尝试科学探究

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,20,世纪发生在美国的一次龙卷风,20,世纪发生在美国的一次龙卷风,自然中的神奇,满天星斗与哈雷彗星交相辉映,满天星斗与哈雷彗星交相辉映,自然中的神奇,当夕阳西下时，天边为什么常有红色的霞光,当夕阳西下时，天边为什么常有红色的霞光,自然中的神奇,究竟是闪电在前，还是雷声领先,究竟是闪电在前，还是雷声领先,自然中的神奇,为什么一声喷嚏就可能导致雪崩？,为什么一声喷嚏就可能导致雪崩？,自然中的神奇,黄河,伟大的母亲河，为何既能输运航船、灌溉良田，也会奔腾咆哮，冲垮河堤，摧毁房屋？,黄河,伟大的母亲河，为何既能输运航船、灌溉良田，也会奔腾咆哮，冲垮河堤，摧毁房屋？,自然中的神奇,圆珠笔里的笔油是如何从笔管流到笔尖的？,圆珠笔里的笔油是如何从笔管流到笔尖的？,生活中的神奇,喝完豆浆后再吸饮料管，会发生什么现象？为什么？,喝完豆浆后再吸饮料管，会发生什么现象？为什么？,生活中的神奇,生活中的神奇,我用了很大劲，为什么喝不到药液呢,?,同学们,回忆一下你的生活,平时见到过哪些物理现象与上面呈现的现象相似？,想一想 说一说,同学们在平时会遇到过很多的物理现象，说一说,每当你看到有趣的现象时，你会怎么想的，又是怎样去做的呢？,科学家对自然界的无穷的奥秘又是怎么对待的呢,?,通过科学探究去认识它们,用心看世界,二、尝试科学探究,科学探究的环节,物理学家进行科学探究的一般步骤：,发现并提出问题，,做出猜想与假设，,制定计划与设计实验，,通过观察、实验等途径来收集证据，,评价证据是否支持猜想与假设，,得出结论或提出新的问题，,在以上步骤中贯穿着交流和合作的过程。,读一读,某个星期天，伽利略在比萨大教堂惊奇地发现，房顶上挂着的吊灯因为风吹而不停地有节奏地摆动。他想，脉搏的跳动是有规律的，可用来计时。于是他一面按着脉搏，一面注视着灯的摆动。不错，灯每往返摆动一次的时间基本相同。这使他又产生了一个疑问；假如吊灯受到强风吹动，摆得高了一些，它每次摆动的时间还是一样吗？,伽利略把铁块固定在绳的一端挂起来，再把铁块拉到不同高度让它开始摆动，仍用脉搏细心地测定摆动的时间。结果表明每次摆动的时间仍然相同。这个实验结果证明他的想法是正确的，即,“,不论摆动的幅度大些还是小些，完成一次摆动的时间是一样的,”,。这就是物理学中摆的等时性原理。,后来，人们对摆动继续深入研究，多年以后，荷兰物理学家惠更斯进一步发现了摆的周期与摆长间的数学关系，并据此发明了钟表。,思考问题：,1,伽利略通过观察，发现了什么值得注意的现象？,2,伽利略提出了什么问题？并做出什么样的猜想？,3,伽利略怎样证实了自己的猜想？,4,科学家对摆动规律的探究经历了怎样的过程？,2 摆的故事与启示,你知道吗,：,小慧家的摆钟走快了，请邻居张师傅帮忙。只见张师傅将摆钟下面的螺母拧几下，摆钟走时就准了,。,哇，真厉害！,怎么拧几下走时就,准了,根据上述现象你,能提出哪些问题？,你能否回答你提出的问题？,怎样回答？,摆钟走的快慢，与钟摆摆动的快慢有关，但拧螺母对钟摆摆动的快慢会有什么影响？,1.,许多科学发现源于,观察,。,2.,科学探究必须提出,疑问,和,假设,。,一、,提出问题,钟摆摆动的快慢由什么因素决定的？,二、猜想与假设,A,、摆动的快慢,可能,与,摆锤的质量,有关。,B,、摆动的快慢,可能,与,摆的长度,有关。,C,、摆动的快慢,可能,与,偏离的角度大小（摆幅）,有关。,三、制定计划与设计实验,设计：,1,、可以用细线拴小球代替 钟摆,2,、摆摆动的时间可以用秒表测出,制定计划：为了验证第一个猜想，如果真与摆锤质量有关，在其他条件保持不变时，只要改变摆锤的轻重，摆摆动的时间就会改变。那么我们在验证是否与摆锤轻重有关时就可以通过改变摆锤的轻重，观察摆动时间是否随着改变。,铁球,塑料球,次数,锤的种类,时间,t/s,10,次,20,次,第一组实验、用同一长度的两条线分别挂上铁球和塑料球，比较它们各自摆动,10,次、,20,次所用的时间（同样线长，不同小球）,实验探究,摆动的快慢与哪些因素有关,?,科学方法：,控制变量法,2.,探究摆动的快慢和摆球质量的关系,控制,:,不变,;,只改变,。,连续摆动,10,次,的时间,(,秒,),摆动一次的时间,(,秒,),很大,较大,较小,摆线长度,摆球质量,摆动幅度,摆球质量,为了验证第二个猜想，探究摆摆动的时间与摆长是否有关，又应该采用什么方法呢？（类比以上）。,这时就应该保持锤的质量不变，变化细线的长度，比较时间。,第二组实验：前后用两段不同长短的细线挂同一小球，比较摆摆动,10,次、,20,次所用时间。,(,同一小球，不同线长,),次数,时间,t/s,摆长,L/cm,50,30,10,次,20,次,实验探究,摆,动的快慢,与哪些因素有关,?,科学方法：,控制变量法,3.,探究摆的周期和摆线长度的关系,控制,:,不变,;,只改变,。,摆球质量,连续摆动,10,次,的时间,(,秒,),摆动一次的时间,(,秒,),很长,较长,较短,摆线长度,摆动幅度,摆线长度,实验探究,摆的快慢与哪些因素有关,?,科学方法：,控制变量法,1.,探究摆的周期和摆动幅度的关系,控制,:,，,不变,;,只改变,。,摆线长度,摆球质量,摆动幅度,摆动幅度,连续摆动,10,次,的时间,(,秒,),摆的周期,(,秒,),很大,较大,较小,结论,:,当,摆球质量摆线长度,不变时,摆的快慢与摆动幅度无关。,四、进行实验与收集数据,实验时，要严格按照实验步骤操作，操作中要注意观察，把观察到的重要现象和数据记录下来。数据的记录要尊重事实，不可拼凑不可杜撰。下面进行分组实验。,六、评估,大家讨论一下,1,、我们这节课的探究是否合理？,2,、我们的结论是否可靠？,3,、在操作过程中我们还忽略考虑什么问题；实验能否进行改进？,老师：我认为结论是可靠的，这就是摆的等时性原理。张师傅拧螺母，调的就是摆的长度。钟走快了应该就是把摆长调长些。,七、总结探究结果的步骤,：,各,探究要素的说明,（,1,）提出问题：,通过生活实例、自然现象或实验现象的观察，发现并提出要研究的课题。,（,2,）猜想与假设：,通过集体思考、相互讨论等方式去猜测问题的可能的原因和答案或提出科学假说。,（,3,）制订计划与设计实验：,为了检验猜想是否正确，去设计整个的验证过程，在物理学中主要是通过检验的形式，因此需要设计实验的全过程。,（,4,）进行实验与收集证据：,按照制订的方案去进行实验操作，并对实验现象、数据进行观察与记录；也可以搜集日常生活中有关实例或查阅有关资料，为检验猜想与假设的正确与否准备充分的事实材料。,（,5,）分析与论证：,通过分析实验现象及有关实例，检验猜想与假设的正确与否，并对猜想与假设进行修正、发展，或对大量的实例证据进行分析比较、归纳，最后得出一定的科学结论,。,（,6,）评估：,对上述的探究过程进行反思、评价，找到成功与不足之处，为今后的探究提供经验。,（,7,）交流与合作：,写出简单的探究报告，并相互交流，以便能取长补短，改进探究的成果，进行推广与应用。,思维程序有如下七个要素组成,提出问题,猜想与假设,制订计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,交流与合作,实验次数,摆线长度,(,米,),摆球质量,(,克,),摆动幅度,连续摆动次数,摆动时间,(,秒,),摆动一次的时间（秒）,1,1,10,一拳宽,30,60,2,1,30,一拳宽,30,60,3,1,10,半拳宽,30,60,4,0.5,10,一拳宽,30,42,例做“研究影响摆球摆动周期的因素”实验时现有器材：质量为,10,克和,30,克的摆球各一个，铁架台一套、夹子一个，计时器和细线。下表是实验的数据记录,(1),试完成“摆动一次的时间”一栏中空格的填写。,(2),分析比较第,1,次和第,2,次实验，可得出的初步结论是：当,、,相同时，摆动一次的时间与,。,摆线长度,摆动幅度,摆球质量无关,2,2,2,1.4,实验次数,摆线长度,(,米,),摆球质量,(,克,),摆动幅度,连续摆动次数,摆动时间,(,秒,),摆动一次的时间（秒）,1,1,10,一拳宽,30,60,2,1,30,一拳宽,30,60,3,1,10,半拳宽,30,60,4,0.5,10,一拳宽,30,42,2,2,2,1.4,(3),分析比较第,1,次和第,3,次实验,可得出的初步结论是,:,当,、,相同时,摆动一次的时间与,。,(4),在第,1,次和第,4,次的实验中是控制,不变,研究摆球摆动一次的时间与,的关系。,摆线长度,摆球质量,摆动幅度无关,摆动幅度,摆球质量,摆线长度,摆动一次的时间与,（,5,）从上述实验分析,可得出的初步结论是,:,且 摆动一次的时间越大,周期越小。,摆线长度有关,摆线长度越长,摆线长度越短,摆的故事与启示,1.,许多科学发现源于,观察,。,2.,科学探究必须提出,问题,和,假设,。,3.,实验探究要用科学的方法,:,控制变量法,如果,所研究的物理量,可能受,多,个,因素,影响时，保持,其他因素,不变,，,只改变其中一个因素,，然后用,实验,研究,所研究的物理量,与,它,之间的关系。,科学探究过程,装满水的杯子里还能放多少回形针？,人们通常都认为水面是平的,但小明在向杯子里加水的时候确意外的发现一个现象,当水面到达杯口后还可以继续加水,且会看到水面会微微向上凸起,你做做看,是否会有相同的现象,!,由此他提出一个问题“装满水的杯子里”还能放物体吗,?,属于探究步骤,发现并提出问题,做出猜想与假设，,制定计划与设计实验，,说一说,提出问题后应该做什么,?,你的猜想是,?,如何验证自己的猜想,?,制定计划与设计实验,通过观察、实验等途径来收集证据,评价证据是否支持猜想与假设,器材：玻璃杯（塑料杯、纸杯）、回形针、水,取一只杯子，在杯中倒满水,将回形针放入水中，观察水是否溢出,?,得出结论或提出新的问题，,在倒满水杯中,放回形针,观察水可能溢出,也可能不溢出,评价是否支持猜想,?,(,根据计划和实验设计准备必要的器材,),做出猜想与假设，,制定计划与设计实验，,说一说,提出问题后应该做什么,?,你的猜想是,?,如何验证自己的猜想,?,制定计划与设计实验,通过观察、实验等途径来收集证据,评价证据是否支持猜想与假设,器材：玻璃杯（塑料杯、纸杯）、回形针、水,取一只杯子，在杯中倒满水,将回形针放入水中，观察水是否溢出,?,得出结论或提出新的问题，,在倒满水杯中,放回形针,观察水可能溢出,也可能不溢出,评价是否支持猜想,?,(,根据计划和实验设计准备必要的器材,),提出新的问题,猜想一下，在水不溢出的情况下最多能放入多少回形针,说说你下面应该做什么,?,交流和合作。,动手做一做,通过上述探究过程你的感想是什么,?,对上面的实验，你一定会感到很有趣，也一定会感到非常吃惊,猜想和实验的结果竟会有出人意料的差别！这就是我们为什么要做实验进行探究的一个重要原因。,通过交流合作你还发现了什么,?,你还会有新的问题吗,?,你的问题是,?,针对你提出的问题说说探究方案,试一试,设计一个探究乒乓球的反弹高度与哪些因素有关的探究方案？,