科学探究如何考.doc

科学探究如何考近年来，中考物理中出现了科学探究类题型的考查，而且此类题型的题量和分值所占的比例也逐年增加。此类试题之所以能逐年被命题人重视、成为区分考生知识水平的重要依据，主要是科学探究类题型可以将学生的学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。学生在科学探究活动中，能够经历科学探究的过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学探究方法，领悟科学的思想和精神。所以，科学探究的考查在今后的中考试卷中出现的几率将会越来越高。那么，科学探究如何考哪？下面笔者就近两年此类中考题型做一简要的分析，谨与大家探讨。科学探究的过程主要包括以下几个要素：（1）提出问题；（2）猜想与假设；（3）制定计划与设计实验；（4）进行实验与收集证据；（5）分析与论证；（6）评估；（7）交流与合作。科学探究的考查主要分为以下几种类型：一、对“提出问题”要素的考查（05年）江苏宿迁24题：为精确测量世界屋脊喜马拉雅山的高度，2005年中国科学院组织科考队利用现代测量技术对喜马拉雅山主峰峰顶进行重新测量。测量考察中，科考队员们戴着墨镜，身穿防寒羽绒服，背着氧气瓶，手拿尖头冰镐，脚蹬防滑靴。他们不畏艰难险阻，克服重重困难，终于在5月下旬完成了测量任务。根据以上情景，请你提出两个问题，并从物理学角度加以简答。例：问题：科考队员为什么要使用尖头的冰镐？简答：使用尖头冰镐，可以增大对封冻雪地的压强。问题1：_。简答：_。问题2：_。简答：_。本题要求学生在审题过程中要发现和物理知识有关的“关键词、句”，然后提出猜想并进行简答，如：（1）为什么他们要戴墨镜呢？（高山上白雪皑皑，阳光反射强烈，戴墨镜可防止强光伤眼）；（2）他们为什么要背氧气瓶呢？（高山上气压低，空气稀薄，缺氧）；（3）防寒羽绒服有什么作用？（高山上气温低，羽绒是热的不良导体，可起到保暖作用）：（4）防滑靴有什么作用？（防滑靴可增大摩擦，便于蹬山）等。二、考查“猜想与假设”要素（05年）黄冈非课改实验区38题：高尚同学发现家里用皮碗（如图）挂东西，皮碗所能挂的物体重力大小与什么因素有关呢？（1）请你提出一种猜想：_；你猜想的依据是：_；（2）请你自选器材，提出一个验证你的猜想的探究实验方案多数同学会想到“皮碗的面积大小可能会影响到所悬挂物体的重力大小”的猜想。依据是“压强一定时，受力面积的大小会影响压力的大小。”也有少数同学会想到“挂钩的作用点位置不同会影响到所悬挂物体的重力大小”的猜想。依据是“力的作用效果与力的作用点有关。”三、考查“制定计划与设计实验”要素（04年）海淀区：小明做了以下电学实验：如图甲所示，将三个完全相同的小灯泡并联在由干电池组成的电源两端。闭合开关S1，灯泡E1发光，再依次闭合开关S2和S3，灯泡E1逐渐变暗。小明对此现象进行了分析，灯泡变暗说明灯泡两端电压减小了，减小的电压由谁分担了呢？小明猜想这个干电池内部可能有电阻，干电池相当于一个电压U恒定的理想电源与一个电阻r的组合（如图乙），实验电路相当于并联的灯泡的总电阻R并与干电池内部电阻r串联（如图丙），并联部分总电阻R并变化时，干电池两端的电压也会发生变化。我们假设他的猜想是正确的，请你从以下提供的器材中选择所需器材，设计一个电路测出这个干电池内部的电阻r。（提示：不能直接测量干电池内部电阻r和两端的电压Ur与理想电源的电压U）器材：电流表、电压表、滑动变阻器各一只，已知阻值的定值电阻两只（阻值不同），待测干电池一个，开关若干。要求：（1）画出电路图（要求：设计的电路在连接后，只能通过开关改变电路连接情况）。（2）写出干电池内部电阻r的表达式并说明表达式中各物理量的含义。解答：（1）实验电路如图所示：（2）表达式：r（I2R2I1R1）/（I2I1）R1、R2：已知阻值的定值电阻；I1：只闭合开关S1时，通过R1的电流；I2：只闭合开关S2，通过R2的电流。很明显，本题涉及到了高中电学“电源的内阻”的问题，另一方面又与初中电学电阻串联分压、输电线过长会影响到用电器正常工作以及生活用电的相关知识有联系。四、考查“分析论证”要素（04年南通）某兴趣小组在研究马铃薯在水中的浮沉情况时，通过往水中加盐，终于使马铃薯漂浮在水面上。由于时间关系，当时并没有及时收拾实验器材，几天后他们来收拾时，惊奇地发现原来浮在水面的马铃薯又都沉在容器底部啦。他们决定对这一现象进行了研究，并对此现象提出了以下几种猜想：猜想1：可能由于水的蒸发，盐水的密度变大，导致马铃薯下沉；猜想2：可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后质量变大，导致马铃薯下沉；猜想3：可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小，导致马铃薯下沉；经过一番讨论，他们马上否定了猜想1，你认为他们否定的理由是：_。接着他们就猜想2和猜想3进行了如下的实验操作： 取三块马铃薯，编上A、B、C号，分别测出其质量和体积； 配制一大杯盐水； 将三块马铃薯放在盐水中，使其漂浮，几天后发现马铃薯都沉在容器底部，将其捞出、擦干，分别测出其质量和体积。实验数据如下表：马铃薯的编号质量/g体积/cm3放入盐水前在盐水中下沉后放入盐水前在盐水中下沉后A44.839.24033B56.148.85041C77.367.96957请分析上述实验数据后回答：猜想2是_（选填：“正确”或“错误”）的；你认为导致马铃薯下沉的原因是_。解答：盐水密度增大，马铃薯会上浮而不会下沉，与现象不符。 错误由表中数据分析马铃薯的密度增大，大于盐水的密度，导致马铃薯下沉。本题涉及到往水里加盐使马铃薯浮起来的实验。对于这个实验，我们都很熟悉。但此题涉及到的探究并不是简单地重复一下这个实验，而是在几个方面都有了新的特点。第一个特点：探究是从做马铃薯实验时出现一个意外现象开始的，也就是从“为什么原来浮在水面的马铃薯，几天后又都沉到了水底”这个疑问开始的。强调这一点很有必要，因为在真正的科学探究中，很多研究的课题也是这样从疑问产生的。第二个特点：第一个猜想，学生通过讨论就排除了。试题的命制抓住这一点，是有重要意义的。因为无论是在实际的科学探究中，还是探究性教学中，并不是所有猜想都要用实验检验，有的猜想，可以通过充分讨论和论证加以否定。第三个特点：对于第三个猜想，“可能马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小，导致其下沉”，实验表明，情况不是这样的，而是“在盐水中浸泡后，马铃薯密度变大，导致马铃薯的下沉”。这样命题，更反映了科学探究的本质。五、考查“评估”要素（04湖北宜昌）已知1标准大气压的值约为105Pa。小明同学想通过实验探究大气压究竟有多大，他设计的实验方案是将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离桌面。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数就是大气对吸盘的压力，再设法量出吸盘与桌面的接触面积，然后算出大气压（如图所示）。他选择的实验器材是：量程为5N的弹簧测力计，底面积为5cm2的吸盘。（1）这种通过测量拉力和接触面积来计算大气压强的方法是否可行？（2）如果上述实验方案可行，小明同学选择的器材能否测出大气压的值？请你进行分析和评估。本题主要考查了学生是否具备对一个探究实验进行科学、合理地解释、评估的能力。不但能运用学过的物理知识解决学习中出现的问题，还要能对解决问题的实验设计、实验过程、实验结论给出合理的分析和评估，这就要求学生在平时的学习中不仅要“知其然”，还要“知其所以然”，站在评判者的高度对实验进行论证分析和科学评估。六对学生探索知识的过程和方法的考查04年安徽：人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时，伽利略通过如图（甲）所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论：运动着的物体，如果不受外力作用，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。 推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中。如图（乙）所示的实验中，现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，在这种情况下，你是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这一结论的？在学习中不断渗透研究物理问题的科学方法也是研究性学习的一项重要任务。本题通过具体的伽里略斜面实验和伽利略的科学推理，介绍给大家科学研究的一种方法，在学生了解了这一研究方法后，很容易能得出如下的科学推理：玻璃罩内的空气越稀薄，在外面听到的铃声越小；如果玻璃罩内被抽成真空，则电铃的振动不会再传到外面，即“真空不能传声”。