例談科學(xué)探究實(shí)驗與實(shí)驗報告

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1、例談科學(xué)探究實(shí)驗與實(shí)驗報告例談科學(xué)探究實(shí)驗與實(shí)驗報告山東菏澤曹縣第二中學(xué)　陳燾　　摘要：科學(xué)探究實(shí)驗是新課程著重介紹的知識點(diǎn)，同時又是當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程改革的熱點(diǎn)、亮點(diǎn)和難點(diǎn)。本文對科學(xué)探究的六大要素逐一加以解釋，并以實(shí)例說明如何做好科學(xué)探究實(shí)驗及如何做實(shí)驗報告。關(guān)鍵詞：科學(xué)探究　科學(xué)探究實(shí)驗　實(shí)驗報告　提出問題　猜想和假設(shè)　實(shí)驗方案　數(shù)據(jù)處理作為當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程改革的熱點(diǎn)、亮點(diǎn)和難點(diǎn)，《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》對科學(xué)探究提出了明確要求，并指出：“高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗、勤于思考。通過多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)

2、生學(xué)習(xí)物理知識與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神?！币话銇碇v，我們進(jìn)行科學(xué)探究都要遵循以下步驟或流程：一、提出問題“現(xiàn)代科學(xué)之父”愛因斯坦曾指出：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅僅是一個數(shù)學(xué)上的或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的進(jìn)步”。問題是創(chuàng)造的先導(dǎo)，是思維的起點(diǎn)，具有問題意識是一個人有所創(chuàng)新的前提與基礎(chǔ)，是否具有問題意識，能否提出有價值的問題，是因循守舊之人與開拓創(chuàng)新之人的分水嶺。我們提出的問題首先應(yīng)該是科學(xué)的，不

3、能反科學(xué)或偽科學(xué)，而且還必須是有價值的、有意義的、可以探究的、值得探究的。依據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識，我們所能提出的問題應(yīng)根源于生活，但又高于生活，卻不能脫離生活和實(shí)際經(jīng)驗，提出的問題應(yīng)在其力所能及范圍之內(nèi)，即有能力應(yīng)用已有的物理知識，加上部分未知的物理知識，利用科學(xué)的方法與思想，或獨(dú)立或協(xié)作地予以解決。提出問題后我們還必須明確問題，明確問題是為提出假設(shè)或大膽猜想奠定基礎(chǔ)。從物理學(xué)的角度較為明確地闡述該問題。二、猜想和假設(shè)讓學(xué)生做假設(shè)和猜想，就是根據(jù)已有的物理知識和實(shí)驗經(jīng)驗，對解決問題的方式和問題的答案提出猜想與假設(shè)，對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。愛因斯坦說過：“想

4、象比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力卻概括世上的一切，推動著科技的進(jìn)步，并且是知識進(jìn)化的源泉，嚴(yán)格地講，想象力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素?！臂ねヨ壬J(rèn)為，高中生業(yè)已具備以理論型為主的抽象邏輯思維能力，具體體現(xiàn)在：①學(xué)生可以通過假設(shè)進(jìn)行思維。按照提出問題、明確問題、提出假設(shè)、驗證假設(shè)的途徑，經(jīng)過一系列的抽象邏輯過程，達(dá)到目的。②學(xué)生思維業(yè)已具備預(yù)設(shè)性，在解決問題之前，學(xué)生已采取了一定的方式和手段。③學(xué)生思維已漸進(jìn)形式化。中學(xué)生開始逐步地由具體運(yùn)算思維占優(yōu)勢發(fā)展為形式思維占優(yōu)勢，不僅能夠進(jìn)行從特殊到一般的歸納，而且能進(jìn)行從一般到特殊的演繹。高中生在

5、他們的實(shí)踐與學(xué)習(xí)中，已能夠完成從具體上升到理論，再由理論指導(dǎo)去獲得具體知識的完整過程。④高中生思維活動中自我意識或監(jiān)控能力的明顯化。⑤學(xué)生思維能跳出舊框框，創(chuàng)造性思維已獲得迅速發(fā)展，開始追求新穎、獨(dú)特的東西，形成了自己對事物的獨(dú)特見解。為此，教師要鼓勵學(xué)生們大膽猜想，只有想象，才能盡可能多地突破舊有知識的羈索，打破時空的限制，對自己提出的問題盡可能地全方位思考。合理的或大膽的猜想往往閃爍著智慧的火花，無意中的直覺往往可以打開解決問題的大門，激發(fā)創(chuàng)造的靈感，發(fā)揮自己的想象能力，一種大膽而有根有據(jù)的判斷往往也可以突破層層迷團(tuán)，實(shí)現(xiàn)探究的目的。三、制定實(shí)

6、驗方案方案是種思想，是個預(yù)設(shè)，只有經(jīng)過多次嘗試才能完善；方案是盞街燈，是座燈塔，指引著我們有目的有步驟地完成實(shí)驗或既定目標(biāo)。方案設(shè)計的好壞，直接關(guān)系到實(shí)驗步驟是否井然有序，關(guān)系到實(shí)驗數(shù)據(jù)是否真實(shí)可靠、是否切實(shí)可信，關(guān)系到實(shí)驗結(jié)論是否有代表性、是否具有普遍性。伽利略理想斜面實(shí)驗好就好在實(shí)驗設(shè)計的巧妙，設(shè)計的合理，設(shè)計的渾然天成。為此：①方案中的儀器應(yīng)選材合理，便于準(zhǔn)備，不能要求過高。在確定實(shí)驗方案之前，應(yīng)首先學(xué)會正確操作和熟練操作，特別要注意應(yīng)該注意的事項。②探究過程應(yīng)盡量清晰，各步驟間銜接流暢，表格設(shè)計合理，應(yīng)盡可能多地確定實(shí)驗方案，盡可能多地進(jìn)行

7、實(shí)驗，并由此比較各個方案的優(yōu)缺點(diǎn)，確定最佳方案，同時若其中某個實(shí)驗被確認(rèn)失敗的話，也可以盡快選擇其他實(shí)驗方案。四、進(jìn)行實(shí)驗根據(jù)實(shí)驗方案，按照說明書正規(guī)操作，操作時應(yīng)注意安全（包括儀器安全和人身安全），實(shí)驗中要如實(shí)記錄數(shù)據(jù)和實(shí)驗現(xiàn)象等，利用觀察、實(shí)驗或其他方式方法，多渠道多形式地收集實(shí)驗數(shù)據(jù)和信息。盡可能地收集實(shí)驗數(shù)據(jù)與信息，目的是盡量減少偶然誤差的干擾。收集到的信息越多，越有利于我們做定性分析；數(shù)據(jù)越多，越有利于我們做定量的計算。當(dāng)然，為了更好地逼近實(shí)驗結(jié)論，我們除了實(shí)驗手段外，還可以從多種信息源上采集和獲取信息，以彌補(bǔ)實(shí)驗手段的不足。五、數(shù)據(jù)處理

8、整理完所收集到的數(shù)據(jù)與信息后，就要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，“應(yīng)用科學(xué)的思維方法，通過分析和歸納，找出規(guī)律，嘗試根據(jù)實(shí)驗現(xiàn)象和