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1、进行科学探究教学的一些思考,一、什么是科学探究 二、科学探究的目标是什么三、科学探究的要求是什么四、科学探究的操作方法 五、命题如何考查科学探究,内容提要,一、什么是科学探究,教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都遗忘掉的时候所剩下来的东西。对于物理学习来说，能剩下的东西是什么呢？如果从学生眼前来说，最明显的就是理论知识的掌握，进而中考中拿高分；而对于学生终身来说，也是最重要的，那就是科学的方法、过程以及科学的本质和价值观。,1、激发好奇心和求知欲，掌握发现问题的基本方法 2、了解科学探究的一般过程，培养科学探究的能力 3、牢固掌握科学知识以及获得科学知识的方法 4、培养创新精神，为终身学习
2、打基础 5、树立正确的科学观和价值观 6、提高学生分工、合作及组织能力,二、科学探究的目标,课堂教学气氛宽松、学生思维活跃，能够真正体现了学生是学习的主人。学生的主体性和师生的平等性能够得到充分体现。学生的学习能力得到培养，知识面宽，乐于、善于思考问题，学习主动性强，因此，在各种考试和比赛中都能够取得较优异的成绩。,科学探究的优异性：,三、科学探究的要求,1、科学探究的七个要素 提出问题 猜想与假设 制定计划与设计实验 进行实验与收集证据 分析与论证 评估 交流与合作,提出问题 能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。 能书面或口头表述这些问题 了解发现问题和提出问题对科学探
3、究的意义 猜想与假设 尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。 对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设 认识猜想与假设在科学探究中的重要性。 制定计划与设计实验 明确探究目的和已有条件 尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识，经历制定计划与设计实验的过程。 尝试选择科学探究的方法及所需要的器材。 认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。,2、课标中对探究能力的要求,进行实验与收集证据 能通过观察和实验收集数据，能通过公共信息资源收集资料 会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作。 会使用简单的实验仪器，能正确记录实验数据 具有安全操作的意识 认识进行实验与收集数据对科学
4、探究的重要性 分析与论证 能对收集的信息进行简单的比较 能进行简单的因果推理。 经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程，尝试对探究结果进行描述和解释。 认识分析论证在科学探究中是必不可少的。 评 估 有评估探究过程的意识 有评估探究结果的意识。 能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题。 尝试改进探究方案，有从评估中吸取经验教训的意识。 认识评估对科学探究的意义。 交流与合作 能写出简单的探究报告，有准确表达自己观点的意识。 在合作中注意既坚持原则又尊重他人，有团队精神。 能思考别人的意见，改进自己的探究方案。 认识科学探究中必须有合作精神。,四、科学探究各要素的操作方法,提出问题的操作方
5、法,例： 声音怎样从发声体传播到远处 先做真空中的闹钟实验，用实验现象设置情境，根据现象可提出：为什么听不到钟声？怎样才能听到声音？通入空气后能否重新听到声音？声音靠什么来传播？,程序：设置情境-运用方法-提出问题 情境：日常生活例举、自然现象、实验现象 一般方法： 为什么？- 怎样？- 如果条件变了，将怎样？- 是什么？-,抓因果关系提问题 通过比较提问题 抓联系提问题 运用可逆性原理提问题 运用归纳法提问题,提出问题时运用的一些方法,抓因果关系提问题举例,研究课题：第十五章第三节 比较不同物质的吸热能力,创设生活情境：烈日下，在海边玩耍时，站在水里，脚感觉水是凉的，而站在砂地上时，会感觉砂
6、子是热的。 思考并提出问题：光照条件是相同的，气温也相同，脚却有不同的感觉，原因就是接触了水和砂子两种不同物质，温度不同的原因就是物质不同造成的，进而提出问题：不同物质的吸热能力和什么有关 ？,通过比较提问题举例,探究课题：第八章第1节 研究电磁铁,创设实验情境：教师做下面两个实验 1、一个电磁铁和一个通电螺线管通相等的电流后吸引大头针 2、给两个相同的电磁铁通以不同的电流，再吸引大头针。 学生观察并发现：两次实验中，两个对象吸引的大头针个数都不相等 ，再通过比较可知，实验1中，电磁铁吸引大头针比通电螺线管多，而实验2中，通以较大电流的电磁铁吸引的大头针个数更多，比较的基础上自然会提出问题：“
7、电磁铁的磁性强弱和什么因素有关”的问题，为后续的探究打下了基础。,抓联系提问题举例,创设生活情境：当你躺在浴缸的水中时，会有感到自己变轻，同时发现缸中的水面升高了。人感觉变轻是因为人受到水的浮力，水面升高是因为人进入浴缸后排开了一部分水。人体在水中部分越多，排开的水也越多，人就感动越轻，说明浮力大小与排开的那部分水的多少一定存在某种关系。 由此可以引导学生提出这样一个问题：浮力的大小跟物体排开的那部分液体的多少是否存在着一种简单的关系呢？,课题：十三章第5节 探究浮力的大小等于什么,运用可逆性原理提问题举例,创设情境：回顾奥斯特实验可知，电可以生磁，说明电现象和磁现象有联系。 提出问题：既然电
8、现象和磁现象有联系，电可以生磁是二者相互联系的一个方面，反过来说，磁可不可以生电呢？在什么情况下磁可以生电呢？,课题：第八章第5节 探究什么情况下磁可以生电,运用归纳法提问题举例,创设生活情境：拔河比赛时，都希望队员体重大些，并且穿的防滑的运动鞋；汽车陷到泥地里，在车轮下垫上沙袋等物体，车就可以开出来，或者多找些人坐在车上，车也容易开出来- 提出问题：归纳上述实例可知，拔河能否取胜，车能否开出来，取决于摩擦力，例子中分别提到了运用两种不同的方法来使摩擦力增大，自然会想到并提出摩擦力的大小和什么因素有关的问题。,课题：第十二章第3节 探究摩擦力的大小和什么因素有关,猜想与假设的操作方法,程序：依
9、据事实-科学方法及思维方法-做出猜想 事实：日常生活现象、自然现象、实验现象 科学方法：观察法、实验法、模型法、控制变量法、 等效法 -等等。 思维方法：分析和综合、归纳和演绎、比较分类、 类比 法、逆向思维法-等。,一般程序,1、按日常经验或事实进行猜想 2、运用直觉进行猜想 3、运用经验和直觉相结合进行猜想 4、运用物理学思维过程进行猜想 5、运用逆反原理进行猜想 6、运用“类比法”进行猜想 7、运用理论分析法进行猜想,猜想方法,1、按日常经验或事实进行猜想举例,其操作程序是： 针对问题运用已有的经验提出猜想与假设,探究的课题：第十四章第1节 重力势能的大小与哪些因素有关,学生A：我相重力
10、势能与物体的高度有关，因为从高处下落到地面的物 体破坏力强些。 学生B：重的物体下落到地面时危害大些，轻的物体下落到地面时危害 小些，因此我想重力势能可能与物体的重力或者说质量的大小有关。 师：还能举出支持这两个观点的具体实例吗？ 学生： 师：那么我们可以提出一个什么猜想呢？ 学生A：物体的重力势能可能与物体的高度、重力或者质量等因素有关。,本例中的方法是在初中物理科学探究教学中十分常见的一种猜想方法。已有的经验是指大脑中已有的知识、日常生活实例、实验现象等。,2、运用直觉进行猜想举例,其操作程序是： 针对问题凭直觉去感受提出猜想与假设,探究的课题：第二章第2节 探究光反射时的规律,教师：演示
11、光的反射现象，介绍反射角与入射角。提出问题：反射 角与入射角的大小有什么关系？ 学生A：（通过观察凭直觉）反射角比入射角小些。 学生B：（通过观察凭直觉）反射角与入射角是一样大的。 学生C：有时候反射角大些，有时候反射角与入射角相等。 学生D：反射角小于入射角。,直觉猜想是一种非逻辑地突然领悟，是以自己的拥有的经验为基础，从整体上跳跃地、直接地、迅速地、抽象地把握事物本质，提出猜想的过程,3、运用经验和直觉相结合进行猜想举例,其操作程序是： 针对问题获得的经验凭直觉感受提出猜想,探究的课题：第一章第3节 探究什么因素决定音调高低,教师：与学生一起做一端伸出桌面不同长度的钢尺振动时发出声音 的音
12、调不同实验。 学生：凭直觉感受当时振动的快慢不同。 教师：（引导学生提出猜想）钢尺的振动快慢不同，发出的声音高 低也不同，由此我们可以得出什么猜想？ 学生：声音的音调与发声体振动快慢有关，振动越快音调越高。,其经验是指日常实例、已有的事实及实验现象等；凭直觉感受是指根据上述经验，凭直觉进行非逻辑性思维，感悟出一定的道理；并根据直觉思维的结果形成初步的猜想。,4、运用物理学思维过程进行猜想举例,其操作程序是： 针对提出的问题搜寻事实归纳分析形成猜想,探究的课题：第十一章第5节 探究摩擦力对物体运动的影响,提出问题：如果物体不受力，它将会怎样呢？ 学生A：物体不受力就不会运动 学生B：我认为A同学
13、的说法不完全对，因为从实验中可以看出，从 斜面上下滑的物体如果不受摩擦力，就会不停地运动下去， 所以说，物体在不受力时才可以运动。 学生C：物体受力也不一定会运动，比如放在桌面上的书。 学生D：我同意A的观点，比如说在公路上行驶的汽车，没有牵引力 就会停下来。 教师：以上同学的说法都有合理的一面，也都有不全面之处，不受力时是运动还是 静止要看物体原来是运动的还是静止的，想想看- 学生E：我觉得物体静止时，如果没有力去作用它，它就会永远静止，比如放在桌 上的书；而运动的物体，如果没有力去阻止它，就会永远运动下去，比如 实验中从斜面上下滑的小车。,搜寻事实就是要求寻找与问题有关的大量实例，如通过观
14、察周围的现象、利用身边的器材进行的实验、回忆有关的事实经验，或查找有关的资料等；归纳分析就是要分析所搜集到的大量实例，找到它们的共性内容或特点,5、运用逆反原理进行猜想举例,其操作程序是： 针对提出的问题回忆相反问题的结论对相反问题的结论进行相反的思考提出猜想与假设,探究的课题：第十二章第3节 探究摩擦力的大小与什么因素有关,教 师：经过探究，我们知道压力和接触面的粗糙程度是影响摩擦力 的因素，如何增大摩擦力呢？ 学生A：如果增大压力和接触面的粗糙程度可以增大摩擦力， 教 师：那么如何减小摩擦力呢？我们可以对增大摩擦力的方法进 行相反的思考来进行猜想。 学生B：（提出减小摩擦力的猜想）减小压力
15、可以减小摩擦 学生C：可以通过使接触面光滑来减小摩擦。 学生D：可以使接触面脱离接触来减小摩擦,6、运用“类比法”进行猜想举例,其操作程序是： 针对提出的问题回忆或探讨相似问题的结论将这些结论与新问题进行类比提出猜想与假设,探究的课题：第五章第4节 探究串联电路中各点电流有什么关系,教师：（提出问题后）让我们先探讨另一个问题，观察或回忆水流 情况，在不同粗细、形状但没有分支的水管里的水流大小是 否一样？ 学生：（通过讨论）：无论水管形状如何，粗细如何，水流是一样大小 的。 教师：能否将这个结论与电流类比，把定向移动的电荷比 做水，导体比 做水管，从而提出猜想？ 学生：如果这样的话，我猜想：串联电路各点电流可能相等,7、运用理论分析法进行猜想,其操作程序是： 物理定义 -关键词的分析-对关键词进行猜想-对猜想进行辨析,探究的课题：第十四章第1节 探究动能的大小与什么因素有关,教 师：物体由于运动而具有的能叫动能 教 师：在这个定义中，关键词都有什么？ 学生A：物体、运动 教 师：有关物体，你都能猜到什么？ 学生B：动能和密度、体积、质量、重力有关 教 师：有关运动可以猜想到什么？ 学生C：动能大小和速度有关 共同讨论：体积相同时密度越大质量越大，重力也越大。但物体的运动不一定是竖直方向的
