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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

2、则无关。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

3、的热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

4、替代法 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

5、微观现象,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

6、是研究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（ ）

7、 A.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

8、象这种特殊且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

9、学探究方法和过程的理解。 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

10、成一个可以进行科学探究的问题 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）：

11、（1）影响某某大小的因素是什么？ （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。

12、甲图错误： 它违背了 ； 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）

13、某某的大小可能和某某有关,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

14、)； 改变什么，怎样改变(自变量)。 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

15、到对干扰变量的科学控制、排除干扰、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

16、的洗洁精对草履虫的生存不会产生影响。 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

17、、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。,围绕材料信息，继续思考， 引发可探究的新问题,练习4：下图是实验室用排水法收集得一瓶无色无味、无毒的气体。下面是几位同学对该气体的猜测： 小红认为该气体可用排水法收集，应是H2； 小芬认为该气体瓶口向上放置，应是CO2 ， 小军认为既能用排水法收集，瓶口又向上放置，应该是O2。,你支持哪位同学的观点？ 请你设计简单的实验，证明你选择的观点正确。（简述操作过程，现象和结论）,雪灾中的 相关事件,提出科 学问题,建立 假设,设计 实验,针对性 训练,为教学目标 创设请境,分析 评价

18、,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,巩固强化,迁移内化,这节课的教学流程,教学流程,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：,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生存不会产生影响。 设计实验(请补充完整） 第一步、取5个培养皿，分

19、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、 记录数据： 小华说本实验的设计还可以完善，你认为呢？,在其他条件相同的情况下，培养一段时间后,借助显微镜进行观察， 。,三、整合探究复习课应关注以下几点：,1、关注探究问题的情景创设的有效性 2、关注探究方法的理解和升华 3、关注学生探究思维的发展 4、关注学生的复习兴趣,4、观察与实验 获取事实与证据,1.能初步描述实验数据或有关信息。 2.能对收集的信息进行简单的比较。 3.能进行简单的因果推理。 4.经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。 5.尝试对探究结果进行描述和解释。 6.认

20、识分析论证在科学探究中是必不可少的。,综合应用,1、加强对08年各地市中考试题中探究题的研究，尤其要剖析新型探究题考点和解题的要点。 2、注重对学生的薄弱方面强化练习 如：语言表达方面 （1）表达时，没有体现控制变量法的思想。 （2）表达时，前因后果关系混乱，甚至颠倒。 （3）描述实验步骤或操作没有切中关键点。 （4）评价时太简单，没有科学意义。,科学探究的常见题型,开 放 型: 如条件开放型（对实验条件不完全限制）， 操作方法开放型（对操作方法不完全限制）， 目标开放型（即对实验中可能产生的结果多方 位地进行估侧）。 实验设计型:如实验方案或方法的设计、实验原理的设计、 实验装置的设计与实验

21、操作步骤的设计等。 故障分析型:如实验故障的判断、原因分析以及排除故障的 方法与手段 实验报告分析型:如给学生一份不完整的实验报告，真实地 再现实验过程，综合考查学生对实验原理的 理解、仪器的使用、分析误差的能力 评价分析型: 如实验方案的评价，实验操作步骤的评价与 判断，实验数据的整理与加工，问题解决过程 的分析与判断等,(08衢州)水蚤的身体呈半透明，制作装片后在低倍显微镜下可以观察到其心脏的搏动情况。某班甲、乙、丙、丁四组学生，分别用滴管从10、20、30的三种含有水蚤的培养液中吸取培养液，滴在载玻片上，制成不同装片进行观察，得到数据如下表。试回答： (1)本实验研究的问题是 。 (2)

22、表中有错误数据的组别是 。 (3)实验数据有误是因为实验操作的时间太长引起的，为什么实验操作的时间太长会引起数据错误? 。,对所获得的数据进行分析、处理，并解释错误 数据的原因。,考查从题目的情景和实验数据中提出科学问题，,（08杭州）土壤中含有植物生长所必需的各种无机盐，该同学为了验证镁是甲种植物正常生长所必需的元素，设计了如下实验：选择两盆生长状况相 似的甲种植物，在一盆甲种植物的土壤中浇灌蒸馏水，在另一盆甲种植物的土壤中浇灌等量的含镁离子的蒸馏水，保持其它实验条件相同，观察比较两盆植物的生长情况，如图所示。你认为这样的实验设计合理吗? ；理由是 。,考查对探究实验设计的评价。,(08厦门

23、)如图17所示，把小球从O点沿水平滑杆拉到A点放开后小球在D点两侧来回振动。对小球振动的快慢，小星提出了如下猜想： A小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x有关： B小球振动的快慢与它的质量m有关。 （1）现有固定支架、弹簧、质量不同的小球、天平、刻度尺等器材。为完成本实验，还需要的器材是 。 （2）小星实验探究的部分数据记录如下： 表格中的实验数据是验证猜想 时 记录的。（选填“A”或“B”） （3）分析表格中的数据，可得出结论： 。,考查对器材的选择，对结论的科学描述,加强科学探究能力和实验技能的考查。实验题既要考查基本技能，更要考查学生实际的探究能力。探究性试题要关注学生的思维过程，提倡在

24、新的情景中考查学生的科学探究能力，避免将科学探究分解为生搬硬套的知识和按部就班的程序进行考查的偏向。,科学探究能力,发现问题、提出问题的过程：,表 达,抽象、概括,发展学生提出问题的能力的途径：,设置必要的情境让学生在该情境中有所发现,布置一定的任务让学生为完成任务提出问题,金属丝被拉断时拉力的大小和什么因素有关？某同学在一台拉力机上通过实验来探究这个问题。这台拉力机可以逐渐增大固定在该机器上金属丝的拉力，可以读出金属丝拉断时的拉力大小。实验可提供的金属丝有右表所列个品种（每个品种有多根），请根据有关猜想选择实验的金属丝。 (1)猜想一：相同材料、相同横截面积的金属丝被拉断时，其拉力大小与金属

25、丝长度无关。 为验证猜想一应选用金属丝_、_、_。 (2)猜想二：相同材料金属丝拉断时单位横截面积所受拉力相同。 在猜想一已获得验证的情况下，为验证猜想二，应选用的金属丝为_、_、_。 (3)猜想三：不同材料的金属丝拉断时，其单位横截面积所受的拉力不同。 在猜想一、猜想二都获得验证的情况下，为验证猜想三，应选用的金属丝为_、_、_。,（制定探究计划）,(1)猜想一：相同材料、相同横截面积的金属丝被拉断时，其拉力大小与金属丝长度无关。 为验证猜想一应选用金属丝_、_、_。 (2)猜想二：相同材料金属丝拉断时单位横截面积所受拉力相同。 在猜想一已获得验证的情况下，为验证猜想二，应选用的金属丝为_、

26、_、_。 (3)猜想三：不同材料的金属丝拉断时，其单位横截面积所受的拉力不同。 在猜想一、猜想二都获得验证的情况下，为验证猜想三，应选用的金属丝为_、_、_。,知识要求：金属丝受的拉力太大会被拉断。,探究能力：1.明确探究目的和已知条件，经历制定计划的过程 2.尝试选择科学探究的方法和所需的器材 3.尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识,归纳科学规律，陈述探究结果：,归纳科学规律 寻找数据之间相互规律的特征（相等，之和，之差，乘积，比值）。 关注条件改变与现象变化之间的联系（及两者的数量关系）。,用简洁、准确的语言陈述探究结果,紧密联系学生的生活和社会实际，努力创设能引起学生兴趣和

27、联系实际的情景，联系实际要注意符合学生的认知水平，对复杂的实际事物将适当简化。,紧密联系实际,试题应较多地选取了现代科技知识、社会热点问题作为问题情景，引发学生关注现代科技的发展，认识科学、技术与社会的相互关系。对科学、技术与社会关系的考查，应结合在具体的科学知识和技能的考查中进行，避免标签化和形式化。,关注STSE,注意体现学科间的综合性，培养学生从整体上认识事物，从科学本质上分析现象和把握规律的能力。,综合性,5、写出完整的实验结论,结论要求： （1）结论要完整 （2）要体现出控制变量的思想 若变量较多，可用“当其他条件相同时”概括。,书写方法：1、书写结论，看目的 2、分析归纳，找变量

28、3、语言表述，要完整,例5：小军用弹簧秤来探究“底面积相同的木块和铁块的下表面哪个更粗糙”，他在同一水平桌面上进行了如图甲、乙所示的实验。 叠放的物块在水平拉力作用下均作匀速直线运动，在甲实验中，测得拉力F甲=3牛；在乙实验中，测得拉力F乙=3.5牛。通过实验，小军可以得出的结论是：,6、检验与评价,物理实验：（1）有无控制变量 （2）有无进行多次实验减小误差或排除偶然性,生物实验：有无对照实验、所选实验生物是否相同、用于实验的生物数量是否太少。,6、实验方案的评价方法,化学实验： （1）实验原理是否可行 （2）原料的利用率 （3）实验方案是否简单方便 （4）有无环境污染（有无尾气除理）,科学

29、探究, 最需要注意什么?,1、读题的透彻性 2、答题的严密性 3、对知识点的敏感性 4、对错误认识的表象性,34（07年）小周想比较相同质量的生石灰和浓硫酸在相同条件下对空气的干操效果，他设计了一个不使用其它化学药品而又最简单的实脸请你写出小周设计的实验步骤，井回答以下问题； （1）写出实验步骤： ，比较两种物质的质量变化。 （2）若小周设计的实验操作步骤正确，结果仍有误差，你认为造成实验误差的主要原因是 。 （3）在下列气体中：氧气、二氧化硫、氨气、一氧化碳，不能用生石灰干燥的有 。,31(06年)在实验室中，利用下图装置可以制取并收集多种气体(必要时可以加热)。,F,.李明同学想选择下列装置制取干燥、平稳、大小可控的氧气流，应优先选择的气体发生装置是_ (填装置符号)，其制取氧气的化学反应方程式为_，C瓶中盛放的试剂是_ 。 .李明同学还想利用上述实验装置用H：还原氧化铜，但王强同学认为要将其中的一个装置改造后，才能进行H2还原氧化铜的实验。这个实验装置的改造方法是_。,.A装置去塞，并将导管伸入试管底部(D装置试管口略向下倾斜，去塞，将导管伸人试管底部),实验方案及原理,32(06年)