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1、體驗科學探究
課時目標
1.通過閱讀“物理學家進行科學探究的故事”,初步了解科學探究的過程,學習科學家不畏艱辛、勇于探索的精神。
2.經歷“裝滿水的杯子里還能放多少回形針”的探究活動,體驗科學探究的過程與方法。
同步導學
重點知識剖析:
問題一、怎樣養(yǎng)成良好的探究式學習的習慣
科學家總是以一種獨特的視角和好奇的心態(tài),不斷質疑,不斷探索著宏觀世界和微觀世界。下面就以熱水沖飲料為例介紹一下他們進行科學探究的環(huán)節(jié):
觀察、思考并提出問題:
科學家們對周圍大家司空見慣的現(xiàn)象和事物,都十分留意。他們像警察一樣,仔細觀察,以“懷疑”的眼光審視周圍的一切,如:為什么要用熱水沖咖啡?
2、猜想和假設:
“溫度越高,能溶解的物質越多嗎?”——他們嘗試將已有的科學知識與目前遇到的問題相聯(lián)系,從而對探究的方向和可能出現(xiàn)的實驗結果進行推測、假設。
制定計劃和設計實驗步驟:
不同溫度的水
能溶解多少匙食鹽
冷水
溫水
開水
科學探究不能盲目進行,應選擇取得證據(jù)的有效途徑與方法,決定收集證據(jù)的范圍與要求,以及所需要的材料、儀器和技術等,并擬定相應的計劃,
多數(shù)情況下要設計記錄表格。如:可取等量的冷水、溫水、開水,溫度相差大,效果會明顯,可用砂糖或食鹽替代咖啡粉。
進行實驗和收集證據(jù):
通過實驗檢驗假設是否成立;并借助于查閱資料、觀察等方法來收集相關的信息及
3、證據(jù)。
分析和論證:
科學家們會對所收集到的有關信息及證據(jù)進行分析,并和猜想與假設進行比較,力圖得出符合證據(jù)的解釋,并注意與預想結果不一致的現(xiàn)象。
評估:
所提出的問題是否是新穎而有價值的、可以探究的問題?所做出的假設是否有根據(jù)?設計的實驗方案是否合理可行?所收集到的信息和證據(jù)是否真實可靠?對證據(jù)的分析解釋是否合乎邏輯?……這種評估貫穿于探究過程的始終。
交流與合作:
將研究成果公布于眾并與其他同學交流,是智慧的交換,是價值的體現(xiàn)和認同??茖W家們都很謙虛謹慎,注意傾聽并尊重別人的不同觀點和評議,既堅持原則,也勇于修改和放棄自己不正確的觀點。
發(fā)現(xiàn)并探究新的問題:
當一個問題解決
4、后,還會出現(xiàn)新的問題。如:為什么固體飲料在熱水中比在冷水中溶解得快呢?還有什么因素會影響溶解的速度?攪拌會有影響嗎?
問題二、科學探究過程中,為什么要貫穿交流與合作?
原因在于:其一、個人力量有限,不少實驗需要幾個人分工配合好了,才能進行相關過程操作;其二,個人有時思路狹隘,甚至鉆進迷宮,出不來;其三,“仁者見仁,智者見智”,集思廣益,可以不斷改進方法,少走彎路,確保實驗的成功;
疑難問題辨析
問題一、伏打電堆中的導電液是什么?
伏打電堆中的導電液主要是鹽或堿等。鹽不是單純指食鹽,還包括許多化學實驗涉及的鹽,如硝酸鈉、碳酸鈣、氯化鋇等等;堿,指氫氧化鋇、氫氧化鎂、氫氧化銅等等,作用是
5、用來發(fā)生化學變化。
問題二、圖0-2-1中,盛滿水的杯子中至多能放入回形針的數(shù)量與什么因素有關?
可能與杯子的材料、杯口的大小、水的溫度、
水中是否有雜質等因素有關,當然這些都需要通
過實驗來逐個研究。
實驗問題處理
在放回形針的實驗中,水杯不能晃動,回形
針輕輕地一枚一枚地放入,防沖擊。在有關研究
材料、杯口大小、水的溫度、水中是否有雜質等因素時,關鍵是要控制好變量,即在探究某個變量的影響時,其它的各種變量保持不變,并在對照中發(fā)現(xiàn)該變量的影響效果,運用控制變量法。
同步導練
示范例析
【例】乒乓球的反彈高度與用力大小有無關系?
解析:乒乓球反彈高度主要取決于其形變程度
6、。用力甩,使乒乓球獲得很大速度,也就獲得了較大的動能,后來轉變成的彈性勢能就大,使乒乓球后來形變程度大,從而使彈性勢能大,能量釋放出來,反彈高度就高。
自主練習
1.做完“裝滿水的杯子還能放多少回形針”的實驗后,四位同學有四種猜想,其中肯定不合理的是( )
A.杯子的價格 B.杯子的組成材料
C.杯口的大小 D.杯中所裝液體的種類
2.小明和小華分別購買了兩種橡膠球,小明說:“我的橡膠球比你的彈性好?!毙∪A說:“我希望你能證實你的看法。”為解決這個問題,小明可選取下列哪種方案( )
A.把兩球向墻扔去,比較它們反彈時離墻的
7、距離
B.用手觸摸兩球,看哪一個球較硬
C.讓兩球離地等高處由靜止下落,比較它們反彈的高度
D.把兩球向地面擲下,比較它們反彈的高度
3.當某個物理量的影響因素有多個時,每次只改變一個因素,而其他因素保持不變,這種研究叫_
4.科學探究的一般過程,包括 、 、
、 、 、
,另外,
8、 貫穿于始終。
5.動手折幾個紙飛機,看看哪一個飛得平穩(wěn);再與其他同學一起,比比誰的飛機飛得遠??偨Y一下飛機飛得既穩(wěn)又遠,需要注意哪些要點?
6.杯子、碗等生活用品可以作為樂器敲打,試試看,裝入數(shù)量不等的水,均勻敲擊,聽聲音比音調;再換用不同大小、不同材料的杯子做實驗,總結一下有哪些因素可能影響這種“編鐘”的音調。
拓展訓練
1.下面這幾幅科學巨匠的照片,你知道分別是誰嗎?知道他們?yōu)槿祟愇拿髯鞒瞿男┲卮筘暙I嗎?
圖0-2-2
圖0-2-5
圖0-2-4
圖0-2-3
9、
圖0-2-2他是著名的天文學家,自然科學的先驅。他用日心說否定了影響人類達千年之久的托勒玫的地心說,后來被教會迫害致死,他用自己的生命有力地推動了人類文明的進程。他是 。
圖0-2-3他是經典力學和實驗物理學等的先驅,他率先用望遠鏡觀察天空,由此得到的關于天體運行的結果,有力地支持了哥白尼的日心說。他是 。
圖0-2-4他被人們譽為偉大的物理學家。他在前人研究的基礎上,構建了具有劃時代意義的經典物理學體系。他發(fā)現(xiàn)日月星辰的運轉與蘋果下落有某些相似之處,從而建立了以他的名字命名的運動三大定律。他是 。
圖0-2-5他被譽
10、為20世紀杰出的物理學家。他認為:當物體的運動速度接近光速時,人們所熟悉的空間和時間等概念都會發(fā)生變化。他是量子力學的主要奠基人之一,發(fā)現(xiàn)微觀世界的物理規(guī)律與宏觀世界的物理規(guī)律有很大的差異,他創(chuàng)立的狹義相對論和廣義相對論促進了現(xiàn)代科學研究的長足發(fā)展。他是 。
2.根據(jù)生活經驗可知,二胡有兩根弦,說明二胡的音調可能與弦的
有關;手指在上面移動,說明音調可能與 有關;有時還調上面的旋鈕,說明音調還可能與弦的 有關。
3.科學家們不僅為后人留下了知識的宮殿,而且創(chuàng)建了科學的探究方法。科學探究的主要環(huán)節(jié)有:
⑴提出問題
⑵
11、
⑶擬定計劃和設計實驗
⑷
⑸分析與論證
⑹評估
⑺
4.科學家們在科學探究的過程中,還為后人留下了永遠高揚的科學精神。請根據(jù)下列文字介紹的情況,填寫后面的空格。
⑴面對羅馬教會的強權,哥白尼頑強地說自己終于推動了地球;伽利略堅持認為地球在轉動。這體現(xiàn)了科學家們的實事求是、 的精神。
⑵居里夫人,兩次獲得諾貝爾獎,這源于她對真理的執(zhí)著追求,以及長期勤勤懇懇的努力工作。她和丈夫發(fā)現(xiàn)的“鐳”是在簡陋的棚屋里辛苦工作四年提煉出來的。這體現(xiàn)了科學家們
12、 的精神。
⑶愛因斯坦和玻爾進行了長達二十余年的量子力學大論戰(zhàn),而這種學術之爭并未影響兩位科學泰斗的友誼。在解答愛因斯坦提出的一個個難題的過程中,玻爾等人逐漸完善了量子力學體系。這體現(xiàn)了科學家們善于 ,敢于提出與眾不同的見解,也敢于 自己的錯誤觀點。
5.凡是被舉高的物體,都具有重力勢能,重力勢能大小可能與物體的質量和被舉高的高度有關,請設計一下主要的操作的方法。
6.水分蒸發(fā)的快慢可能與表面積大小、溫度的高低、通風狀況有關。請設計一套方案,分別研究一下這三個因素的影響關系。