程子堯
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)是科學(xué)探究中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。猜想與假設(shè)的正確與否,計(jì)劃與方案是否可行,探究能否得出結(jié)論,都必須通過這一環(huán)節(jié)來檢驗(yàn)與支持。在這個(gè)環(huán)節(jié)中能檢驗(yàn)同學(xué)們對理論知識和基本技能的掌握與運(yùn)用。能培養(yǎng)同學(xué)們的觀察能力和信息收集能力。這一環(huán)節(jié)主要是讓同學(xué)們放手去操作,去觀察,去體驗(yàn),去思考,根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和制定的實(shí)驗(yàn)步驟。通過動手操作。獲得自己所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
課程標(biāo)準(zhǔn)對進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)環(huán)節(jié)的要求是:(1)能通過觀察和實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù);(2)能通過公共信息資源收集信息;(3)嘗試評估有關(guān)信息的科學(xué)性;(4)會閱讀簡單儀器的說明書,并能按書面說明正確操作;(5)會使用簡單的實(shí)驗(yàn)儀器。能正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);(6)具有安全操作的意識;(7)認(rèn)識進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)對科學(xué)探究的重要性??梢?。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)是一項(xiàng)綜合技能。建立在同學(xué)們對探究實(shí)驗(yàn)全面掌握的基礎(chǔ)之上。包括對物理實(shí)驗(yàn)儀器的正確、安全的使用。能看懂簡單儀器的說明書。這些都需要平時(shí)的積累。
同學(xué)們要按照制定的計(jì)劃。獨(dú)立或與他人合作。正確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意觀察和思考相結(jié)合。你需要收集哪些數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。一定要心中有數(shù)。事先要設(shè)計(jì)好記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的表格。認(rèn)真記錄觀察到的現(xiàn)象和測量結(jié)果。以防實(shí)驗(yàn)中漏記內(nèi)容和數(shù)據(jù)。具體可以采用下列兩種方式:(1)通過實(shí)驗(yàn)收集證據(jù);(2)用圖表的形式將收集到的證據(jù)表述出來。如將一根火柴平放在酒精燈的火焰中。處于酒精燈外焰部分的火柴燒焦了。處于內(nèi)焰部分的火柴略有變化。處于焰心部分的火柴沒有明顯的變化等。這些都是證明酒精燈火焰哪部分溫度最高或最低的證據(jù)。
例 學(xué)過物質(zhì)熱脹冷縮知識后。李楊和同學(xué)們分別用不同的材料自制溫度計(jì)。其中李楊制作的溫度計(jì)如圖1所示。他們規(guī)定自制溫度計(jì)的分度值都是1℃。但在制作時(shí)。李楊發(fā)現(xiàn)同學(xué)們自制溫度計(jì)的分度值長度不同。
(1)請你猜想。溫度計(jì)分度值的長度可能與哪些因素有關(guān)(只猜一個(gè))。并預(yù)測這個(gè)因素變化時(shí)。對分度值的長度會有什么影響。
(2)請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究方案驗(yàn)證你的猜想。并對實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象或獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與論證。
(3)為了提高溫度計(jì)的靈敏度,在制作過程中應(yīng)注意哪些問題?(答出兩點(diǎn)即可)
分析與解答:(1)分度值的長度可能與瓶子的體積有關(guān)。瓶子的體積越大。分度值的長度可能就越長。
(2)①找來材料和形狀均相同、體積(容積)不同的兩個(gè)瓶子,V甲>V乙,插入相同粗細(xì)的玻璃管。密封。再裝入同種液體,制成如圖1所示的溫度計(jì)。比較兩個(gè)溫度計(jì)分度值的長度h甲與h乙的大小。②如果h甲>h乙,則溫度計(jì)分度值的長度與瓶子的體積有關(guān)。猜想是正確的;如果h甲=h乙,則溫度計(jì)分度值的長度與瓶子的體積無關(guān),猜想是錯誤的;如果h甲
(3)①選擇瓶子的容積差別盡量大一些;②選擇受熱膨脹較明顯的液體。(此題答案不唯一。合理即可)
小結(jié):本題的考查點(diǎn)雖然不是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)收集,但與此緊密相關(guān)。由于(1)問的猜想非常開放??赡艿囊蛩睾芏?。給同學(xué)們的思維和創(chuàng)造留有廣闊的空間。給同學(xué)們提供了個(gè)性才能表現(xiàn)的機(jī)會。便于同學(xué)們張揚(yáng)自己的個(gè)性。此題的亮點(diǎn)在于第(3)問,它考查了同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)探究過程中是否能發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。促使同學(xué)們對自己的實(shí)驗(yàn)方案或做法進(jìn)行反思和改進(jìn),對培養(yǎng)精益求精、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度起到了較好的引導(dǎo)作用。同學(xué)們在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作中要善于發(fā)現(xiàn)問題。善于不斷修正和完善自己的實(shí)驗(yàn)方案。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)雖然涉及科學(xué)探究的整個(gè)過程。但是在考試中,命題的重點(diǎn)大多落在猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析數(shù)據(jù)、總結(jié)結(jié)論、交流與評估等環(huán)節(jié)上,并通過適當(dāng)?shù)男问娇疾橥瑢W(xué)們的科學(xué)探究能力。
學(xué)即用,練一練:
太陽能熱水器可直接利用太陽光的熱量來加熱水,它具有環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。對市場調(diào)查后不難發(fā)現(xiàn)。不同品牌的太陽能熱水器的表面都是黑的。難道物體吸熱的本領(lǐng)與顏色有關(guān)?對此,我們可以猜想:顏色越深,物體吸熱本領(lǐng)越強(qiáng)。
(1)為了驗(yàn)證此猜想,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟。請你補(bǔ)充完整。
①選用四個(gè)____的容器,分別涂上黑、紅、黃、白四種不同顏色。
②在容器中加入溫度和____均相同的水。并同時(shí)放到陽光下照射,每隔15min測量各容器中水的溫度值。
③將測量的結(jié)果記錄在事先準(zhǔn)備好的表格中。進(jìn)行分析論證。請你設(shè)計(jì)并畫出此表格。
(2)若上述猜想得到了證實(shí),請以此為依據(jù)。分析企鵝背部的黑色羽毛對它生存的意義。
(3)海南島地理緯度較低,陽光充足,但是在??谑袇s很少見到有用太陽能熱水器的用戶,其原因可能是什么?(寫出兩個(gè)可能的原因)
參考答案:(1)形狀、大小、材料均相同質(zhì)量 表格如表1。
(2)黑色物體吸熱本領(lǐng)較強(qiáng)。企鵝背部的黑色羽毛可以讓它吸收更多的熱量。維持體溫。適于在極地環(huán)境中生存。
(3)海口長夏無冬,一年中需要用熱水洗澡的時(shí)間較少:太陽能熱水器一次性成本較高;產(chǎn)品宣傳力度不夠:市民環(huán)保節(jié)能的意識淡薄等。
責(zé)任編輯 程哲
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2016年7期