對初中物理《科學探究》試題的研究

摘要:本文針對中考中涉及到科學探究七個環節的試題進行了分析和闡述，希望能對師生的教、學有所促進。

關鍵詞:科學探究;研究;試題

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A文章編號:1003-6148(2010)9(S)-0032-3

《物理課程標準》不僅從科學內容方面給學生提出了學習目標，而且明確規定了科學探究能力的具體要求，因此科學探究能力的考查已成為近年來各地中招考試的一個新熱點。下面分別對科學探究的七個要素的內涵加以解釋并舉例分析，總結解答這類題目的方法和思路。

1 提出問題

科學探究是圍繞問題展開的，如果沒有發現問題，就不能提出問題，科學探究便無從談起，所以提出問題是科學探究的前提和核心。學生需要根據現象提出一個或多個與物理學科有關的問題，且提出的問題要具有可探究性。

例 讓足球和鉛球都靜止在地面上，足球輕輕一踢就能運動起來，但要使鉛球運動起來卻不那么容易，針對以上情景，請你提出幾個值得探究的問題。

解答 (1)質量越大(越小)的物體，它的慣性越大(越小)嗎?(2)質量越小(大)的物體，它的運動狀態越(不)容易改變嗎?(3)慣性與物體的質量大小有關嗎?(4)物體運動狀態改變的難易程度與質量有關嗎?(5)影響慣性大小的因素有哪些?

提出的問題要針對所給的情景，應是關于質量與物體的運動狀態改變的問題。

例 小宇從電影中看到，古代將軍用力把鐵弓拉滿后，能將箭射得很遠，聯想到自己玩的竹弓，即使拉得很滿，也只能將箭射得很近，請你分析以上現象，提出一個值得探究的問題，并簡述探究的方法。

(1)你提出的探究問題是:_____________

(2)你探究的方法是:_________________

解答 (1)物體彈性勢能的大小與物體的材料有關嗎?物體勢能的大小與物體的材料有關嗎?

(2)用兩個長、寬、厚均相同的鋼尺和塑料尺，拉彎同樣的幅度，分別彈同一個靜止在桌面上的小球，比較小球被彈走的距離，便可得出結論。

例 凹下去的乒乓球放在水中會重新鼓起來，請對上述現象中的條件和結果進行分析，提出一個可探究的物理問題。

解答 氣體的壓強與溫度有關嗎?溫度升高，氣體的壓強會增大嗎?

2 猜想與假設

科學猜想不是胡猜亂想，是運用現有知識和經驗對問題中的事實尋求可能的解釋。《新課標》的要求是:能根據已有的經驗和知識對問題的成因提出猜想，對科學探究的方向和可能出現的實驗結果進行推測與假設。

例 在煮餃子的過程中，可觀察到如下現象:餃子剛放入時，沉在水底;煮一段時間后餃子處于什么運動狀態?請你提出猜想并說明猜想的理由。

解答 猜想:餃子會浮起來。猜想的理由:餃子煮熟后因吸水而變重;但餃子由于溫度升高體積變大，所受浮力增大，且超過重力的增加。根據物體的浮沉條件，餃子受到的浮力大于自身的重力。

例 登山運動員常帶有高度計，請你猜想高度計是由什么儀器改裝而成的?你猜想的理由是什么?

解答 猜想:氣壓計。理由:大氣壓隨高度的增加而減小。

例 在夏天悶熱的夜晚，緊閉門窗開啟臥室空調。由于室內、外的溫差很大，第二天早晨，玻璃窗上常出現一層水霧，這層水霧是在室內一側還是在室外一側?請說出你的猜想及猜想的依據。

解答 猜想:室外。理由:室外空氣中水蒸氣遇到冷的玻璃窗液化成無數的小水珠附著在玻璃的外表面上。

3 制定計劃與設計實驗

《新課標》的要求是:明確探究目的和已有條件，經歷制定計劃和設計實驗的過程，嘗試選擇探究方法及器材，有控制變量的初步意識。

例 如圖1所示，兩個底面積相同的長方體木塊和鐵塊，一個彈簧測力計，一段細繩，想探究這兩個物塊中，哪一個物塊表面更光滑，請你設計實驗。圖 1

解答這個問題時有一個技巧:此問題要運用控制變量法，兩物體的重力不相等，讓它們單獨在桌面上運動是不行的，又不準增加儀器，怎么辦呢?用一個巧妙的辦法:讓兩物塊疊放在一起，一次木塊在上，一次鐵塊在上，問題就迎刃而解了。

解答 第一次讓鐵塊疊放在木塊上面，第二次讓木塊疊放在鐵塊上面，用彈簧測力計分別拉木塊和鐵塊作勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數大小。由于拉力和摩擦力平衡，比較兩次彈簧測力計大小就知道哪個物塊的表面更光滑。

4 進行實驗與收集證據

科學探究就是尋找問題的結論，結論的得出要依據事實和證據，進行實驗就是獲得事實和收集證據的過程。《新課標》的要求是:能收集數據和資料，嘗試評估信息的科學性，會閱讀說明書，能按書面說明操作，會使用簡單的實驗儀器，能正確記錄實驗數據，具有安全操作的意識。

例 我國電力緊張的矛盾一直非常突出，不少省市拉閘限電。小明同學從電視上看到這個消息后，意識到自己家中也有浪費電能的現象。如:電視機沒全關閉，總處于待機狀態;客廳里燈火長明，書房和臥室人走燈亮;做完飯后，廚房里的抽油煙機仍在運轉等。他想估測自己家里一天浪費的電有多少度?應收集哪些數據?怎樣收集?請你寫出來。

(1)從電視機說明書上查找其待機功率P1，并估測每天的待機時間t1，W1=P1t1。

(2)從說明書上查找或利用電能表測出抽油煙機的功率P2，并估測每天多用的時間t2，W2=P2t2。(3)從燈泡銘牌上看其額定功率P3，并估測每天電燈多用電時間t3，W3=P3t3。

(4)用電器每天浪費的總電能W=W1+W2+W3。

5 分析與論證

對收集到的證據進行科學的分析、比較和論證，從而得出正確的探究結論。分析與論證是科學探究的一個重要環節。《新課標》的要求是:能描述實驗數據，能對信息進行比較，能進行簡單的因果推理，嘗試對探究結果進行描述和解釋。分析論證分三種類型:

(1)分析實驗現象，歸納規律。

(2)對收集到的數據進行比較分析后，再歸納出結論。

(3)綜合分析實驗現象及相關數據，歸納結論。

例 小明同學分別用兩個焦距不同的凸透鏡探究凸透鏡成像規律，并把實驗數據準確地記錄在以下表格里。(單位均為cm)

焦距物距像距像的倒正焦距物距像距像的倒正

142047倒立162080倒立

143026倒立163034倒立

144022倒立164027倒立

146018倒立166022倒立

請分析表中數據，把得出的探究結論填在空白處:

結論1:___________________。

結論2:___________________。

結論3:___________________。

解答 結論一:在成實像的情況下，焦距相同時，物距越小像距越大;物距越大，像距越小。結論二:整體觀察表中數據，凡實像都是倒立的。結論三:對比兩表中的數據發現，對于焦距不同的凸透鏡，物距相等時，像距不等，并且焦距大的凸透鏡像距大。

6 評估

評估就是對探究過程和結果進行評價(存在問題，注意事項等)，這是科學探究的難點。《新課標》對評估的要求是:能對探究的結果進行評價，能注意假設與結果間的差異，能注意未解決的矛盾，能及時發現問題，能評估探究過程，改進探究方案，從評估中吸取教訓。

例 電視機的遙控器可以發出一種不可見光——紅外線。人們用它來傳遞信息，實現對電視機的控制。小明、小剛、小宇同學用實驗來探究紙片、塑料薄膜、棉布對電視機遙控信號的阻擋能力。小明將紙片放在遙控器與電視機之間，手按遙控器的控制鍵，如果遙控器能對電視機起控制作用，則增加紙片的層數，直到搖控器不能控制電視機時，記下紙片的層數。小剛將塑料放在遙控器和電視機之間，按同樣方法，記下塑料的層數。小宇將棉布放在遙控器和電視機之間，按同樣方法，記下棉布的層數。

記錄結果見下表:

學生材料能完全阻擋遙控信號的最少層數

小明紙片14

小剛塑料薄膜20

小宇棉布10

他們得出的結論:棉布最能阻擋遙控器發出的控制信號，因為能阻擋遙控信號的材料層數最少。上述結論是否正確?請評價。

解答 結論不正確。原因是三位同學在實驗中都沒有運用控制變量法。如:沒有說明同一臺電視機、同一個遙控器、遙控器相對于電視機的距離是否相等、每層材料的厚度是否相等。

7 交流與合作

交流與合作主要體現在學習和探究過程中。

有時在一個題目中，考查了科學探究的多個要素，這里就不再舉例了。

科學探究是新課程改革的新名詞，既是教學的重點，又是教學的難點和疑點。只要認真研讀新課標和新教材，勇于探索、大膽嘗試，就能深入淺出，就能找到解決問題的突破口，就能總結解答出這類問題的方法。

(欄目編輯鄧 磊)