摘要:本文介紹了基于中考的科學探究的內(nèi)涵和特點,及其教學策略。
關(guān)鍵詞:中考;科學探究;教學策略
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003—6148(2011)9(S)-0009—7
科學探究歷來是新課程中考物理學業(yè)考查的重點,它既是學生的拉分點,也是增長點。近年來,中考物理對科學探究的考查形式靈活多樣,考查內(nèi)容全面細致,主要表現(xiàn)在:依托實驗,突出科學探究的過程與方法的考查;強調(diào)對各項實驗技能的考查,力求引導學生正確使用常規(guī)實驗器材;著重操作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、觀察的現(xiàn)象細節(jié)、測量數(shù)據(jù)的問題診斷,并通過現(xiàn)象對比、圖表描述等方式推理、分析出物理規(guī)律。同時,科學探究的考查突出過程考查,以《標準》中的“科學探究能力的基本要求”為根據(jù),學生可以根據(jù)所學過的知識回答探究結(jié)論等問題。
1 科學把握中考科學探究的考查要求
科學探究,重在過程。中考科學探究到底如何考查,有哪些考查形式,考查哪些內(nèi)容呢?中考科學探究考查重在過程與方法的考查。一個完整的科學探究過程,一般包括:提出問題、猜想與假設(shè)、實驗設(shè)計、分析現(xiàn)象與數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、交流與評價。具體涉及八個方面:①發(fā)現(xiàn)問題,準確地科學表述這些問題。②根據(jù)一定的知識和經(jīng)驗對問題的成因提出假設(shè),對科學探究的方向和實驗結(jié)果進行預測。③明確探究的目的和已知條件,經(jīng)歷制定計劃和設(shè)計實驗的過程,嘗試選擇探究方法及器材,有控制變量的初步意識。④能收集數(shù)據(jù)和資料,嘗試評估信息的科學性,會閱讀說明書,能按照書面說明操作,會使用簡單實驗儀器,能準確記錄實驗數(shù)據(jù),具有安全操作的意識。⑤能描述實驗數(shù)據(jù),能對信息進行比較,能進行簡單的因果推理,嘗試對探究結(jié)果進行描述和解釋。⑥有評估意識,能注意假設(shè)和結(jié)果間的差異,注意未解決的矛盾,發(fā)現(xiàn)新問題,改進探究方案,有從評估中吸取經(jīng)驗和教訓的意識。⑦能寫探究報告,有準確表達觀點的意識,注意既堅持原則,又尊重他人,能思考他人的意見,改進探究方案,有團隊精神。⑧認識科學探究中各要素的重要性及關(guān)聯(lián)性。以下結(jié)合典型案例,分析科學探究如何實現(xiàn)探究過程與方法的考查。
1.1突出“完整的探究過程考查”
課標要求,一個完整的探究,一般包括課程標準提出的“提出問題、猜想與假設(shè)、實驗設(shè)計、分析現(xiàn)象與數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、交流與評價”等方面。科學探究應突出過程考查與評估。
案例1:小芳同學觀察到許多建筑物的截面多是V形或U形,這引起了她的好奇心。
提出問題:物體承受的壓力與哪些因素有關(guān)?
猜想與假設(shè):
猜想一:物體承受的壓力與物體的形狀有關(guān)。
猜想二:物體承受的壓力與物體的材料有關(guān)。
于是小芳利用下圖1所示的裝置,選取了紙條、細繩、火柴盒和若干火柴棒,對猜想一進行實驗探究。
進行實驗與收集數(shù)據(jù)
(1)選取材料和長、寬、厚相同的紙條若干。
(2)將一張紙條折成V形,放在裝置上,在紙條兩端距中點(支點)相同距離處,各掛一相同的火柴盒。在兩端火柴盒里逐漸增加數(shù)量u的火柴棒,直到紙條被壓彎為止,記錄一端火柴盒中火柴的根數(shù)。實驗數(shù)據(jù)如表1所示。
(3)將紙條分別折成U形、圓弧形,重復步驟(2)。
(4)更換紙條,將以上實驗再做兩次。
分析與論證
分析實驗數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是(寫出一條既可)u。
交流與合作
(1)生產(chǎn)生活或建筑中利用物體形狀影響其承受壓力的事例很多,如巨大的橋梁中多次使用U形鋼材,請你舉出一個用V形或圓弧形的實例u。
(2)若要驗證猜想二,實驗中應使所選的物體u和u相同。
點評
本題以建筑物的截面圖形為切入點,圍繞物體承受壓力與哪些因素有關(guān),通過完成的探究過程,滲透了對科學探究過程的考查。
1.2突出“科學交流與評估”考查
有些試題突出了科學探究整個過程中部分要素或重點環(huán)節(jié)的考查,比如對“科學交流與評估”環(huán)節(jié),要求注意假設(shè)和結(jié)果間的差異,并著力探究方案的改進。具體案例如下:
案例2
交流與評估是科學探究的一個重要環(huán)節(jié)。某班同學利用如圖2所示的實驗裝置完成了“測滑輪組機械效率”的實驗以后,進行了小組交流。下表是各小組的實驗數(shù)據(jù)記錄:
請你對表中各小組的實驗數(shù)據(jù)進行分析比較,回答下列問題:
(1)實驗中影響滑輪組效率的主要因素是什么?
(2)1和2兩個小組的動滑輪重相同,提起的鉤碼重也相同,測出的滑輪機械效率卻不同,可能的原因是什么?
(3)請你就如何提高滑輪組的機械效率提出自己的建議。
點評
本題以利用滑輪組測機械效率為命題點,通過影響滑輪組效率因素的分析、機械相同而滑輪組機械效率的不同、以及如何提高機械效率等三個方面滲透了“交流與評估環(huán)節(jié)”的考查。
1.3突出“故障分析與改進”的考查
課標要求,學生要會“使用簡單實驗儀器,能準確記錄實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)新問題”,并能“改進探究方案,有從評估中吸取經(jīng)驗和教訓的意識?!惫收戏治雠c改進是學生動手實踐的一種基本能力。
案例
在“測定小燈泡的額定功率”實驗中,張超同學用一個電壓表、一個電流表、一個開關(guān)、電壓為6V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡和一個標有“20Q 1.5A”的滑動變阻器,設(shè)計了如圖3所示的電路。
(1)如果小燈泡的額定功率小于2W,電流表的量程選——A為宜。
(2)請用鉛筆畫線代替導線,按照如圖3所示的電路圖,將圖4的實物電路連接完整(連線不得交叉)。
(3)在實驗中,若電壓表示數(shù)為2V,則燈泡的實際功率——額定功率(選填“>”、“<”或“=”)。
(4)當滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表示數(shù)增大,則變阻器接入電路的接線柱應是D和u當電壓表的示數(shù)為uV時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)為O,4A,則燈泡的額定功率為uw。
(5)另一組的同學按同一電路連接好最后一根導線,燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅。檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確,請你找出實驗中兩個操作不當之處:u.
點評
本題的“故障分析與改進”考查點選擇了學生在實驗操作中,連接最后一根導線出現(xiàn)了異常情況,導致電路出現(xiàn)短路,要求學生進行故障的診斷分析,需要學生有一定的實驗操作經(jīng)驗,如果平常不進實驗室僅在黑板上“做實驗”,學生會因為缺乏實踐經(jīng)驗而導致得分偏低。
1.4突出實驗儀器或產(chǎn)品“說明書”的考查
課標要求,學生能夠“會閱讀說明書,能按照書面說明操作,會使用簡單實驗儀器,具有安全操作的意識?!睍x說明書也是一種探究能力。
案例1 市場上熱銷的豆?jié){機具有粉碎功能和加熱功能。下表是豆?jié){機的說明書,仔細閱讀完成下列題目。
這個豆?jié){機的煮沸設(shè)備是利用電流的u來工作的。
小明在使用豆?jié){機的時候,發(fā)現(xiàn)在粉碎的時候加熱系統(tǒng)不工作,加熱的時候粉碎系統(tǒng)不工作。根據(jù)這一現(xiàn)象,我們可以知道粉碎電機和加熱電阻絲的連接關(guān)系是…的。
根據(jù)這個豆?jié){機的名牌,請計算一下這個加熱電阻的阻值。
點評
本題以學生生活中常見的豆?jié){機為考查對象,通過提供的產(chǎn)品說明書加強了對學生物理知識與探究能力的考查。
案例2
下面是某次兩位同學合作完成的實驗。
實驗目的:測定一段金屬絲電阻(約10Q)。
實驗器材:電源(3V);定值電阻3個R01(0.1Q)、R02(10Q)、R03(1000);電流表1只(只有0~0.6A量程能使用);單刀開關(guān)2個;若干導線。
(1)甲同學設(shè)計了如圖5的實驗電路圖,得到一致認同。在選用定值電阻R。時引起爭議,甲認為選R01。(0.1g1),乙認為選R02:(1000),你認為應選用u,其理由是:①u,②u。
(2)請你任選器材,設(shè)計一種不同于上述兩位同學設(shè)計的測量電路,并畫出電路圖。相比較上述兩個電路圖,說一說你設(shè)計的電路的優(yōu)點。
點評
本題主要涉及對學生科學探究過程中“器材選擇與方案評估”能力考查。
學生一般要熟悉教材中的重點實驗的操作步驟,明確每個器材在實驗探究中發(fā)揮的作用與功能,同時對關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)也要了然于心,并且非常熟悉“伏安法測電阻”實驗基本電路圖,這樣才能正確的做出器材選擇的判斷,同時對實驗方案做出恰當?shù)脑u估。
1.5突出“實驗方案設(shè)計”的考查
課標要求,學生能夠“明確探究的目的和已知條件,經(jīng)歷制定計劃和設(shè)計實驗的過程,學生能夠嘗試選擇探究方法及器材”,“改進探究方案?!?/p>
案例1 某興趣小組在研究揚聲器結(jié)構(gòu)時,發(fā)現(xiàn)揚聲器中有一個環(huán)形磁體,他們不知道環(huán)形磁體的磁極分布情況,于是幾位同學提出了以下三種猜想:
猜想1:磁極呈橫向分布(例如圖6甲,左側(cè)為N極,右側(cè)為S極)。
猜想2:磁極呈軸向分布(例如圖6乙,上面為N極,下面為S極)。
猜想3:磁極呈上中下分布(例如圖6丙,上下面為N極,中部為S極)。
(1)根據(jù)所學知識,他們經(jīng)過討論,斷定猜想3是錯誤的。你認為他們判斷的依據(jù)是u。
(2)為了驗證其他猜想,他們用細線將環(huán)形磁體水平懸掛起來(如圖6丁所示),結(jié)果觀察到磁體在任意位置都能保持靜止。這說明猜想u是錯誤的。
(3)請設(shè)計一個簡單實驗,驗證剩下的一個猜想是否正確,簡述你的實驗方案。
主要器材:u;簡要做法:u;如何判斷:u。
點評
本題“環(huán)形磁體磁極極性探究”要求學生自己選擇器材,設(shè)計實驗方案來檢驗自己的猜想,學生根據(jù)所學的物理知識可以從不同的角度解答此題,答案具有一定的開放性,本題有較高的區(qū)分度。
案例2(2011江西省)
26,關(guān)于測量定值電阻值的實驗
方案1
運用電壓表(無電源表),一個阻值為R。的固定電阻,測量定值電阻阻值。
器材:一只電壓表、一個阻值為R。的固定電阻、電源、開關(guān)和導線若干。
實驗步驟:步驟1:請你在圖7虛線框中畫出實驗時所需的電路圖,并連接電路;
步驟2:將電壓表u在R,兩端,閉合開關(guān),讀出電壓表的示數(shù)u
步驟3:將電壓表u在R。兩端,閉合開關(guān),讀出電壓表的示數(shù)U0;
步驟4:根據(jù)你設(shè)計的電路的特點和實驗所測得的物理量,寫出Rr的表達式——(用符號表示)
方案2
運用一只電壓表(無電流表),一個已知最大阻值的滑動變阻器,測量定值電阻阻值。
器材:一只電壓表、一個已知最大阻值的滑動變阻器、電源、開關(guān)和導線若干。
實驗要求:請你在圖8虛線框中畫出實驗時所需的電路圖。
評估交流:(1)從實驗操作角度看,以上兩個方案中,方案u更好。
(2)好在u(只要求定出一條)
點評
本題考查突出了利用特殊法測量定值電阻??疾榈闹R基礎(chǔ)依然是“伏安法測量定值電阻”,但是主要通過特殊條件下(缺少特定的器材電壓表或電流表),如何利用已知器材和測量工具進行特殊測量,涉及歐姆定律、串聯(lián)電路電流、電壓特點以及變阻器等知識的考查,滲透了等效和轉(zhuǎn)化的物理思想。
1.6關(guān)注“信息收集與評價”的考查
信息收集是實驗探究分析與論證中的重要內(nèi)容之一。做好信息的收集,才能保證分析與論證、交流與評估環(huán)節(jié)落到實處。因此,加強信息收集與評價技能顯得非常的必要和重要。
案例1
小明在暑期去云南騰沖地區(qū)旅游(海拔2600m),看到景區(qū)附近設(shè)攤的小販用竹枝和藤蔓把雞蛋捆扎成串,放在溫泉中燙熟后賣給游人。小明想,能煮熟雞蛋的溫泉水的溫度一定很高,又想,這里的海拔高度較高,水的沸點應低于100℃,他詢問了導游小姐,得到回答是89℃,這一數(shù)據(jù)可信嗎?小明想即使帶著溫度計也無法到那冒著大量熱氣、翻滾著的水中直接測量,那么小明該怎么做才能解決他的疑惑呢?(以信息查詢評價為主的遷移水平)
請你幫助小明設(shè)法估算出騰沖地區(qū)水的沸點。
點評
本題主要考查學生是否根據(jù)提供信息進篩選、分析和推理,做出恰當?shù)脑u價。本題的評價要點主要包括:對導游小姐提出的數(shù)據(jù)是否正確做出猜測;提出查閱資料的計劃以尋找證據(jù);對估算的結(jié)果的可靠性進行評價;提出更多的問題。
有些情境通過圖形、新材料為載體的形式出現(xiàn)。提供新的信息背景,要求學生在新情境下能根據(jù)題中信息,聯(lián)系平時所學的物理知識,從多角度進行答題。
案例2(2011鹽城市)
27.(10分)閱讀短文,回答問題:
力傳感器在電子秤中的應用
電子秤所使用的測力裝置是力傳感器。
常見的一種力傳感器由彈簧和應變片組成,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖9甲所示。彈簧鋼右端固定,在其上、下表面各貼一個相同的應變片,若在彈簧鋼的自由端施加向下的作用力F,則彈簧鋼發(fā)生彎曲,上應變片被拉伸,下應變片被壓縮,力越大,彈簧鋼的彎曲程度越大。
應變片結(jié)構(gòu)如圖9乙所示,其中金屬電阻絲的阻值對長度變化很敏感,給上、下金屬電阻絲提供相等且大小不變的電流,上應變片兩引線間電壓為U-,下應變片兩引線間電壓為U:,傳感器把這兩個電壓的差值U(U=U1-U2)輸出,用來反映力F的大小。
金屬電阻絲的阻值隨溫度會發(fā)生變化,其變化情況如圖9丙所示。為消除氣溫變化對測量精度的影響,需分別在上、下應變片金屬電阻絲與引線之間串聯(lián)一只合適的電阻,進行溫度補償,串聯(lián)合適的電阻后,測量結(jié)果不再受溫度影響。
(1)這種力傳感器是將力的大小轉(zhuǎn)換為u(電流/電壓)的裝置。
(2)外力F增大時,下列說法正確的是u。
A.上、下應變片金屬電阻絲電阻都增大
B.上、下應變片金屬電阻絲電阻都減小
C.上應變片金屬電阻絲電阻減小,下應變片金屬電阻絲電阻增大
D.上應變片金屬電阻絲電阻增大,下應變片金屬電阻絲電阻減小
(3)傳感器輸出的電壓U隨外力F增大而
(4)進行溫度補償時,應給上金屬電阻絲串聯(lián)阻值隨溫度升高而一的電阻,下金屬電阻絲串聯(lián)阻值隨溫度升高而u的電阻。
(5)如果未進行溫度補償,自由端受到相同的力F作用,該傳感器下應變片兩端的電壓U2冬天比夏天u(大/小)。
點評
本題選材新穎,以電子秤的傳感器為命題素材,緊密聯(lián)系新材料和最近科技發(fā)展,不僅通過材料為考生提供豐富的材料信息,而且滲透了圖表和物理圖像的分析和理解,綜合考查了學生信息處理、分析、推理等多種能力。
2 正確認識中考科學探究基本技能的內(nèi)涵
從技能的角度看,中考科學探究的基本技能內(nèi)涵具體包括以下方面:
具有初步的實驗操作技能;
會使用簡單的實驗儀器和測量工具;
能夠測量一些基本的物理量;
會記錄實驗數(shù)據(jù);
知道簡單的數(shù)據(jù)處理方法;
會寫簡單的實驗報告;
會用科學術(shù)語和簡單圖表等描述實驗結(jié)果。
以“測量密度”為例,從知識角度看,學生在考查測量密度之前,需要明確或掌握“密度是物質(zhì)的本身屬性,同種物質(zhì)密度相同是在一定溫度和狀態(tài)下的密度?!钡那疤嵝灾R。在進行密度的實驗探究過程中,則涉及一些關(guān)鍵基本實驗操作技能的運用。比如,天平操作:游碼歸零,平衡螺母,左右位置;體積測量:量筒使用,替代法、埋沙法、針壓法等。最后,要能夠正確的進行結(jié)果表達,并能分清表達式中各物理量的意義。
正確的理解“科學探究”,還須要注意以下幾點:一、能明確探究目的、器材、裝置方法及操作步驟;二、知道為什么選擇這些器材,為什么這樣裝置,操作步驟為什么這樣安排;三、能掌握探究設(shè)計的思想方法;四、學會讀取和處理探究數(shù)據(jù),獲得探究結(jié)果的方法;五、知道用該裝置還可研究哪些問題,改變條件后如何設(shè)計探究活動,用哪些器材根據(jù)不同原理還可以完成該探究活動等等。
從考查層次要求看,科學探究涉及“操作、經(jīng)歷、理解”三個層次。三個層次的考查所涉及的內(nèi)容分別如下:
涉及探究活動“操作”初中階段考查要求有:會測量溫度、會測量固體和液體的質(zhì)量、會使用適當?shù)墓ぞ邷y量時間、會使用適當?shù)墓ぞ邷y量長度、會測量力的大小,另外還要會讀、會畫簡單電路圖,能連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路、會使用電流表和電壓表等。
涉及探究活動“經(jīng)歷”初中階段考查要求有:通過實驗探究物態(tài)變化過程;通過實驗理解密度的概念;能用實驗證實電磁相互作用;通過常見的事例或?qū)嶒灹私庵亓?、彈力、摩擦力;通過實驗探究,理解物體的慣性、通過實驗,學會使用簡單機械改變力的大小和方向;通過實驗學習壓強的概念;通過實驗認識浮力、經(jīng)歷探究浮力大小的過程,知道阿基米德原理;通過實驗探究初步了解流體壓強與流速的關(guān)系;通過實驗探究初步認識聲音產(chǎn)生和傳播的條件;通過實驗探究光在同種均勻介質(zhì)中傳播的特點;探究并了解光的反射和折射的規(guī)律;通過實驗探究平面鏡成像時像與物的關(guān)系;探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律;通過觀察和實驗知道白光是由色光組成的;通過實驗探究通電螺線管外部磁場的方向;通過實驗了解通電導線在磁場中會受到力的作用,力的方向與電流及磁場的方向都有關(guān)系;通過實驗,探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件;通過觀察和實驗,初步了解分子動理論的基本觀點,并能用其解釋某些熱現(xiàn)象;通過實驗,了解比熱容的概念;通過實驗探究電流、電壓和電阻的關(guān)系,理解歐姆定律;通過實驗,知道在電流一定時,導體消耗的電功率與導體的電阻成正比。
涉及探究活動“理解”初中階段考查要求有:嘗試用密度知識解決簡單的問題,能用實例說明動能和勢能以及它們的轉(zhuǎn)化,理解機械效率,理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系。
比如,電學中實驗操作技能具體包括指:按電路圖把器材連接成實驗電路;根據(jù)電路圖選擇所要求的器材;連接電路時,開關(guān)應置于斷開位置,滑動變阻器應處在接人電阻為最大的位置;電流表串聯(lián)在待測電路中,“+”、“-”接線柱應連接正確,量程選用正確;電壓表并聯(lián)在待測電路兩端,“+”、“一”接線柱應連接正確,量程選用正確;拆除電路,整理好器材。另外,電學中實驗操作技能反映在許多微小的舉動中,比如:①使用接線柱時你是怎樣旋轉(zhuǎn)的?②使用開關(guān)時,你的導線接在哪里?你怎樣合開關(guān)和斷開開關(guān)?③使用測電筆時,你的手怎樣握筆?④要控制電流的大小,應當使用滑動變阻器上的哪兩個接線柱?開始實驗時,應當把滑動頭放在哪一邊?向什么方向電流增大?⑤電路接通后,一只小燈泡不亮怎么辦?可能的原因是什么?
3 有效落實基于中考的科學探究教學策略
中考復習階段,從提高復習效率的角度看,當積極關(guān)注以下幾點:一是創(chuàng)設(shè)問題情景,接近生活,聯(lián)系實際。二是與實驗探究結(jié)合,強調(diào)實踐性、理解性。三是重視必要的實驗技能,如測量、設(shè)計表格、控制變量、現(xiàn)象歸納、簡單故障分析等。四是可以從回顧已做過的重要實驗開始,不只是重復做過的實驗,需要從過程與方法的高度提升,逐漸遷移到新的類似的情景中。具體可以從以下方面人手,進行嘗試。
3.1重視科學探究,強化重點內(nèi)容訓練
科學探究是中考的重點內(nèi)容。在復習階段,科學探究的復習需要注意以下幾點:重視小實驗、小制作蘊含的物理原理;強化實驗方案的基本設(shè)計;關(guān)注實驗操作的基本細節(jié);留意實驗現(xiàn)象的細節(jié)特征;提高實驗探究結(jié)論推理能力;注意實驗圖像數(shù)據(jù)分析與處理;強化實驗故障的分析與排除;重視基本儀器的使用與操作,等等。
在探究內(nèi)容的訓練上,則應注意教材中三類實驗提醒的重點訓練。教材實驗大致分為三類:簡單觀察說理型實驗、測量型實驗和探究型實驗。
簡單觀察說理型實驗訓練著力點:關(guān)注實驗目的、實驗對象、其中某一操作的目的、現(xiàn)象和結(jié)論。關(guān)注不同實驗說明同一物理道理;關(guān)注同一實驗能說明多個物理道理(開放性)。另外也要注意相似實驗的區(qū)別。比如在真空罩中用手機進行真空不能傳播聲音的探究,以及利用真空瓶進行無線電傳播的探究。器材基本相同,但是實驗原理考查點不相同。
測量型實驗訓練著力點:熟練掌握基本儀器的使用,測量儀表使用和讀數(shù)。具體包括:一是從選擇儀器(含量程)人手,如電流表、電壓表的選用。二是從儀器的使用規(guī)則人手,如溫度計的使用、用天平測質(zhì)量等。三是從儀器、儀表的讀數(shù)人手,如刻度尺、天平、彈簧測力計、溫度計、電流表、電壓表、電能表等。但是不少學生對一些重要器材作用的理解并不到位。
比如儀器使用,電學中的滑動變阻器是“探究歐姆定律”、“測定小燈泡的電阻”、“測定小燈泡的電功率”、“探究影響電磁鐵磁性強弱的因素”等實驗中不可缺少的重要儀器?;瑒幼冏杵鹘臃ㄓ泻芏喾N,如何快速簡單的選擇合適的兩個接線柱?連接滑動變阻器時有口訣:“一上一下,關(guān)鍵在下”。教師要讓同學們可以總結(jié)滑動變阻器在每個實驗中的用途,深化對電學實驗的理解。其中滑動變阻器的共同作用是:保護電路、通過改變自身電阻而改變電路中的電流。由于每個實驗的不同,使滑動變阻器分別具有不同作用:①探究歐姆定律中電流與電壓的關(guān)系——改變定值電阻兩端電壓,從而達到多次實驗探究規(guī)律的作用。②探究歐姆定律中電流與電阻的關(guān)系——為了保證電阻兩端的電壓不變。③測定小燈泡的電阻——改變小燈泡兩端電壓,達到多次測試取平均值以減小誤差的目的。④測定小燈泡的電功率——改變小燈泡兩端的電壓,從而比較小燈泡亮度與電功率的關(guān)系。⑤探究影響電磁鐵磁性強弱的因素——改變電路中的電流,研究電磁鐵磁性強弱與電流的關(guān)系,還可以控制電流相等,研究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。
再比如,探究影響導體電阻大小的因素時,實驗器材能用小燈泡不用電流表嗎?答案是否定的。因為人眼不能準確判斷小燈泡亮度的變化,無法反映導體電阻的大小。同時燈泡發(fā)光時間長會使溫度升高電阻變大,影響實驗的結(jié)論。對于測量工具的使用一般注意以下幾點:選、調(diào)、放、測、讀、記。對于溫度計、刻度尺、秒表、托盤天平、量筒、彈簧測力計、電流表、電壓表、電阻箱、電能表,使用時應注意所測物理量和單位,量程和分度值。應注意刻度尺要估讀到分度值的下一位,托盤天平游碼示值以其左邊線為準,溫度計先定零上還是零下,秒表的小表盤“分”大表盤“秒”,注意秒針的讀數(shù)是否過了30s。
3.2 重視學生實驗,提高實驗技能
只有充分研究實驗,理解實驗才能有助于提高實驗的技能。重視梳理每一個課本實驗,讓學生弄懂實驗目的、原理,熟悉實驗器材,掌握實驗方法和步驟,分析、解釋實驗現(xiàn)象和結(jié)論,處理實驗中出現(xiàn)的非預期現(xiàn)象,同時還要熟悉實驗設(shè)計的基本方法和技巧。
重視一些典型實驗的關(guān)鍵解題步驟?!皽y物質(zhì)的密度”中是為了使學生學會用天平和量筒來測物質(zhì)的密度,原理是公式p=m/V,屬于間接測量。器材除天平和量筒外還有燒杯、水、細線等輔助器材。測固體密度要先測質(zhì)量后測體積,是基于怎樣的考慮?在沒有天平和量筒的情況下怎樣通過一些生活用品或輔助器材來完成實驗?
把握重點實驗,動手操作突破難點。對于一些重點、難點、考試熱點的實驗,比如:凸透鏡成像、測密度、測滑輪組的機械效率、用電流表、電壓表探究串并聯(lián)電路的電流和電壓關(guān)系、探究歐姆定律、測量小燈泡的電功率,等等。
加強重點實驗的實際操作過程與細節(jié)復習。具體要求做到:使學生掌握實驗的目的、原理、方法和步驟;會控制實驗條件;會使用儀器,設(shè)計實驗方案;會觀察和解釋實驗現(xiàn)象;會分析、推斷實驗結(jié)果,能得出相應的結(jié)論。舉例:測機械效率時,要勻速拉動彈簧測力計測量繩子上拉力的大?。粖W斯特實驗中,實驗開始時小磁針與導線需保持平行的位置關(guān)系。
3.3重視演示實驗和課本小實驗,提高觀察與應用能力
在復習中要弄清演示實驗研究的過程、方法和結(jié)論。比如,探究“牛頓第一定律”、“決定電阻大小的因素”等實驗中采用了控制變量法,通過比較得出結(jié)論?!暗獾纳A”“分子間的引力”將生活中不明顯的現(xiàn)象展現(xiàn)于課堂。
注意“WWW”中的課外小實驗的延伸和拓展。比如,“用紙鍋燒水”中紙的著火點與水的沸點的比較;“測爬樓梯的功率”中需要測量的物理功率給出了測電功率的新思路。另外,近幾年中考試卷中出現(xiàn)的水表、煤氣表、電瓶車等是一個很重要的信號,這要求我們要貼近生活,要對生活和生活日用品中存有的物理知識更多的認識。
3.4精選實驗習題,提高實驗書面表達能力
一個好的實驗探究題型考查,需要學生能夠注意以下方面:原理要科學、思路要清晰、方法要簡單、操作要可行、現(xiàn)象要明顯。學生能夠動手做好實驗,但不一定能正確地表達這個實驗的有關(guān)問題,從大量的中考科學探究的復習教學看,很多學生在如何書面正確表達探究方面存在比較突出的問題,主要是學生不會用物理語言來描述物理過程、現(xiàn)象與結(jié)論。具體表現(xiàn)在不能區(qū)分清直接因素和間接因素的影響、不能正確進行實驗現(xiàn)象的歸因、混淆實驗結(jié)論的因果關(guān)系中,比如,考查動能大小與速度的關(guān)系。一般學生容易將引起速度變化的高度因素看成是影響動能大小的直接因素,其根本原因是沒有分清直接因素和間接因素的關(guān)系。因此,訓練學生書面答好實驗題是非常重要的。從題型上看,主要是填空、問答、作圖等幾個方面,復習時可以精選習題讓學生練習,要求學生在答題時書面表達要用詞規(guī)范準確,敘述合理。從方法指導上看,讓學生互相批改或提供標準答案而讓學生自批自改,這樣既可以節(jié)省時間,又可達到強化訓練的目的。
3.5進行專題訓練,提高探究解題技能
以探究活動為線索,設(shè)計教學,進行專項復習,進行模擬性、仿真性練習,查漏補缺。教師要注意做到“三個轉(zhuǎn)變”。即變教師介紹、講解解題方法為自己正確選擇方法、突出解法的發(fā)現(xiàn)和運用;變?nèi)娓采w復習為重點突破,突出中考“熱點”探究問題;變以量為主到以質(zhì)取勝,突出題組訓練,通過練、評、思,突出思想方法,掌握解題策略。
3.6優(yōu)化復習方式,巧用資源創(chuàng)設(shè)復習情境
在科學探究的復習教學過程中,利用視頻、課件、圖片、音頻等可以達到實現(xiàn)以下功能和目的:創(chuàng)設(shè)問題情境、活躍課堂氣氛、緩解復習壓力和突破復習難點。實驗情境重現(xiàn)的方式有圖片、視頻、動畫、操作、習題等。因此可以借助計算機輔助實驗的獨特功能創(chuàng)設(shè)復習情境。具體方法是:一是加強教師實驗演示,突出現(xiàn)象觀察;二是加強實驗現(xiàn)象模擬,提高復習興趣;三是加強探究視頻示范,確保操作準確。
(欄目編輯 趙保鋼)