科学探究七要素

1、科学探究科学探究包含了七个方面的要素：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、评估以及交流与合作。“科学探究”的目的物理课程中，科学探究是学生积极主动地获取物理知识，认识和解决物理问题的重要实践活动，其目的是让学生通过亲身经历和体验与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法， 领悟科学的思想和 精神，理解科学的本质，挖掘智力潜能，培养科学探究能力、 实事求是的科学态度和敢于创 新的探索精神。“科学探究”的地位“科学探究”在物理课程中的地位，已经在物理课程标准中有明确的表述：物理课 程内容包括：科学探究

2、（七个探究要素和探究能力的基本要求）科学内容（基本知识与基本 技能）。这说明：科学探究的探究要素是学生在学习物理课程中重要的学习内容；科学探究 的能力目标是对学生除 “双基”以外要达成的另一目标要求； 科学探究还是一种重要而有效 的学习方式（以下简称为探究式学习方式），它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。 如何在物理课堂教学的科学探究环节中引导学生学习和把握“科学探究要素”，达成“科学 探究能力的基本要求”，学会利用“探究式学习方式”来进行学习，是物理教师应该着重思 考和解决的问题。因此，我们可以选择适合于进行“科学探究”的教学课（以下简称为“物 理探究课”）来进行有侧重的教学设计和课堂

3、教学，以便探讨如何解决这些命题，达成物 理课程标准中对学生科学探究要素及探究能力的基本要求。“科学探究”的程度由于不同阶段学生的生理特点区别，不同学生群体和个人的特点区别，不同教师背景特长的区别，不同地区学校条件环境资源的区别等，因此“物理探究课”的教学设计必须是灵活多样的。应当认识到：探究是一种多侧面、多形式的活动；又由于有些探究活动的指导和 开放程度不同，有些探究活动只包含了探究的部分要素和特征，有些探究活动要求学生参与探究的全过程等。因此探究活动中每一个要素的目标和整体的目标都是应该而且可以分层次 的。所以我们在设计探究教学时， 必须知道每一个要素目标不同层次的具体要求，对每一个具体的活

4、动设计能达到的目标层次做到心中有数。美国国家研究理事会在科学研究的专著 中，对科学探究学习活动进行了分类研究，对每一类活动中学生自主探究的程度分别进行了划分和描述。一提出问题能力的培养“提出问题”是科学探究的前提，其能力要求有： 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。认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。提出问题的能力是指从外界众多的信息源中， 阐明自己所发现的、 有价值的问题信息的 能力。“提出问题”，不是仅仅指带有问号的一般性问题，而是特指那些可以引起思考和探 究的问题。爱因斯坦也指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决问题

5、 也许仅是数学上的或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力；而且标志着科学的真正进步。”著名美籍华人杨振宁教授曾指出：“中国学生普遍学习成绩出色，特别在运算和推理方面比国外学生有明显优势， 但中国学生最大的缺撼，就是不善于提出问题，缺乏创新精神。”没有问题就难以诱发和激起求知欲，学生就不会去思考，去创造。因此，培养学生会提出问题的能力，是促进个体认知发展的重要途径，也是教会学生学会学习的方法之一。而提出问题的前提是发现问题， 如果没有发现问题， 就不能提出问题，科学探究便无从谈起。因此，发现问题和提出问题是进行科学探究的前提，也是课程标准对学

6、生科学探究能力的要求。能否引导学生发现问题， 提出问题，并且提出能进行科学探究的问题，关键在于教师是否能为学生创设问题情景，能否适时引导学生在所创设的问题情景中发现问题，进而提出问题。弓I导学生提出问题可以分四步走：一、创设问题情景创设问题情景的方法很多，可以针对不同的课题和内容，选择适当的方法，如投影、挂图、录像、演示实验等生动地再现与教学内容有关的物理现象、物理事实，让学生自主地发现并提出问题。例如在声音的产生和传播教学中，教师播放歌曲“黄河大合唱”后，学 生可以提出一系列问题： 声音是怎样产生的？声音又是如何传入人耳的？等。再如“焦耳定律”这节课一开始，播放一段“电线着火”录像和展示电炉

7、工作时的真实情况，创设电热的 物理情境，促使学生提出要探究的问题，并激发他们进一步探究的欲望。二、弓I导学生在问题情景中发现问题1、从挂图、插图、声象等素材中发现问题：让学生从教师提供的各种素材中，仔细观察细 微处，从中发现问题。2、从日常生活中发现问题：日常生活中很多现象与物理息息相关，这些现象天天呈现在我们面前，我们已习以为常。 教师能够引导提醒学生关注这个大自然，从中发现不能解释或解决的问题。3、从各种俗语中发现问题：五千年的文化沉淀，使民间流传着许多俗语，很多是有科学道 理的。引导学生分析它，并发现其中需要探究的问题。4、从实验现象中发现问题：学生在做实验或参与其他活动的过程中，能发现

8、许多实验现象 或与物理相关的现象，这些现象便成为了一个个问题，稍加引导，就可以形成“探究性”问 题。5、从自身体验中发现问题：学生生活在大自然中，会有许多自身体验。可以引导学生回味 和挖掘自身体验，并从中发现问题。三、弓I导学生提出问题，并且提出具有科学性的问题要成功地引导学生提出问题，教师应该做到能够创设初与学习内容紧密相关的、具有启发性的问题情境，营造宽松和谐的课堂学习氛围，同时教师应该主动参与学生的学习过程，与同学一起思考，有足够的耐心和乐于等待学生主动提出问题。由于不同情况下问题的内容、性质各有特点，因而提问的方法和途径应各有特色。只有恰到好处地提问， 才能揭示问题的本质，反之，提问方

9、法不当，不但不能切中问题的要害，反而易使人感到乏味和厌烦。因此, 要想提高学生的提问能力，还必须教给学生一些基本的提问方法，使学生善于提问。“问题提出”的层次1、以“问题化”的陈述方式提问这是一种就现象而现象提出的问题。例如：某学生在河边玩耍，看见两女士在河边散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管她们的体重看起来相同，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显的差异。 再例如：某学生在观看许多鸟类标本时，发现啄木鸟的嘴巴和鸽子等鸟不同。学生很容易提出这样的陈述性问题：“为什么高跟鞋鞋跟对湿地的压痕会比平跟鞋深？”、“为什么啄木鸟的嘴需要特别坚硬？”2、提出可以进行探究的“科学问题、探究问题”这是一

10、种就现象论本质提出的问题。如将上面例子中发现的现象演变为一个科学问题，可表述为：“力对物体的破坏作用与受力面积有什么关系？”（科学问题）。“力对物体的破坏作用与什么因素有关？” （探究问题），从而引发探究，最终形成“压强”的概念。“问题提出”的一般方法碰到某个物理现象，一般可从以下四个方面入手：由何（为什么）、如何（怎样）、若何（如果条件变了，将怎样）、是何（是什么）。如：做完真空中的闹钟实验，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？1、因果法：观察到一个物理现象时，就要开动脑筋问一问产生这一现象的原因是什么2、类比法：比较同一物理规律

11、在不同情境下的应用；不同概念，不同规律之间的异同；比较某一瞬间前后情况的变化 ；比较互相矛盾的解释、说法和理论 ；比较新事物和旧理论之间的 矛盾和类似现象之间的异同，从中发现问题。3、验证法：对推理得出的结论，能设计实验加以验证吗？反之，实验中发现的规律、现象能从理论上加以论证、解释吗 ？4、扩大法：从特殊情况或现象中总结出的规律，推广到更大范围或一般情况还能成立吗*这规律是具有普遍性还是只适合于某些特殊情况？怎样改动才可以应用到另外的情况 5、极限法：在通常情况下出现的现象或成立的理论与规律，放到极端条件下还会出现或成立吗？ 会不会出现新的问题？比如说现实世界是有摩擦力的，如果没有摩擦力，世

12、界上的事物将变成什么样子呢？6、 变化法：如果原因改变，结果会怎样？7、 转化法：物体的性质能在一定条件下转化吗？&逆反法：正面的问题，反过来会怎样？正定理成立，逆定理也一定成立吗 ？9、归纳法：有众多相似的现象，这些现象有共同点吗？它们遵循什么规律？四、引导学生将问题聚焦于本课主要内容如果学生提出的问题比较发散， 教师就应该有意识地在教学实施的过程中引导学生聚焦 问题，如果不加强引导，就会造成探究课的无序。引导学生将问题聚焦于本课主要内容的方 法主要有：1、 限制提出问题的范围： 创设恰当的问题情景，引导学生从某个，或某几个角度进行观察， 发现和提出可进行探究的问题。2、对提出的问题

13、进行筛选：对学生提出的问题进行归类、分析，引导学生筛选出普遍关注 的，可以进行探究的问题。3、将提出的问题进行分流：对学生提出的问题进行分类，将一些放在课堂上进行探究，其 他的问题可以布置给学生在课外，或者活动课上进行探究。总之，在教学过程中想方设法增强学生的问题意识，调动学生发现问题和提出问题的积极性，方可让学生变被动掌握“静态”的物理知识为主动探索、研究“动态”的物理过程， 从而真正成为学习的主人，活化对物理学内容实质的理解。二. 猜想与假设能力的培养“猜想与假设”是科学探究的先导，其能力要求有：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。

14、 认识猜想与假设在科学探究中的重要性。猜想与假设是科学思维的一种形式，是科学研究中重要的方法，也是对问题中事物的因果性、规律性做出的假定性解释。在科学探究中，提出合理的猜想与假设除了为探究活动指明方向外， 可以充分发展学生的创造性思维，培养学生的创造能力。 学生猜想与假设的能力的水平高低直接影响科学探究能力的水平。猜想是学生接触到问题后， 在已有知识经验的基础上，结合对客观现实的感性认识依靠直觉而做出的各种假定。假设是在猜想的基础上经过一系列的观察、实验、分析、比较、归纳等逻辑推理排除掉一些不可能的猜想而得到的较为科学的假设。假设比猜想更具有合理性，对探究的问题更有针对性和指导性。在猜想环节，

15、学生充分发挥主体性， 积极主动地提出尽量多的猜测与 可能，不需要考虑问题与猜想之间的因果逻辑关系，因此思维常常处于一种非常活跃的、非逻辑的、发散的状态。在假设环节，通过对猜想的排查和做出种种的解释进行提炼总 结，因此需要一种逻辑的聚合思维。一、猜想与假设应遵循的原则1、合理性原则猜想不是胡猜乱想，不合理的猜想与假设不仅没有发展成为科学结论的可能，对探究过程也没有意义。在解决问题的过程中，不能靠盲目的尝试，要根据已有的理论、自己的经验 和所收集到的有关资料、 事实以及人类特有想象力、 创造力提出解决问题的猜想与假设。如探究影响蒸发快慢的因素中，学生根据生活中晾衣服时， 一般把衣服张开在通风和有太

16、阳的地方的经验，提出蒸发的快慢与液体的表面积大小、与液体上方空气流动的快慢及与液体的温度有关的假设，就有一定的事实依据，较为合理。2、规律性原则猜想与假设虽然是针对一些客观事实和现象而提出来的，但科学探究的目的不是解决个别问题，而应是一类问题，寻找事物之间的普遍联系和一般规律。因此，提出的猜想与假设要具有某种规律性。 例如，在探究树荫下光斑的形成原因时，如提出“圆形的光斑是由圆形的太阳形成的，与小孔形状无关”就不具有规律性，其他形状的光源发出光线通过小孔后会 形成怎样的光斑呢？在该探究中提出“光源发出的光通过屏障上的小孔后会在屏上形成与光 源形状相同，与小孔形状无关的光斑”。把太阳这一种光源形

17、成的现象扩展为所有光源共同 遵循的规律，假设验证后得到小孔成像的规律。3、方向性原则猜想与假设是在探究之前对研究问题所进行的一种科学预见性活动，指导着探究计划的制定和方案的设计， 是学生确定研究方向，选择实验方法、实验器材的基础。因此提出的猜 想与假设应能使学生明确探究的方向，指导整个探究活动进行。 如上面的例子中，提出假设后学生就会按照假设选取不同形状的光源，如日光灯、灯泡、蜡烛等，在不透光的屏障上钻不同形状的小孔（如圆形的、方形的、三角形的等等），然后观察不同形状的光源通过不同 的小孔后的光斑形状。4、开放性原则猜想与假设是科学探究中学生思维最活跃的阶段，不同学生由于经验、 知识、能力的不

18、同，对问题的认识不同，因此会提出不同的假设。探究教学要调动全体学生的积极主动性， 发展学生自主思考、自主创新的能力，就要让每位学生提出自己解决问题的假设，教师不要对学生进行过多的干涉， 保证提出的猜想与假设的开放性。例如，对“晚上家里的灯突然熄灭”这一现象进行探究时，学生会提出多种假设，如“停电了，保险丝断了，灯丝断了，电 路有问题”等等。教师在学生提出假设时，要“装聋作哑”，让学生提出尽量多的假设，实 现探究教学的开放性。二、猜想与假设的方法可以从三个方面来思考：一是猜想什么、二是怎样猜想、三是怎样将猜想转化为科学的 假设。1、让学生明确猜想和假设的方向由于学生不可能像科学家一样在纷繁复杂的

19、自然现象面前，根据自己丰富的知识经验和敏锐的感觉提出科学的猜想和假设，因此，教师在创设问题情境时要在符合客观事实的基础上，凸显出一些问题解决方式或答案的信息，使创设的情境对学生的猜想和假设具有一定的启发和暗示性。这样学生在猜想与假设时， 就有一个较为明确的方向， 不至于做出一些毫无 边际的猜想与假设，同时培养了学生收集信息的能力。例如，“导体的电阻与哪些因素有关”的科学探究中猜想与假设的教学片断：学生A:导体的电阻可能与导体长度有关。学生B:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。学生C:导体的电阻可能与导体两端的电压有关。 学生D:导体的电阻可能与通过导体的电流有关。学生E:导体的电阻可能与导体

20、的形状有关。学生F:导体的电阻可能与环境温度有关。学生G:我认为铝和钨的电阻就应该不同，否则不会用铝做导线而用灯丝又用钨丝制成。师：如果铝和钨电阻不同，你们认为这属于前面哪位同学所说的哪个因素？学生G:前面同学没有说到这个因素， 应该是构成导体的物质不同。师：对，我们怎样描述这个因素呢？学生H:导体电阻与构成导体的物质有关。师：回忆我们在导体与绝缘体的学习中的一些说法，这里物质两个字是否恰当？可以怎样改变一下？学生G:应该说材料。 师：请你把这个猜想再描述一下。学生G:导体电阻可能与构成导体的材料有关。2、教给学生猜想的方法利用经验和直觉思维进行猜想学生在日常生活和学习中形成了大量的日常经验和

21、知识，它们是学生进行猜想的直接来源和素材。直觉思维是未经逐步分析就迅速对问题答案做出合理的猜测、设想或突然领悟的思维。它往往会形成智慧的火花， 迸发出创造的灵感。 在探究教学中充分利用学生的经验和 直觉让学生猜想是培养学生猜想能力的有效手段。例如，探究“声调与什么因素有关” 的猜想与假设教学片断：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调不同实验。学生：凭直觉感受当时振动的快慢不同。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，振动越快音调越咼。运用归纳法进行猜想学生对一些经验和事实进行归纳、

22、总结，得出物理现象和过程的结论的可能从而提出猜想。例如，人发出声音时声带振动；蜜蜂发出“嗡嗡”声时翅膀在振动；敲击桌子时，桌子振动发出声音；拨琴时，琴弦振动发出声音学生通过对大量实例归纳提出猜想：声音是由物体的振动产生的。 利用类比联想进行猜想科学研究中，根据事物结构、性质、表现等方面的相似特点， 进行自然的联想而引发的 猜想。例如在进行“电流”教学时，学生自然容易把它同“水流”的情况作比较，从而猜想出电流这个量的一些带有思辨色彩的特征。在科学探究中还有很多提出猜想的方法，例如观察分析法、反向思维法、溯因判断法、因果判断法、概括外推法等。这就需要教师在教学时根据探究内容和学生的已有知识经验及客

23、观事实对学生进行适当的引导。3、让学生学习将猜想转化为假设由于时间和条件的限制，不可能对所有的猜想都制定详细的探究方案，进行实验验证，这就需要把猜想进一步加工转化为科学的假设。 通过简单的实验，从猜想中提炼假设提出猜想后，在不能确定猜想是否合理时，可用一些简单的实验进行验证，排除掉一些 不合理的猜想，形成科学假设。 经过合理性分析，提出假设有些猜想经过一些分析推理，便可否定。例如探究树荫下圆形光斑形成的原因是什么?提出两个猜想，其一，树叶是圆形的，它的影子也是圆形的，因为树叶在空中交错重叠，所 以地上的圆斑交错重叠。 其二是因为太阳是圆的， 地面的光斑也是圆的， 圆形的光斑是圆形影子是光线没有

24、照到的地方，而地面上所有圆形光斑都是一个因此通过推理分析便得出第一个在新课教学中尤其如此， 我们只的太阳形成的。这两个猜想那个更合理呢？根据已有知识,光斑是光线照射到的地方，树荫下的圆圈是光斑而不是影子, 标准圆，只有太阳的形状和它吻合， 事实支持第二种猜想, 猜想是不合理的，第二个猜想可以确立为假设。总之，猜想与假设是教学过程中一种重要的教学环节,有重视这个环节，并精心设计这个环节， 才算真正做到了调动了学生的积极性，才更利于发挥物理课程的总体功能，为学生的全面发展服务。三. 制定计划与设计实验能力的培养“制定计划与设计实验”是科学探究的具体化程序化，其能力要求有：明确探究目的和已有条件，经

25、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。 尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识。 认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。“制定计划与设计实验”是学生在进行科学探究活动时必须经历的一个过程，是科学探究的重要环节，也是学生的难点所在。 它旨在让学生动手之前先动脑，使探究活动的方法更明确、思路更清晰、过程更科学。但很多老师都不舍得把时间花在让学生制定计划和设计实 验上，而是让学生按照现成的“物理实验册”的步骤与方法做，或者按照老师的思路做，导致学生被动地做实验，很少去思考到底为什么要这样做，怎么做，除了这样做，是否还可以用其他方法做等等问题。 ？要完成好“

26、制定计划与设计实验”这个环节的教与学，应该明确:一、制定计划与设计实验是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化的一般的做法是：? 分析该探究要解决哪些问题；? 每个问题有哪几种解决问题的方法；? 确定选择哪种方法；? 确定需要什么实验器材；? 构思操作步骤。教学中要让学生充分讨论， 发挥他们的想象力，获得思维的各种办法，在此基础上，教师帮助学生修改、选择或综合，设计出最好的实验方案。例如探究压力作用效果与哪些因素 有关时，在学生猜想可能与压力及受力面积大小有关后，老师引导学生采用控制变量和对比实验的方法去设计实验方案。可启发学生思考：1、在研究与压力大小的关系时，应怎样保证另外一个因素（

27、受力面积）相同；2、压力作用的效果能通过什么方式可以观察到呢？在以上点拨、启发的基础上，学生通过讨论，很快就能利用所给的器材设计出实验方 案二、制定计划侧重于计划的系统性和完整性。一份完整的计划内容包括：研究的目的、研究的对象、研究的方法、研究情况的猜测、研究的步骤、研究的材料和 工具、研究的记录方式等。三、实验设计的三个原则是：1、尽量减小由于实验原理不完善带来的系统误差；2、尽量减小由于测量仪器不准确带来的误差；3、尽量减小外界环境对实验的影响。四、选择实验器材选择实验器材要考虑到实验器材的安全性、实验的误差、实验操作方便与否、实验器材的规格、探究器材的成本等因素。所以，在进行探究所需器材

28、的准备时，可多提供一些与该探究无关或可以作为替代的器件，供学生自主选择。五、教师应及时地引导学生紧紧围绕着“猜想与假设”，积极寻找、设计、验证“猜想、假设”的实验方法。常用的物理实验设计方法有：观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、控制变量法、 模型法、排除法、理想实验法、定量测量法、科学推理法等，研究一个物理问题或物理规律 时，往往需要同时用到几种研究方法。六、培养学生“制定计划与设计实验”能力可以采用以下策略：1、先让学生用自己的计划来初次实验，在实验中发现问题就再次修改研究计划，按照 新的研究计划继续进行实验。2、在实验前汇报计划，让学生对计划提出质疑，在交流中完善计划。3、探究结束，

29、弓I导学生回头来反思自己的计划，看看哪些做到了、哪些漏掉了、哪些调整了、哪些补充了，这将有助于引导学生比较规范地操作，体现计划对活动的指导， 培养学生严谨的科学学习态度。总之，制定计划与设计实验是一种创新活动，需要打开思路，安排合理步骤，才能设计出较好的实验方案，慢慢养成科学研究中很需要的一种创造性思维。要搞好探究课的教学，教师应该将如何指导学生制定计划，设计实验方案；如何指导学生展示、交流、调整和确定实验方案；如何处理实验过程中出现的问题等放在教学设计的重要位置上。四进行实验与收集证据能力的培养“进行实验”是收集证据的必要过程，“收集证据”是为进行科学分析提供基本依据，其能力要求有：能通过观

30、察和实验收集数据。能通过公共信息资源收集资料。 尝试评估有关信息的科学性。 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探究的重要性。进行实验与收集证据是指: 一、进行实验就是具体去实施所制定的实验计划和实验方案，这是培养学生实验能力（即动手能力）观察能力的重要环节。 实验能力的培养应分散在课堂教学、实验课堂、课外探索等多个方面来进行。1、进行实验的基本流程 明确实验的目的、方法、过程、步骤；了解实验器材的使用方法、数据记录方法；按照实验的方法（例如：替代法、比较法、半偏法、控制变量法）与步骤，以及实

31、验仪器的使用说明，进行规范操作；仔细观察，认真读数、记数； 整理实验数据、画出图线； 对实验结果做出解释，得出相应的结论；写出规范的实验报告。2、进行实验时应具有的安全操作意识 具有关注实验仪器量度范围的意识；对实验结果的安全性具有预先考虑的意识；对易破、易碎器材具有谨慎操作的意识。3、实验仪器操作技能操作实验仪器、设备的能力是利用实验装置实现实验方案的能力。 其技能包括认识与调 节仪器、手眼协调操作、 一般故障的排除，操纵仪器进行实验探索等方面。实验仪器的操作技能可通过以下两个方面来培养。做好基本仪器的使用性实验基本仪器的使用性实验是学生实验的基本类型之一。这类实验的目的是： 要求学会正确熟

32、练地调整使用有关仪器仪表和量具，如刻度尺、天平、游标卡尺、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱，等等；了解它们的名称、原理和构造，以及它们的 性能，特点和注意事项。通过基本仪器的使用和实验应该做到以下几点： 会调整仪器的零点或确定零点误差。能调整的一定要调整，不能调整的要对相对零 点位置进行确定。 会选择恰当的量程。量程过小，则无法使用或损坏仪器，量程过大，则读数不准， 测量误差大。选择量程的方法是，先估算被测对象的值，然后选择比该值稍大一些的量程， 最后，在可能的范围内，把里程调整到最恰当处。 要正确地操作仪器与读数。要结合仪器的构造原理和测量方法，弄清仪器的使用规

33、则并正确读数。按实验的操作规程进行规范化操作在实验的过程中，按照操作规程亲自动手操作，进行观察和测量，可以有力地培养学生的动手能力。规范的操作过程可以分为以下几步进行。 检查和认识仪器。首先检查本次实验仪器（包括工具和其他器材）是否缺少，有无损坏，是否有自己尚不能熟练使用的仪器。如有仪器自己尚不能非常熟练地使用，则根据有关的资料，对该仪器的型号、原理、结构进行了解，对主要部位充分认识，继而掌握仪器的 性能。用途和使用方法。 装配仪器。无论是一台仪器各个部位的装配，还是多个仪器和器材的组合，都必须 做到正确、合理和完善。 预调仪器。仪器装好后，要根据实验的要求进行预调。如仪器位置的调节，零点的

34、调节或校正，仪表量程的选择，等等。 进行规范的实验操作和数据记录。实验操作的依据有两方面，一是仪器本身的使用规则，二是实验本身的要求。 不同的实验对实验操作有不同的要求，但仪器本身的使用规则却很恒定。如不能用手拿法码（要用摄子夹取），不能用温度计作搅拌器，不得用手摸光学镜面，等等。数据的测量和记录要按照实验仪器的使用规则进行。测得的数据按实验前制定好的实验记录表格认真填好便可。只要多进行规范化的实验操作， 并逐渐养成一种良好的行为习惯，就能大大促进实验操作能力的提高。二、收集证据收集证据是进行科学分析的根据。 课程标准中所谈的收集证据，不仅是指从实验中收集和正确记录相关数据、发现相关实验现象，

35、还包括从互联网、图书馆、博物馆等公共信息渠道收集相关资料。 因此，对收集证据能力的培养具有广泛的路径和方法，不仅仅局限于通过实验过程来培养了。但就“物理探究课”来说，收集证据主要是指在实验中采用正确的读数方法，认真读数、记数，获取真实数据，并科学地记录数据，包括科学地设计实验数据表格。五分析与论证能力的培养“分析与论证”是科学结论的形成过程，其能力要求有：能初步描述实验数据或有关信息。 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。物理课程标准中的“分析与论证”，是指：分析

36、实验设计是否合理、对实验数据或 现象进行综合分析，论证猜想与假设是否成立、实验结果是否能验证已有理论或解释学习中的疑问等，最终得出科学结论的过程。实验设计是否合理是进行后续分析论证的基础。只有在确认设计合理的情况下才有可能达到实验目的，使分析论证得出符合客观规律的结果。实验数据或现象并不等于探究的结论，它们只是对实验事实的客观记录。探究的结论是在实验数据和现象的基础上通过分析论证所 得出的具有普遍意义的规律，因此分析论证在科学探究中是必不可少的。学生在实验中获得感知，再对实验数据进行分析、比较、概括，进行思维加工，并尝试用自己的语言对探究结 果进行描述，力求准确地反映实验结论。学生经历了从物理

37、现象和实验中归纳科学规律的过 程，感觉自己也能像科学家“搞科研”一样“发现”科学规律，从而获得巨大的成功感，激 发学生探究的热情和兴趣，同时也培养了学生的分析概括及语言表达能力。在物理探究课的教学中， 如何指导学生分析处理实验数据，得出结论；如何对待学生得 出的“错误结论”，是教师应该思考的问题。一、引导学生分析处理数据1、尊重实验事实，客观、真实、准确地记录和描述实验数据，决不能为达到数据精确 而任意篡改数据。2、尽可能用定量或半定量的方法来描述物理现象，练习对实验数据采用语言、文字、图表等多种方法来进行描述。3、学会对收集的信息进行简单的比较。例如观察连通器各个部位的水面，比较它们的高度；

38、用温度计测量水壶中的水温，比较在始终加热的情况下， 水沸腾前后的温度变化情况;用电压表测量并联电路各支路电压，比较它们的大小；用电流表测量其电路各支路的电流， 比较它们的大小关系；比较放在通电螺线管周围的各个小磁针静止时的指向。4、从数据之间相互关系的特征，归纳科学规律。 简单关系的规律，只要通过对实验数据的简单比较就可以归纳出来。口：“连通器中的液面总是相平的”、“并联电路的干路电流等于各支路电流之和”等结论。 复杂关系的规律，需要把有关数据的乘积或者比值拿来进行比较，才能发现和归纳 出它们的规律。如：“杠杆的平衡条件”、“同一电阻的电流和电压的关系”等。5、从物理条件与物理现象变化之间的关

39、系，归纳科学规律。如： 探究光的反射规律，在改变入射光线的方向时，关注反射光线的变化。 探究音调与频率的关系，在改变频率时，关注音调的变化。 探究弹簧形变与受力的关系，改变拉力时，关注弹簧长度的变化。6、客观、准确地描述实验结果。如：光反射时，反射角等于入射角，不能说成：光反 射时，入射角等于反射角。7、对探究结果进行解释。 例如发现晶体在熔化过程中虽然没有停止加热，但温度不变。该现象表明：晶体在熔化过程中需要吸热。这既是对结果的解释，也是对规律的描述。8、进行简单的因果推理。比如下面的因果推理：源的振动？带动周围的空气？依次向外振动？耳朵鼓膜发生振动？感觉声音，琴弦拉紧？弦振动的频率高？琴弦

40、的张力是改变琴弦振动频率的原因 琴弦放松？弦振动的频率低？琴弦的张力是改变琴弦振动频率的原因、正确对待学生得出的“错误结论”错误结论的出现是因为多种因素造成的， 总的说来可分为前端因素和后端因素。 前端因 素包括实验方案的制定、实验仪器的选择；后端因素包括实验数据的观察和记录、 实验误差 的对待和处理、学生已知结论对分析与论证的影响等等。因此，当学生得出“错误结论”时，教师应该用积极的评价态度，鼓励和保护他们的学习热情，在肯定结论中合理可取部分的基础上，与学生一起讨论错误结论形成的原因，启发学生积极进行反思。同时，鼓励学生要坚持自己的结论，不能轻易放弃没有证伪的结论。六评估能力的培养“评估”能力是未来社会每个人最重要的素养之一。其能力要求有： 有评估探究过程和探究结果的意识。 能注意假设与探究结果间的差异。 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。让学生通过探究活动中的评估环节，学会进行评估的基本方法和途径，强化对探究过程和探究结果进行评估的意识，对发展学生的批评性思维具有积极的