科学探究过程物理

科学探究过程：一、提出问题的方法：请根据图中的信息提出一个与物理有关的问题。40km/h 10m 10m60km/h 15m 20m80km/h 20m 40m停车距离反应距离刹车距离汽车汽车汽车汽车从图中我们观察到的信息如下：1、汽车的初速度40km/h、60km/h和80km/h；2、反应距离10m、15m和20m；3、刹车距离10m、20m和40m；4、停车距离20m、35m和60m；5、反应距离、刹车距离和停车距离都随汽车的初速度的增大而增大。这些信息都反映一定的物理现象，我们可以选择不同的物理现象进行研究，质疑其形成的原因，如：反应距离与汽车的初速度有关吗？刹车距离与汽车的初速度有关吗？停车距离与汽车的初速度有关吗？在这些问题中主要的问题是研究汽车的安全距离即停车距离，于是我们就可以提出这样的问题：汽车的停车距离与什么因素有关？分析上述提出问题的过程，我们不难发现提出问题过程可用下面的程式来表示：科学问题形成疑问研究对象物理现象事件表象分析概括表述质疑选择观察这就是我们要找的提出问题的方法。二、猜想与假设的方法：研究物体间的相互作用-作用力与反作用力课本是这样叙述的：探究作用力与反作用力的关系实验与探究作用力和反作用力之间有什么联系与区别？请大家带着下面的问题进行探究。是否先有作用力，后有反作用力？我的猜想是：这两个力的性质是否相同？我的猜想是：这两个力的受力物体是否相同？我的猜想是：这两个力的方向是否相同？我的猜想是：这两个力的大小是否相同？我的猜想是：若我们对课文为什么会提出这样的猜想进行研究就不难发现其猜想与假设必须经过下列过程：问题：作用力和反作用力之间有什么联系与区别？问题成因：作用力和反作用力之间有什么联系与区别的问题分析起来就是研究力的问题，要弄清问题必须研究与其相关的物理知识，即力的性质和力的三要素。猜想方向：从力的性质和力的三要素研究作用力和反作用力之间有什么联系与区别。作用力与反作用力的先后问题这两个力的性质是否相同？这两个作用点问题这两个力的方向如何？这两个力的大小关系如何？提出猜想：是否先有作用力，后有反作用力？我的猜想是：这两个力的性质是否相同？我的猜想是：这两个力的受力物体是否相同？我的猜想是：这两个力的方向是否相同？我的猜想是：这两个力的大小是否相同？我的猜想是：从上面猜想过程我们可分析归纳其提出猜想的方法如下：猜测结果推测假设猜想方向问题成因问题逻辑思维非逻辑思维分析归纳物理知识又如我们在讲到直线运动与汽车行驶安全这一节时，会对影响汽车停车距离的因素进行猜想，若用上述猜想的方法进行猜想就很容易得出正确的结果。方法如下：问题：汽车的停车距离与什么因素有关？问题成因：这是研究人开车和汽车运动的问题。影响汽车停车距离的因素必然与人、汽车的情况和路面情况有关。猜想方向：人的情况要看驾驶员是否酒后驾驶、是否疲劳驾车、是否生病、是否精神不集中和人的心理状态等有关。汽车情况与汽车的运动情况（速度）、汽车的善（刹车性能、汽车载重）、路面的情况有关。提出猜想：影响汽车停车距离的因素可能与1、驾驶员是否酒后驾驶、是否疲劳驾车、是否生病、人的精神状态和心理状态是否良好等有关；2、汽车的速度有关；3、汽车的刹车性能、车身重量等有关；4、路面是否湿滑有关。从上述猜想过程中可见，只要运用正确的猜想方法就能很好完成猜想这一探究任务。三、制定计划与设计实验：制定计划与设计实验对科学探究及物理实验能力的基本要求是：1、 知道实验目的和已有的条件，制定实验方案；2、尝试选择实验方法及所需要的装置与器材：；3、考虑实验的变量及其控制方法；4、认识制定计划的作用。在制定计划与设计实验时必须考虑的如下具体项目：1、实验的目的、原理2、实验的方案和方法3、实验的装置（电路）图4、实验需要的器材5、需要观察现象和测量的物理量6、控制变量法7、实验数据表的设计8、简单的实验步骤在设计每一个项目中也要注意讲究方式方法，这些方式方法可通过分析一些探究过程总结归纳出来，如探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有什么关系时，我们分析这个探究过程发现其选择的实验装置和器材有如下特点：器材简单、现象明显、操作性强、模型典型。这就是我们选择的实验装置和器材时要注意的问题。又如探究液体压强与什么因素有关的实验中，要研究液体压强与液体的密度和液体的深度之间的关系，要用控制变量法来进行探究，这样就必须经历两个过程：1、固定液体密度不变研究液体压强与液体深度的关系；2、固定液体的深度不变研究液体压强与液体密度的关系。我们分析其过程发现有如下特点：1。研究三个以上物理量的关系要用控制变量法；2、其过程可用下面的程式表示；研究A与B、C的关系，固定B，研究A与C的关系；固定C，研究A与C的关系。这就是控制变量法的主要思路。再如我们分析科学教材中的很多实验数据表，不难发现这些数据表都有如下共同特点：行列分明、记录清晰、一目了然、列是需要记录的物理量、行是实验的次数。如下表所示：实验次数物理量B1物理量B2物理量C1物理量C2物理量A四、进行实验与收集数据的内容：1、仪器的使用问题2、安全意识3、进行实验操作4、观察、收集数据5、评估相关信息的科学性五、分析与论证的方法：概括表述因果推理定性分析实验结论实验现象数据分析比较形式方法概括表述因果推理定量分析六、评估的内容：合理性正确性不足处实验设计操作过程分析论证1、评估探究过程2、 评估探究结果3、 指出探究活动存在（新、旧）问题4、 提出改进探究方案的意见5、 从评估中吸取哪些经验教训？七、交流与合作的内容：器材原理步骤数据结论1、 写出简单的探究报告2、 提出自己的观点3、 别人的意见4、 改进探究方案的意见5、 就合作对科学探究的作用提出自己的看法科学探究能力的基本要求（一）、提出问题：1、能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理有关的问题；2、能书面或口头表述这些问题；3、认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。（二）、猜想与假设：1、尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想；2、对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设；3、认识猜想与假设在科学探究的重要性。（三）、制定计划与设计实验：1、明确探究目的和已有条件，经历制定计划与设计实验的过程；2、尝试选择科学探究的方法及所需要的器材；3、尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识；4、认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。（四）、进行实验与收集证据：1、能通过观察和实验收集数据；2、能通过公共信息资源收集资料；3、尝试评估有关信息的科学性；4、会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作；5、会使用简单的实验仪器，能正确记录实验数据；6、具有安全操作的意识；7、认识进行实验与收集数据对科学探究的重要性。（五）、分析与论证：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、尝试对物理结果进行描述和解释；6、认识分析论证在科学探究中是必不可少的。（六）、评估：1、有评估探究过程和探究结果的意识；2、能注意假设与探究结果的差异；3、能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题；4、尝试改进探究方案；5、有在评估中吸取经验教训的意识；6、认识评估对科学探究的意义。（七）、交流与合作：1、能写出简单的探究报告；2、有准确表达自己观点的意识；3、在合作中注意既坚持原则又尊重他人；4、能思考别人的意见，改进自己的探究方案；5、有团队精神；6、认识科学探究中必须有合作精神。