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运用生活经验展开推理 培养学生科学猜想能力

2014-06-27刘湘萍

物理通报 2014年7期
关键词:钢尺板栗小明

刘湘萍

(淮安市上河镇初级中学 江苏 淮安 223200)

义务教育物理课程标准明确提出:物理学科不仅注重科学知识的传授和技能的训练,而且还应注重对学生探究能力、创新意识的培养.因此“科学探究”既是学生学习的重要内容,也是教师必然采用的重要教学方式.其目的在于:学生经历与科学工作者相似的探究过程,从而主动获取物理知识,领悟科学探究方法,发展科学探究能力,体验科学探究的乐趣,养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神.

科学探究中的一个重要环节是“科学猜想”.只有做出科学的猜想,才能使探究过程有实际意义.因此各地中考试卷中对学生科学猜想能力的考查一直都有涉及.而实际情况是:一是学生怎么也猜不到点子上.二是学生的猜想漫无边际.怎样避免这两种情况的发生呢?下面本人将结合具体的例题谈一谈自己在“运用生活经验展开推理,培养学生科学猜想能力”的一些粗浅的做法.

【例1】一天饭后,小明在帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒.他急忙拿干抹布去擦,发现很难将水擦干.妈妈见此情况,拿了另一块干抹布去擦,很快就将桌上的水擦干了.他感到有些奇怪.于是问妈妈这是怎么回事?妈妈只是告诉他:我拿的抹布是棉布做的,你手里的抹布是涤纶做的.如果你是小明,请就此现象提出一个合理的、值得探究的猜想.

本题中的现象:小明拿的涤纶抹布很难将桌上的水擦干,而妈妈拿的棉抹布很快就将桌上的水擦干了.

生活中的经验:炎热的夏天,人们总是喜欢穿着棉布做成的衣服,因为它更容易吸收人体表面的汗水,使人免受汗水的浸渍,而由涤纶做的衣服却不能较快地吸收人体表面的汗水,使人倍受汗水浸渍.

经验展开推理:棉布的吸水能力可能比涤纶布强.

给出科学猜想:抹布的吸水能力可能跟制成抹布的材料有关.

【例2】(江苏淮安2003年中考题节选)冬天有积雪的路面上,夜晚最容易发生“夜冻昼化”现象,给公路行车带来较大安全隐患,为此护路工人常在路面上撒些盐,来避免“夜冻昼化”现象的发生.即在相同的气温下,使熔化了的冰雪不再结冰,从而减少交通事故的发生.请你就此做法提出一个值得探究的猜想.

本题中的现象:在相同的气温下,在有冰雪的马路上洒些盐,马路上的冰雪熔化成水后就不再结冰.

生活中的经验:我们常常看到在严寒的冬季,家中水缸中储存的水已结冰,而腌制咸菜的卤水却不结冰.

经验展开推理:卤水的凝固点比水低.

给出科学猜想:通过加盐的方式可能会降低水的凝固点.

【例3】(湖北黄冈2010年中考)小明了解到用刻度尺测物体长度时会有一些因素引起测量误差,其中刻度尺的温度变化也是引起测量误差的原因之一.他想通过实验研究刻度尺长度随温度变化的情况.

(1)小明找来两把完全相同,长为20 cm的钢尺,一把放在冰箱充分冷冻,一把放在阳光下长时间曝晒,再将两把钢尺互相测量,结果发现两把钢尺的长度几乎没有差异,请写出造成这种结果的原因(写出一条即可):____________.

(2)他重新设计了如图1所示的装置研究物体长度随温度变化的情况.装置中AB是粗细均匀的铜棒,COD是可绕O点转动的指针.实验时,A端固定不动,指针C端紧靠在铜棒B端.当用酒精灯给AB加热时,小明可以通过观察________分析金属棒受热时长度的变化.装置中指针设计的CO段比OD段短,这对实验现象起到了________作用.

图1

(3)请你根据小明的实验提出一个值得探究的问题.

问题:________________.

本题(1)和(2)问学生根据题意和生活常识能写出正确的答案如下:(1)两把钢尺长度变化太小,简单的测量工具无法测量出微小的变化.(2)指针示数变化;放大.

本题中的现象:本题中小明第一次用完全相同但温度不同的钢尺去互相测量时,发现两把钢尺的长度几乎没有差异,第二次实验显示了不同温度下物体的热胀冷缩现象是存在的,不过变化的程度较小.

生活中的经验:我们在做混凝土路面时,都会每隔一段距离,留下一段伸缩缝.仔细观察会发现在冬季和夏季这个伸缩缝的间隙是明显不一样的.

经验展开推理:结合经验和本题现象,我们可以得出这样一个结论:不同的物质,热胀冷缩的本领不一样.

给出科学猜想:物体的长度随温度变化的情况是否与材料有关?

【例4】秋天到来的时候,满街飘着炒板栗的香味儿,细心的小明发现师傅在炒板栗时,总是把一些砂和板栗一块儿放在锅中炒,小明不知道为什么要这样做,你能帮他猜想一下其中的道理吗?并说出你的猜想依据.

本题中的现象:炒板栗时满街飘香,但细砂和板栗混合在一起炒时,却没有发生板栗被炒焦的现象.

生活中的经验:我们平时在炒某些带果壳的食物时,如葵花籽或花生时,稍不留神,由于受热不均匀,就可能使部分葵花籽或花生炒焦;在炒炒米时,人们往往在锅中也放入一些细砂,最终米就不会炒焦,而且炒出的炒米又脆又酥.

经验展开推理:炒炒米时,放入的细砂可能使米均匀受热,而不使米炒焦.

给出科学猜想:把细砂和板栗一块儿炒的原因可能是“细砂子可以使板栗均匀受热.”

【例5】给自行车打气时,打气筒中密封了一定质量的空气,用力向下推活塞,空气体积缩小,筒内空气就压开自行车内的气嘴的橡皮管(气门芯)而进入车胎内.

(1)据此现象提出一个物理问题.

(2)并对提出的问题给出一个合理的猜想.

本题中的现象:打气筒中密闭的一定质量气体只有通过压缩体积的方法后,使其体积缩小,才能进入车胎内.

生活中的经验:人在吸气时,胸腔的体积变大,空气自行进入肺部.是因为人体的胸腔增大时,胸腔内气体的体积变大了,导致胸腔内气体的压强减小,这样外部气体在大气压的作用下,被压进了胸腔.当人体在呼气时,胸腔的体积减小,胸腔内的气体压强增大,大于外部压强,这样人体内的气体被压出体外,肺内气体自行呼出.

经验展开推理:一定质量的气体,压强的大小与其体积有关系.

给出科学猜想:一定质量的气体,当温度不变时,体积越小,压强越大.体积越大,压强越小.

小结:综上所述,科学猜想不是胡乱的、漫无目的乱猜乱想,它是建立在我们已有的知识和生活经验的基础上,通过对一些现象进行分析,运用科学的思维方法,进行科学的推理而得到的一个合理的关于产生这种现象的可能原因,即假设.因此只要我们在平时教学中努力贯彻“从生活走进物理,从物理走向社会”这一原则.强化结合生活实际进行教学,努力培养学生观察生活的能力、学会结合生活实际和生活经验进行思考的能力,长此下去,当学生遇到一个新现象时,学生就能结合生活经验,展开合理的推理,给出一个比较合理的猜想,并能运用实验的方法去验证猜想,从而做出一个合理的解释,达到了创新能力的培养.

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