科学探究的要素(合集7篇)

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时间：2023-09-1217:03:42

科学探究的要素第1篇

1提问与猜想的概念性

对于一个生活现象随便提出一个问题或猜想是很容易的，但要提出一个有价值的物理问题或猜想，却非易事，有时学生并不明白什么样的问题才算是一个物理问题。我们知道，物理知识是以物理概念为基础，以物理规律为核心，以物理方法为纽带的知识体系，应该说只要包含有相关物理概念、物理规律或物理方法的问题就是一个物理问题。因此，这类试题往往给出一个生活现象，要求学生能够分析出所给情景中所隐含的物理概念和规律，然后紧扣这些物理概念和规律进行提问或猜想，然后用物理语言把问题或猜想表述出来。

例1（河南05年第8题）让足球和铅球都静止在地面上，足球轻轻一踢就能运动起来，但要使铅球运动起来却不那么容易，针对以上情景，提出一个值得探究的物理问题__________。

解析由题中情景可以看出,这是一个运动和力的问题,我们应当首先把所给的物理现象与相关的物理概念和规律对应起来，足球与铅球的不同――质量不同；踢球――力的作用；运动起来――运动状态的改变；运动状态的改变的容易程度――惯性等。应当从质量、力和运动状态的关系方面进行多角度提问，如:为什么质量越轻运动状态越容易改变呢？改变物体的运动状态,质量越大所用的力越大吗?在相同力的作用下,质量越小的物体,速度变化越快吗?

2实验设计的可操作性

实验设计是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化，因此实验设计的可操作性是完成科学探究的前提和保障。实验设计类试题所考查的往往是，能否把一个验证猜想的程序，设计成可实现的操作过程。这就要求学生在明确探究目的的基础上，紧紧围绕要探究的物理概念和规律进行设计，要考虑选用什么器材，采用什么方法显示有关的物理量。需要测量的，要明确用什么仪器，如何测量。要考虑实验过程中影响问题的主要因素，不但要有控制变量的意识，还要知道用什么方法，如何进行变量控制等，很多仪器的选取和方法设计都需要学生经过创造性思维才能完成。

例2（河南06年第21题）下图是某小组研究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？”时实验的示意图。

（1）本实验中产生摩擦力的方法是______。

（2）用弹簧测力计拉着木块在木板上滑动时，每次都要保持匀速运动，这是因为_______。

（3）比较b、c两步，你能得出正确的结论吗？________。原因是________。

解析（1）本实验的目的是要探究摩擦力的大小与哪些因素有关，在经历了基本的提问和猜想后，就要进行操作性的实验设计。设计实验时，首先要考虑用什么器材用什么方法产生摩擦力，摩擦力产生的条件是接触面粗糙、有压力、有相对运动，根据题中的示意图就可知道，本实验产生摩擦力的方法就是让木块在水平的木板上滑动。

（2）产生摩擦力的方法确定后，就要考虑如何显示摩擦力，如何在运动时测量摩擦力，这需要运用二力平衡的原理，如果用弹簧测力计拉着木块在水平木板上匀速运动，这时，木块所受的摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力，弹簧测力计的读数就显示了木块所受摩擦力的大小。

（3）在探究的开始，就可能猜想到，摩擦力的大小可能与压力、粗糙程度和表面的材料有关，为了研究摩擦力的大小与某一个因素的关系，就要控制其它的因素保持不变，这就是控制变量的方法，由示意图可以看出，（b）、(c)两步既没有控制表面的粗糙程度相同，又没有控制压力相同，这样，从（b）、(c)就不能得出摩擦力的大小与哪些因素有关，因为没有控制变量。

3进行实验和收集证据时技能的全面性

进行实验和收集证据是整个探究实验的核心，“能通过观察和实验收集数据”、“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”是探究性试题中考查频率较高的二级目标。不同的探究过程，对实验技能都有不同的具体要求和体现。在这类试题中，与测量仪器相关的实验技能，考查频率相对较高，比如天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表等仪器的使用与测量，要了解这些不同仪器的使用要求和操作要领，会辨明仪器的测量范围和最小分度值，能正确记录实验数据，还要事先设计并绘制好用于记录数据的表格，把实验数据简单、明了地填在表格中等。因此在探究性试题中，有关实验技能的考查题目具有全面性和综合性。

4分析与论证的逻辑性

实验数据是对实验事实的客观记录，它不等于探究的结论，要想得出探究的结论，就要在分析数据的基础上，通过综合论证得出具有普遍意义的规律。分析论证就要通过对数据的比较，寻找数据之间相互关系的特征和逻辑关系，因此，分析论证类试题考查的是学生能否运用物理规律和方法，对实验数据和信息进行综合分析、逻辑推理的过程。例如北京07年第31、32题；上海07年第21题；河南07年第22题等。

5评估的重要性

评估是对探究过程的质疑和反思，通过对自己或他人实验过程中信息的科学性、过程的严密性、数据的可靠性的重新审视，养成严谨的科学态度。近几年中考试题中，很多试题都涉及到对评估能力的考查，例如河南05年第22题要求学生根据实验过程评估实验数据的可靠性；河南06年第22题要求学生指出数据表格设计中的一个不当之处，间接考查功率的平均值和额定功率的区别；北京市07年第35题要求学生“根据实验现象简要说明小林的解释是错误的”；广州07年第24题要求学生“分别指出小明、小英的实验设计中各有哪些可改进之处”；哈尔滨市07年第43题要求学生对题目中的方法进行评估“你认为这种方法是否可行”。从题目中我们可以看出，涉及评估要求的试题，在考查学生是否具有评估意识的同时，仍然是考查学生运用物理概念和规律进行分析、判断和推理的能力。

科学探究的要素第2篇

一、提出问题

用多媒体演示仪播放我国出现的一些干旱和洪涝灾害，城市缺水等电视新闻片段，学生讨论并提出如下问题：（1）水对生命活动及人类的生产和生活有什么作用？（2）地球上水的分布情况怎样？为什么有的地方干旱缺水，有的地方却洪涝成灾？（3）自然界中的水是否一样？（4）为什么城市要使用自来水？（5）水体的污染来自哪些方面？如何保护宝贵的水资源？

二、收集证据

途径一：回忆自己以前看过的有关水的报道.

途径二：网上搜索.

途径三：查阅报纸杂志等.

途径四：社会调查：调查自来水厂生产过程，化工生产中用水、污水的净化及排放情况，农业生产中农药和化肥的施用情况，城市河流的污染来源等.

途径五：实验探究

（一）猜想与假设

学生根据已有知识和平时积累的经验，认为自然界中的水是①一样②不一样③水相同，但水中还含有的其他相同的物质④水相同，但水中含有的其他不同的物质

（二）进行实验

1.分别采集江水、河水、井水、蒸馏水，观察发现江水浑浊，河水、井水、蒸馏水都澄清.

2.取江水两份，其中一份加入少量明矾，都静置，发现加明矾的很快变清，另一份长时间后变清，再进行过滤，滤液无色澄清，滤纸上有泥沙.

3.取部分滤液、河水、井水、蒸馏水分别加热煮沸，再静置冷却，发现井水有白色沉淀物.

4.取少量滤液、河水、井水、蒸馏水放在玻片上，分别加热蒸干，都产生水蒸气，水蒸气遇冷的烧杯底又凝聚成水，除蒸馏水外，其他在玻片上都留下痕迹.

5.在蒸馏水中加氯化钙、碳酸钙粉未、胆矾，搅拌后静置，观察现象.

6.在氯化钙溶液、井水和蒸馏水中分别加一些肥皂水，搅拌，发现井水和氯化钙溶液中泡沫很少，并形成白色垢状物.

7.将滤液、河水、井水、蒸馏水分别加入水的电解器中通电并观察现象，发现都有气体生成，电源正极放出的气体少，负极放出的气体多.

8.将负极气体点燃并在火焰上方罩一干冷的烧杯，正极气体用带火星的木条检验.

（三）解释和结论

由实验1、2发现江水中有不溶性杂质（泥沙），静置后会沉淀，且加入明矾时能加快沉淀的速度，用过滤的方法可除去不溶性泥砂；由实验3、4发现滤液、河水、井水中有不同的杂质而蒸馏水中没有，固蒸馏水应属纯净物，自然界中的水一般不是纯净物；由实验5、6可知，水中可溶解多种物质，而溶有其他物质后，其性质会有所改变；由实验7、8可知，水在电解时都产生了氢气和氧气，因此水是由氢氧两元素组成.综上所述，自然界中的水一样，但水中一般会含有不同其他物质.

三、获得结论

学生将搜集到的资料按下列分类进行汇总，交流讨论获取共识.（1）水是宝贵的自然资源.（2）水的存在.（3）水的污染.（4）防止水污染的措施和方法.（5）水的性质.（6）水的组成.

反思与评价：（1）如何用实验的方法测定物质的组成？（2）海水能否饮用？为什么？（3）如何保护宝贵的水资源？

评析：水的探究活动通过播放有关水的电视录相，激发学生的认知冲突，引导学生发现为什么许多地方缺水，水污染，自然界中的水是否相同等问题，从而为探究活动作准备，也培养了学生善于发现问题，寻找科研课题的能力.

水是我们熟悉的物质，但当我们研究它时，却发现许多新的问题，这些问题一般都来自于社会和自然，解决这些问题获得的知识最后又服务于社会和自然，从而激发了学生的求知欲，培养了学生的学习兴趣.

学生虽然对水比较熟悉，但其知识点比较多，且比较零散，因此，难形成全面的认识，实验的设计应将学生想到的和书本上的进行整合而得到，其他资料的搜集和整理也不可能由一个人来完成，因此该探究过程要分组进行，全体学生共同协作完成，培养学生的集体协作精神和分析整理能力.

环境保护是社会热点问题，学生通过调查研究，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念，关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识.

实验探究的设计思路是：通过自然界中的水因含有其他物质而具有一些不同的性质，我们用实验的方法分离出其中不溶和可溶的物质，再在蒸馏水中加入其他物质，使其具有不同的性质，最后通过化学方法证明他们具有相同的组成，由此得出水的组成相同，水中能溶解多种物质，自然界中的水一般都溶有许多物质而不纯等结论，从而培养学生的实验探究能力.

科学探究的要素第3篇

1.现状及其成因

自从新课程标准实施以来，学生提出科学问题的能力总体上比未实施新课程标准以前有所改观，但绝大部分学生提出问题的能力还很弱，主要表现在提问意识不强烈，提问数量不够多，提出的问题质量不够高，缺乏深广度，探究价值不高。

造成学生不爱提出问题的原因是多方面的，有学生自身的因素，也有老师的因素。

1.1学生自身原因。

1.1.1胆子小，不敢在众人面前说话，没有自信心，害怕说错，怕遭到老师和同学的嘲笑。

1.1.2认为自己有问题不明白是不聪明的表现。担心自己的问题没有新意，没有探究的价值。

1.1.3缺乏提问的技能与方法，不知从哪儿入手，不知提什么样的问题。

1.1.4对所学的知识一知半解。

1.2老师自身原因。

1.2.1课堂气氛紧张，老师比较严厉，对学生提出的问题没有予以积极的鼓励。

1.2.2没有教给学生提问的方法。

1.2.3没有给学生留有自立思考的时间，学生只好随大流。

2.对策

2.1建立民主、平等、和谐的师生关系，团结友爱、互帮互助生生关系，克服学生心理上的障碍。

教师让学生提出问题的过程中要最大限度地发挥学生的主体作用，并让学生的自主性得到进一步发展。思想的火花往往在开放的环境中产生，学生才可以放开思想充分发挥想象力，提出新颖的、有价值的问题。青少年是活泼好动的活生生的人，他们有好奇天真的个性，针对这一特点，在课堂上教师不要以高高的姿态站在讲台上频频发问，而是以和蔼的态度、亲切的笑容深入学生中间，有时还成为讨论小组中的一员，和学生一起探求知识。鼓励学生大胆提问，敢于发表自己的见解，切忌泼冷水；学生回答问题或发表自己的意见，哪怕是错误的，教师在进行纠正的同时也应充分肯定其主动性，保护提出问题的积极性、思维的自立性，从而激发他们的创新意识。更重要的是对于自己无法回答的问题，教师要诚恳，敢说“不知道”，对于自己的错误要敢于承认。这样才能和学生建立一种平等的关系，学生才能敢于提问。因此教师要尊重学生，有耐心，做学生的欣赏者。

处理好生生关系，要求学生尊重每一位同学的发言不要无理取闹或取笑，如果要补充，那么也得等他说完了以后，你再做补充，并学会应用“我对××的发言有补充（或有意见），我想……”这样的语言，不仅仅体现了对同学的尊重，还体现了他的个性，又培养了他的口头表达能力和思维能力，由此就自然而然地打消了学生提出问题时的顾虑，促使学生勤思敢问了。

2.2挖掘物理学科的特点，创设物理情境，培养学生提出有科学探究价值问题的能力。

兴趣是最好的老师，是学生积极向上的动力，教师应该想方设法，设置各种物理情景，激发学生提出相关的问题。科学探究中的提出问题并非教师把问题告诉学生，教师只是引导让学生在物理情景中发现问题所在。

2.2.1利用日常现象激发学生提出问题。

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。只是没有仔细认真地进行思考。例如学习声音时教师可以先放一些音乐和播放自然界一些物体的发声，然后教师启发提问：“声音对于我们来说太重要啦，对于声音，你们想知道些什么呢？”这必然能够激发学生的兴趣和无穷求知欲，学生的思维就放开了，学生就能提出问题了，例如：声音是怎样产生的？声音是怎样传播的？什么是超音速？什么是立体声？月球上能不能听到声音？声音有一些什么应用？……

2.2.2利用物理实验现象启发学生提出问题。

教师可有意识设计一些有趣的实验，让学生通过仔细观察、比较，引导学生提出问题，并不断完善问题。如：学气压强时做覆杯实验，学生提出：是什么把水托住？又如：学习流体压强与流速的关系时，在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球。然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开，乒乓球不下落。学生提出：是什么使得乒乓球不下落？在探究欧姆定律时，可先做两个相关的实验：一是分别用一节、二节、三节干电池给同一个灯泡供电，让学生观察灯泡亮度后产生电流与电压有关系的联想；二是用两节干电池给电阻不同的三个灯泡供电，让学生观察灯泡亮度后产生电流与电阻有关系的联想。在此基础上让学生提出问题，往往会收到较好的效果。类似的实验还可以用在探究灯泡亮度与实际功率中的提出问题。

2.2.3利用图片动画现象提示学生提出问题。

新教材有很多有趣的插图，让学生仔细观察细微处并比较与日常不同，再提出问题。如：在学习折射规律后，让学生看图“鱼在哪里？”，学生会提出：“为什么鱼叉要对准鱼的下方？”“是不是看见的鱼并不是实际的鱼？”从而激发学生探究的兴趣。又如：在学习凸透镜成像规律前，先让学生看摄影师倒立照相的图，学生会提出：“是不是照相机成的像是倒立的？”在学习压强，探究压力作用的效果时，可制作一组图片或动画：胖瘦不同的两个小孩在冰面上玩耍，不一会儿胖子将冰面踩裂掉在了冰窟窿中（压力大小不同产生的效果不同），这时岸上的大人急忙跑过去施救，结果也将冰面踩裂掉在了冰窟窿中，危急之中，有几个人匍匐在冰面上爬过去将小孩和大人都救了上来（受力面积不同产生的效果不同）。看完图片或动画后再让学生提出问题，会收到很好的效果。

2.2.4利用相似类比的现象指引学生提出问题。

物理知识有诸多是通过相似比较而发现的，学习这些内容时采用相似类比的现象也可以引发学生的提问。例如：在探究影响液体蒸发快慢的因素时，就可以将两件湿衣服分别晾在太阳下和阴凉处，让学生观察，学生自然会提出太阳下的衣服为什么干得快些？教师再顺势加以引导，就能得出其中的一个因素。又例如：学习液体压强后再学气压强时，由于空气和液体一样具有流动性，是否同液体的压强特点一样呢？这样的问题学生自然而然地就提出来了，又如利用串联电路中各处电流有什么关系，可以引出学生提出问题：并联电路中各处电流有什么关系？利用晶体熔化时温度变化有什么特点，可以引出学生提出问题：液体沸腾时温度变化有什么特点？

2.2.5从各种俗语现象中提出问题。

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。引导学生分析它并提出问题，学生兴趣很大。例如：“人多力量大”——力的合成。“如坐针毡”；“磨刀不误砍柴工”——减小受力面积，增大压强。“一个巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用。“响鼓还需重锤敲”——响度是由声源振动的幅度决定的。“闻其声知其人”——不同的人声音的音色不同。“小小秤砣压千斤”——杠杆原理。“墙内开花墙外香”——分子的运动（扩散现象）。“以铜为鉴，可以正衣冠”；“半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊”——光的反射。“立竿见影，坐井观天，所见甚小”；“月有阴晴圆缺”；“一叶障目，不见泰山”——光的直线传播。“人往高处走，水往低处流”——重力影响。“霜前冷，雪后寒”——物态变化中的吸热和放热。“坐地日