创意从哪里来——在探究过程中学习科学探究的方法

南京师范大学物理系教授　刘炳升

广东物理教育教学走到前面，教学理念向前走了一大步。从宽泛的角度谈实验设计，以体会深的地方和大家共同商讨。

开发物理教学功能，运用小型实验进行科研。

1、一次调查思考：在遇到疑难问题时，你通常采用的办法：

20%在书中找，70%问老师和同学，1.5%动手实验。

结果，没有建立自己动手的习惯。

2、你认为实验对学习物理理论：

很有帮助28%，难说18%

实验是否提高思维能力：

很有帮助30%，难说20%

故从科学的方法看：有以下问题。

1、 缺少发现问题和提出问题的训练。（一般环节：提问＿形成假设＿实验检验）

实际：提问似常之，得绪论简单化。

2、 缺少提出猜想和假设，自己设计实验。

实际：不须猜想，灌输结论，学生从而也失去动力。

3、 实验中很少有意使学生观察的机会。

4、 问题的答案是唯一和理想化的

学生的思维缺少多项性和灵活性。

二、探究课题在我们身边。

生活中的许多问题要解决（多数没注意用科学方法解决）

科学家们在实际解决过程中是有理论，又有方法的。

举例：喝饮料（为何用热水冲饮料？）

A、 猜想，水热，溶解物质越多。这种猜想可更好的解决问题。

B、 证实。做实验：三个烧杯加冰、温、开水，一勺勺的放咖啡，看溶解多少，然后分析处理数据，得到结论，做出解释。

C、 拉出更多问题。如车胎破了，怎样发现的，及可能的原因。

学生的探究提供怎样的情境

1、 力求接近真实。

2、 可能学生发现的问题要多一些。

3、 情境是可探究的（分解成很多途径来解决）

4、 合作与交流的问题。

举例：装满水的杯子里放入多少回形针与哪些因素有关
2003-10-12

装满水的杯子里放入多少回形针与哪些因素有关

俞晓明

在苏科版物理（八年级上）教材的引言中，同学们做了一个十分有趣的实验：装满水的杯子里能放多少回形针而水不满出来（可以做这样的约定：在杯口架上一把直尺，水面与直尺边接触即为装满水）。在这个实验中，大家感到十分惊奇，放入回形针的数量与猜想有很大的差异，而且各小组放入回形针量的最大值都不一样。请有兴趣的同学，在课外将这个实验继续做下去，要求是：

1．请你猜想一下，装入回形针的多少可能与哪些因素有关？将你想象到的所有可能因素都有写出来。

2．选择其中的一种因素，设计实验检验这种因素是否正确：

（1）你准备怎样改变实验因素？怎样保证实验结果能够判断是否与选定的因素有关，而不是与其他的因素有关？

（2）你选用的实验器材有哪些？

（3）设计一个简单的表格，准备记录你的实验现象和数据。

3．实验，把你见到的现象和测得的数据都记录在表格中。

4．通过实验，你能得到什么样的结论？与你的猜想一致吗？

5．你在生活中见到过与这种实验类似的现象吗？

如果有兴趣的话，你还可以做下面的实验：

请你猜想一下，一只回形针的体积大约有多少？你放入水中所有回形针的体积大约是多少？你再设法用刻度尺测量回形针的金属丝的直径和长度，由此计算出所有回形针的体积，计算的体积与你猜想的体积相同吗？请你再计算一下，所有回形针放入水杯中后，杯口的水面大约会凸出多少毫米？

强调：控制变量法。

科学探究的决定因素

案例1、决定影子大小的因素（控制变量法）

　　　评估：实验的准确性和可信度。

案例2、人体尺寸（脚印与身高的关系），联系到刑警办案。

案例3、炸土豆，年糕片，哪类食品的内能较大。

要求：确定测量量，怎样比较，试验方法有何缺陷和不完善的地方。

小型实验的设计

1、 观察思考类的课题研究。设计新颖，具有挑战性，题目自由选择，然后写出小型的总结小论文。基本模式：演示＿观察思考＿提问＿解释（预测发展情况）＿设计定性实验＿验证设计的实验＿小结、讨论、交流。

具体例子：身边的水透镜

　　　　　走哪个坡道更快

　　　　　鱼的上下浮沉。

海狮戏球

逆风行车

听话的小球

饮水鸟

小试管上升

小免下坡

奇妙的上转体，

气旋球

啄木鸟

肥皂膜

辉光球　从现象到结构再分析原因。

2、 定量的设计实验。（巧妙的设计构思）

1、 橡皮筋的伸长和外力的关系。（只给定20g，40g的砝码，怎样获得大的拉力＿力的分解。

2、 雪崩现象

3、 测量某磁性材料的居里点（与生活相关的，又是先进的东西）

4、 门的转轴倾斜＿倾摆的周期

5、 测花生米的密度。