物理学科核心素养之科学探究素养

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物理学科核心素养之科学探究素养

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物理学科核心素养之科学探究素养


科学探究素养一般思路

科学探究一般要经历以下七个步骤:
1、发现并提出问题;2、做出猜想与假设;3、制定计划与设计实验;4、通过观察、实验等途径来收集证据;5、评价证据是否支持猜想与假设;6、得出结论或提出新的问题;7、在科学探究的过程中,交流与合作也是不可缺少的环节。
(一)发现并提出问题
是科学探究的起始步骤,在学习和科研中有重要的意义。在试题中,通常会有两种情况出现。一是通过描述相关情境,直接提出相关问题。这是一问题就是我们下面解题时要围绕的核心,所以要高度重视这一问题,不能偏题。二是要人们根据试题描述的情境,提出一个问题。我们应根据试题描述的情境,合理地提出问题,不可随意发散。这种情况在日常教学中遇到的较多,考试时则较少出现。
(二)做出猜想与假设
由于“猜想与假设”的发散性,故在考试中较少出现。我们强调的是“猜想与假设”必须是在试题情境的基础上合理作出,反对随意猜想。
(三)制定计划与设计实验
这是考查的重点。主要考点有:
1、实验原理的确定。
许多实验探究,特别是测量某个物理量(如密度、机械效率、电阻等)的实验,都有一个实验原理的问题,就量你根据什么道理来测量这个物理量的。这个原理,也就决定了你实验的总的方向或框架。
2、控制变量法的运用
控制变量法是科学探究的重要方法。只要被研究的量与多个因素有关,通常就要运用控制变量法:控制其他的量不变,仅使一个量发生改变,记录因变量相应的数值;经过多次(至少三次)实验,寻找规律。如此逐一研究,最后再总结规律。故有几个自变量,就至少要分成几个实验部分。
2、物理量的显示与控制方法
这是考查的重点。有些物理的显示,可以有仪表或测量工具,如电流、电压分别电流表、电压表等;而有一些物理量,还没有专用的测量工具或实验中不能提供专用的测量工具,就要运用“转化法”进行间接测量,这时我们就要动点脑筋,在理解该物理量的意义或规律的基础上,设计好测量的方法和待测的物理量,特别是对于我们没有学过的物理量。请同学们在这个问题上注意研究和总结。
实验中总要控制某些物理量不变,同时改变某个物理量。有些物理量的控制方法也是难点,如在研究欧姆定律的“电流与电阻的规律”时,要控制一段电路两端的电压不变,理论上只要给这段电路接上一个稳压电源就行了,但实际上这样的稳压电源很找到。如何控制这段电路两端的电压不变,就成了一个“富有技术性”的问题。类似的问题还有在“研究动能的大小与物体的质量、速度的关系”时,如何科学地控制和改变速度等。这些都是考试的重点。
3、实验器材的选择
在实验原理和大致的实验方向、方法确定后,就要考虑采用哪些测量工具,这也是常考的一个问题。要注意根据实验的方法,特别是根据试题提供的信息(进行必要的估算),选择合适的测量工具(量程)。
4、实验步骤的设计与表述
在实验操作问题上,试题中经常要我们书写两个方面的内容:一是实验的特别注意点,如是否要匀速拉动、沿什么方向拉动等,或者必须要怎样操作或操作到什么程度等。二是书写实验步骤,我们一定要注意写得简洁、清楚、有条理,表达到位。通常要用“1、2、3、4……”或者“A、B、C、D……”一步步地写清楚,并且以一个重要的操作或测量某一个物理量为一步,不宜在一步中进行很多的操作或测量许多的物理量。
5、实验表格的设计
这是常考的内容。其实很简单,通常你只要把所有要测量(记录)的物理量写成一横行,写清楚物理量的名称和字母,依此向下划列;再在左边写上实验次数,依此向右划行,一个表格就行成了。千万要注意的是,一定要在物理量的后面写上相应的单位!
(四)通过观察、实验等途径来收集证据
这里主要考查两个方面的内容。一是实验现象的描述,要注意描述准确到位。二是考测量工具的读法,要熟练各种测量工具的读法,并注意在实验结果后写上单位(除非是填入表格的)。
(五)评价证据是否支持猜想与假设与得出结论或提出新的问题
在考试中,这两个问题通常是合在一起的。主要考点有;
1、实验数据的处理
一是计算。二是将数据描绘成图表或曲线。在描绘曲线时要特别注意用光滑的曲线连接各点,切忌用短直线连接两点。
2、实验现象的归纳或实验结论的表述
要特别注意的是,如果是用控制变量法进行的实验研究,要注意写清楚“在……条件下,×××与×××……”,要注意“有关、无关”、“越大、越小”及“正比、反比”用词,尽可能写准确。另外,许多实验探究题都有示例的表述方法,要注意读清楚,照着示例的格式书写,一般最保险。
3、抽象数学关系式
这考得比较少,运用一定的数学知识即可。
4、提出新的问题
由于问题的发散性,很少考。但我们要注意根据实验结果合理地提出问题,不可随意发散。
(六)交流与合作
在实验探究中,这一点十分重要。但在考查中却无法体现。
注:通过测量发现规律,需要进行多次测量,通常要有三次。

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