劉榮剛
目前。初中物理考試評價中加強了對學生科學探究能力的考查。探究試題對物理學習起到了良好的導向作用。但是如何才能掌握好科學探究。在考試中取得好的成績。是老師和同學們急盼解決的問題。
科學探究的基本要素有:提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。考試中的探究性試題可能考查一個完整的探究過程。也可能考查探究過程中的部分環節。本文針對科學探究提出問題環節進行策略和技巧輔導。結合試題分析解決該環節問題時需要注意的問題。相信同學們一定會有所收獲!
科學探究是圍繞問題展開的。發現問題和提出問題是進行科學探究的前提和核心。愛因斯坦曾說:“發現問題有時比解決問題更重要。”提出問題是科學探究的第一步。這類題目。往往要求同學們根據題目中提供的物理實驗、日常現象或一段文字資料等進行發散思維。提出一個或多個有探究價值的物理問題。此類問題往往具有很大程度的開放性。但也不是隨便提出一個問題就可以得分的。
解答此類問題的關鍵詞是:甲(物理量)與乙(物理量)有關嗎?甲(物理量)增大或減小,乙(物理量)也增大或減小嗎?為什么?怎么樣?是什么?有什么規律?等等。關于如何提問題,從標準上講,要符合三條:(1)提出的問題與物理有關。避免出現提出的問題和沒學習過物理的人提的問題一樣。(2)提出的問題有探究價值。避免簡單、無價值的提問。(3)提出的問題要能探究。有明確的探究方向。隱含著探究的方案。避免提出的問題無法實驗操作。
在操作上的建議是:(1)要使提出的問題與物理知識有關。同學們要盡可能用課本上的語言表述。不要用口頭生活語言。許多同學往往忽視這個問題。例如。在探究音調的高低與哪些因素有關的實驗中。我們可以直接提出:音調的高低與物體的振動頻率有什么關系?(2)針對某一現象提出一個與某物理量有關的問題效果最好。例如。小剛觀察到大霧天,高速公路一般都要封閉;普通的公路上,司機都打開黃色的霧燈。霧燈還一閃一閃的。針對此現象。我們可以提出:霧燈用黃色光的原因是什么?黃色光與其他顏色的光相比穿透能力如何?不同顏色的光穿透霧的能力是否相同?等相關物理問題。
例1 住樓房的同學有這樣的體驗:一樓的居民在室內說話。樓上的住戶是不易聽到的;但一樓的人輕輕地敲擊水管。聲音就沿鐵管傳播出去。樓上的住戶能聽得很真切。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。
分析:對這樣的題。同學們可能會提出如下問題。現列舉并分析如下:
1.聲音傳播的遠近和介質(材料)有關系嗎?(√)
2.聲音在鐵管中的傳播速度比在空氣中的傳播速度快嗎?(√)
3.為什么人們能夠聽到鐵管的聲音?(×)
4.為什么人們能夠聽到鐵管的聲音。而聽不到說話的聲音?(×)
5.人說話和敲鐵管發出的聲音有什么不同?(×)
6.物體振動就會發出聲音嗎?(×)
上面問題1和2抓住了兩個不同現象的共同特征。抓住了問題實質(說話和輕輕敲水管,說明聲音的大小基本相同,關鍵是聲音傳播的介質不同,導致聲音減弱或消失)。提出的問題使用了物理語言。與物理有關,可探究。有價值。屬于較好的答案。而問題3和4提出的問題是生活語言。且問題的本質不是物理問題。所以錯誤。問題5和6雖然使用了物理語言陳述,但沒有找到二者的本質聯系,也不正確。
例2 在日常生活中。小明發現媽媽往暖壺中灌水時,不用看,往往聽聲音就能夠判斷出水位的高低。快滿時灌水就停止了。小明很好奇。針對此現象。請你提出一個可供探究的物理問題。
分析:處處留心皆學問。媽媽根據聲音判斷出暖壺中水位的高低。這要聯想到聲音的特征——音調、響度和音色。灌水發出聲音是暖壺內的空氣柱振動產生的,隨著水面高度增加,空氣柱長度變短,振動的頻率增大。音調變高,媽媽可根據音調高低變化判斷暖壺中水位的高低。所以。我們可以提出如下問題:
1.音調的高低與頻率有什么關系?
2.灌水發出聲音的音調和暖壺內空氣柱的振動有什么關系?
3.媽媽是根據聲音的什么特征來判斷暖壺中水位高低的?
4.媽媽是根據音調的高低來判斷暖壺中水位高低的嗎?
例3 兩人相距較遠說話時。聽不到對方的聲音。但同樣情況下,用自制的土電話就可以聽到相互的說話聲:耳朵貼在鐵軌上能聽到遠處火車開動的聲音。而站起來就聽不到了。對此。請你提出一個要研究的問題。
分析:同樣響度的聲音從不同介質中傳播。人可聽見的距離不同,所以應從聲音傳播的能量損失或傳播的最大距離與介質關系方面來提問。
1.聲波在固體中傳播時能量損失比在空氣中少嗎?
2.聲音的傳播距離與介質有關嗎?
3.聲音在固體中傳播的距離比在空氣中傳播的距離遠嗎?
自我檢測:
1.我們知道,在雷雨天,先看到閃電,然后聽到雷聲。對此現象。你能根據所學的物理知識和生活常識,提出一個物理問題嗎?
2.一天飯后。孫青同學幫媽媽收拾桌上的碗筷時不小心將一杯水碰倒。他忙拿干抹布去擦。卻發現很難將水擦干。媽媽見狀拿了另一塊干抹布擦。很快就將桌上的水擦干了。他感到有些奇怪。忙問媽媽是怎么回事?媽媽只是告訴他:“我拿的抹布是棉布做的,你手里的抹布是滌綸的。”他不禁想到了一個可探究的物理問題。你知道孫青想的問題是什么嗎?
參考答案:
1.光在空氣中的傳播速度是不是比聲音在空氣中的傳播速度大?
2.抹布的吸水性是否與布的材料有關?
責任編輯 程哲