設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)二設(shè)計(jì)三解析 本題的設(shè)計(jì)方

8、案較多，現(xiàn)提供幾例： 設(shè)計(jì)一、添加的主要器材：彈簧測力計(jì)、細(xì)線。主要實(shí)驗(yàn)過程：用細(xì)線將木塊豎直懸掛在彈簧測力計(jì)掛鉤上，木塊靜止時，彈簧測力 計(jì)有讀數(shù)。研究或說明的物理問題：木塊受到重力。設(shè)計(jì)二、添加的主要器材：彈簧測力計(jì)、木板、毛巾、砝碼。主要實(shí)驗(yàn)過程：將木塊分別放在木板、毛巾上用彈簧測力計(jì)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(guān)。設(shè)計(jì)三、添加的主要器材：海綿。主要實(shí)驗(yàn)過程：將木塊分別平放、豎放、側(cè)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(guān)。設(shè)計(jì)四、添加的主要器材：燒杯

9、、熱水。主要實(shí)驗(yàn)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(dǎo)體。設(shè)計(jì)五、添加的主要器材：燒杯、水、某液體。主要實(shí)驗(yàn)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(jié) 本題是在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上任意添加部分實(shí)驗(yàn)器材，并設(shè)計(jì)多個實(shí)驗(yàn)，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(jìn)行設(shè)計(jì)。綜上所述，要想在考試中的科學(xué)探究題上取得高分，同學(xué)們應(yīng)該在平時的學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí) 中就要注意培養(yǎng)科學(xué)探究意識， 養(yǎng)成科學(xué)探究的習(xí)慣， 初步認(rèn)識科學(xué)探究的基本

10、思想， 在 探究過程中能夠大膽地猜想與假設(shè) （一定要注意每一種猜想與假設(shè)都必須要有一定的科學(xué) 依據(jù)），并進(jìn)行認(rèn)真的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。鞏固練習(xí)1. 為精確測量世界屋脊喜馬拉雅山的高度， 2005 年中國科學(xué)院組織科考隊(duì)利用現(xiàn) 代測量技術(shù)對喜馬拉雅山主峰峰頂進(jìn)行重新測量。 測量考察中， 科考隊(duì)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(wù)。根據(jù)以上情景，請你提出兩個問題，并從物理學(xué) 角度加以簡答。例： 問題：科考隊(duì)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(qiáng)。問題 1： 。簡答： 。問題

11、 2： 。簡答： 。2. 小明同學(xué)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(xué) 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(guān)” ，請你幫他 設(shè)計(jì)一下探究的全過程。 探究所需器材有哪些？ 探究的主要實(shí)驗(yàn)步驟是： 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格可如下設(shè)計(jì)： 探究過程中，所用的主要科學(xué)研究方法是: 你設(shè)計(jì)的探究活動中，應(yīng)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究方案，比較不銹鋼和銅這兩種 材料的導(dǎo)電性能。（1）實(shí)驗(yàn)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(dǎo)電性能？（寫出所需要的實(shí)驗(yàn)器材、畫出電路圖、寫出實(shí)驗(yàn)步驟、

12、可能出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)論）4. 小軍同學(xué)通過高倍望遠(yuǎn)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(yùn)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(xué)猜想月坑的深度可能與流星的質(zhì)量、體積及下落的高度有關(guān)。于是，他設(shè)計(jì)了一個用一只鋪滿厚厚的細(xì)沙的盤子和幾個不同的小球及刻度尺進(jìn)行探 究月坑深度的模擬實(shí)驗(yàn)，如圖 3所示。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如下表：圖3實(shí)驗(yàn)序號質(zhì)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(shí)驗(yàn)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(guān)。（2 ）由、三組數(shù)據(jù)可得：“月坑”的深度與流星的質(zhì)量有關(guān)。（3）“月坑”的深度還與流星的體積有關(guān)：體積越大，“月坑”的深度 （4）請你結(jié)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(xué)發(fā)現(xiàn)家里用皮碗（如圖 么因素有關(guān)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(yàn)證你的猜想的探究實(shí)驗(yàn)方案。答案1問題1:他們?yōu)槭裁匆逞鯕馄浚浚ㄑ鯕馄坑惺裁醋?/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(qiáng)烈，戴墨鏡可防止強(qiáng)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?jiān)谕哥R的另一側(cè)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(jìn)行a實(shí)驗(yàn)；c.用水晶透鏡進(jìn)行 a實(shí)驗(yàn)；d.比較3種透鏡焦距的大小，得出結(jié) 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(diǎn)（太陽的像），避免損傷眼睛。（其他答案，只要合理都可 以）3. （ 1）實(shí)驗(yàn)研究中應(yīng)選取長度和粗細(xì)（橫截面積）都相同的不銹鋼絲和銅絲。（2 ）實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)一只、導(dǎo)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(shí)驗(yàn)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(guān)，觀察小燈泡的亮度。 換用銅絲重復(fù)步驟。 整理器材。可能出現(xiàn)