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1、宁海县跃龙教育集团跃龙中学 杨尧飞2009.4.10,初三科学中考复习研讨会第2 块 科学探究,科学探究的重要性,科学的核心是探 究。 科学探究是学习科学的一种重要方法。 科学探究也是现行科学教材中的一个重要组成部分。,控制变量法、等效替代法、转换法推理法、模型法、比较法、类比法、图像法等，是初中科学常用的研究方法。,一.控制变量法所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过成中,对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其它的变量不变,最终解决所研究的问题. 这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次实验只有一个条件不相同，若两次实验结果不同，则与该条件有关，否则无
2、关。反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法，也是中考出题最多的方法。,在初中课本中,应用这种方法的有: 1.蒸发的快慢与哪些因素有关 2.滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 3.液体压强的大小与哪些引速又关. 4.浮力的大小与哪些因素有关 5.压力的作用效果与哪些因素有关 6.滑轮组的机械效率与哪些因素有关 7.动能的大小与哪些因素有关 8.重力势能的大小与哪些因素有关 9.导体的电阻与哪些因素有关 10.探究电流与电压的关系 11.探究电流与电阻的关系 12.探究电流做功的多少与哪些因素有关 13.探究电流的热
3、效应与哪些因素有关 14.探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,二.等效替代法,用相等或容易测得的量代替不便直接求出的物理量,这种方法就是等效替代法等效替代法是常用的科学思维方法。等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代，而保证结论不变。等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。例如我们学过的等效电路、等效电阻、分力与合力等效,在初中课本中,应用这种方法的有:,1.在研究合力时, 一个力和两个力使弹簧发生的形变是等效的,那么这个力就替代了两个力,所以叫等效替代法
4、 2.在研究串并联电路的总电阻时,也用到了这种方法. 3.在平面镜成像的实验中,我们利用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同,因为我们无法真正的测量物与像的关系,所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小. 【典例探究】探究物理规律和解决实际问题常运用到许多重要的物理思想和方法下列过程中运用了“等效替代”方法的是（ ） A测量一张白纸的厚度B. 研究电流与电压、电阻的关系 C. 曹冲称象 D. 牛顿总结出惯性定律,物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通过用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，一些比较抽象的看不见,摸不着的物质的微观现
5、象,要研究它们的运动规律,使之转化为学生熟知的看得见,摸得着的宏观现象来认识它们,这种研究问题的方法叫做转换法。初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。,三.转换法,四.理想模型法,实际现象和过程一般都十分复杂,涉及到众多因素,采用模型方法可起到简化和纯化的作用.忽略次要因素,从复杂事物中抽象出理想模型,合理近似的反应所研究事物的本质特征,这种研究问题的方法叫理想模型法.,五科学推理法,【知识回放】推理法是根据已知物理现象和规律，通过想象和推理对未知的现象做出科学的推理和预见.推理法是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推理，得出结论，达到认识事物本质的目的。理想实验是研究
6、物理规律的一种重要的思想方法,它以大量的可靠的事实为基础,以真实的实验为原形,通过合理的推理得出物理规律.,六.类比法,类比法是指将两个相似的事物做对比，从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有相应性质的方法.类比法在物理中有广泛的应用。所谓类比，实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理。它是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。在物理教学中，类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。 【典例探究1】图2甲是水流形成图，我们对电流的成因（图2乙）的认识是通过分析图甲中水流的成因来了解的，这种方法在物理学中称为（ ） A.
7、比较法 B.类比法 C.等效法 D.控制变量法,七.归纳法,【知识回放】归纳法是通过样本信息来推断总体信息的技术.要做出正确的归纳,就要从 整体中选出的样本足够大而且具有代表性. 在实验中为了验证一个物理规律或定律, 就要反复的通过实验来验证它的正确性,然后分析归纳,得出正确的结论.比如铜能导电,铝能导电,锌也导电,归纳出金属导电.在阿基米得原理实验中,F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳 总结,才得出结论,验证了该原理的正确性.在验证杠杆平衡条件实验中,验证导体的电阻与什么因素有关的时候,我们都是经过 多次实验,然后进行归纳总结,得出正确结论.,八.图象法,利用图象这种特殊且
8、形象的数学语言工具,来表达各种物理现象的过程和规律,这种方法叫图像法. 物理图象不仅可以使抽象的概念直观形象，动态变化过程清晰，物理量之间的关系明确，还能表示出用语言难以表达的内涵。 【典例探究1】在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示.则由图可知,元件A的电阻为5;将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两 端,则通过A和B的总电流是 .,科学探究,1.内容依据：中考说明中科学探究的六个环节,提出科学问题,进行猜想或假设,制定计划 设计实验,检验 与 评价,观察与实验 获取事实与证据,表达与交流,2.目标定位,让学生较系统掌握科学探究的六个环节，增进对科学探究方法和
9、过程的理解。 将抽象的科学探究方法成为学生解决探究问题的有形工具，提升为掌握方法和策略的层面 发展学生综合应用的探究能力，提升应对中考实验探究的解答水平,3.教学建议, 内容选择：既按探究环节顺序又有所侧重,这节课的内容：,提出科学问题,进行猜想,制定计划，设计实验,对实验设计进行评价,素材选择：,有效、简约、新颖,这节课的教学流程,雪灾中的 相关事件,提出科 学问题,为教学目标 创设请境,教学流程,1、提出问题,为什么撒了食盐后熔化的冰雪不再结冰?采用直接“问题化”的方式进行陈述 这是较低级水平的层次 水中添加食盐是否会降低水的凝固点？找到了与现象有关的因素，具有探究方向，形成一个可以进行科
10、学探究的问题这是较高级水平的层次,材料1：08年南方地区出现大雪灾，多条交通要道积雪严重，为能缓解交通压力，人们采用机械除雪，但熔化的冰雪到了晚上有可能再次结冰。为此,护路工人在路面上直接撒上一定量的食盐，使熔化了的冰雪不再结冰，从而缓解交通压力，尤其是降低了夜晚交通事故的发生。 根据上述事例,结合你所学科学知识,请你提出一个科学问题。,1、为什么撒了食盐后熔化的冰雪不再结冰？,2、水中添加食盐是否会降低水的凝固点？,你会选择哪个“问题”进行实验研究？,进行简单的因果推理，提出可探究的问题，更有利于建立猜想。,一、提出科学问题：,根据情境提出恰当的问题,表述格式（疑问句）： （1）影响某某大小
11、的因素是什么？ （2）某某的大小和某某是否有关？ （3）某某为什么会（能）？,观察汤团煮熟前后的两幅图，请你提出有关的问题,练习2,雪灾中的 相关事件,提出科 学问题,建立 假设,为教学目标 创设请境,分析 对比,感悟提问策略,优 化,这节课的教学流程,教学流程,欣赏这美丽的夜景，你会 联想哪些物理问题呢？,光污染,能量转化定律,热岛效应,噪声污染,我发现我快乐,我国经济快速发展，很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点，纷纷为自己的产品做广告，但有些广告制作却忽视了其中的科学性。如图14所示的两幅广告图中各有一处科学性的错误，请你找出来并简要说明它违背了什么物理原理或规律。甲图错误： 它违背
12、了 ；乙图错误： 它违背了 ；,茶水倒出来了,连通器原理,勺看起来是直的,光的折射规律,我发现我快乐,小试牛刀,看图说话：发挥你的想象力，将这几幅图景与你学的科学知识联系起来。,提出问题：,1.能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与科学有关的问题。 2.能书面或口头表述这些问题。,2、进行假设,1、作假设要有科学根据。 主要是指已经掌握的科学知识、生活经验、事实等 2、作出的假设应该是可以通过科学探究来检验的。3、不一定是所有的探究都需要假设。,如：水中添加食盐会降低水的凝固点。,建立合理的假设（猜想）,表述格式（注意“可能”两字）： （1）某某可能受某某的影响 （2）某某的大小可能和某某有
13、关,用珍珠（主要成分CaCO3）加工成的“珍珠粉”是一种名贵中药材、保健品。可近年来市场上出现了一些假冒的“珍珠粉”，据工商局人员说，仅用肉眼观察难辨真假，但可从它们的性质上去区分。请据此提出相关的猜想。,练习3,雪灾中的 相关事件,提出科 学问题,建立 假设,设计 实验,为教学目标 创设请境,分析 评价,感悟提问策略,优 化,交流评价 动态生成,设计实验 的方法,完 善,这节课的教学流程,教学流程,3、制定计划 设计实验,设计探究方案要把握以下几点： 1、根据研究的问题或猜想明确探究的目的。 2、明确探究中：显示什么，怎样显示(因变量)；控制什么，怎样控制(无关变量)；改变什么，怎样改变(自
14、变量)。 3、根据显示、控制、改变的需要选取实验器材,对设计实验的评价,1、实验过程是否与探究目的相符 2、自变量（要改变的量）设置是否合理，无关变量（控制的变量）是否控制到位，应变量（要显示的变量）效果是否明显。 3、观察和测量是否精确 4、探究实验获得的证据是否可靠（是否排除偶然性） 5、操作的可行性、安全性、简约性,对设计实验评价要把握以下几点：,设计简明的实验方案,基本思路： （1）控制变量法 （2）对比实验 基本要求：方案要简洁明了,实验设计关键点：,所设计的实验要能够有明显的现象或数据来证明我们的猜想是否正确，而且越明显越好。,设计实验过程中，要做到对干扰变量的科学控制、排除干扰、
15、准确分析找到要研究的量（自变量）以及带来的反应变量（因变量）。,材料2：草履虫是单细胞原生动物的代表,它喜欢生活在稻田、水沟或水不大流动的池塘中，以细菌和单细胞藻类为食。1、某研究性学习小组在草履虫的采集和培养过程中，又有了很多新的发现，进行探究(培养皿中各加入40只生长良好的草履虫), 记录下表数据:,通过分析，你认为他们想探究的问题是：,温度对草履虫的生存影响？,水质对草履虫的生存影响？,改变,观察,控制,控制,pH值对草履虫的生存影响？,2.研究小组发现家用洗洁精是池塘水体污染源之一，进入河水的洗洁精是否会对草履虫的生存造成影响呢？ 提出假设：不同浓度的洗洁精对草履虫的生存不会产生影响。
16、 设计实验(请补充完整）第一步、取5个培养皿，分别标记为1到5号。第二步、 第三步、在15号培养皿中加入等体积的上述洗洁精溶液。第四步、第五步、小华说本实验的设计还可以完善，你认为呢？,用清洁的河水分别配置不同浓度的洗洁精溶液。,在5个培养皿中各加入40只生长状态良好的草履虫。,将培养皿放入25OC的保温箱中，培养一段时间后，借助显微镜进行观察，,。,记录存活的草履虫数量。,回归雪灾：“水中添加食盐会降低水的凝固点”这一事实规律的发现，使氯化钠成为融雪剂被广泛使用。但科学有时是把“双刃剑”，大量使用氯化钠这种融雪剂过程中，发现破坏力很大，既损害植被、土壤溶液，又对城市道路、桥梁等以钢筋混凝土为主的市政设施有很大的腐蚀和破坏作用。于是专家们对融雪剂有了更多的思考。,
