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物理课程标准

2005年9月14日 来源:网友提供 作者: 字体:[ ]

  (二)科学探究实例
  科学探究的问题可以是学生提出的,也可以是教师提出的,可以是《标准》所要求的科学内容,也可以是与《标准》科学内容有关的交叉学科的内容。科学探究的形式有课堂内的探究性活动和课堂外的家庭实验、社会调查及其他学习活动
  例1 比较材料的保温性能
  ●提出问题
  李明在一所农村中学读书,学校有一只大的开水桶,冬天为了保温,在桶外裹上了一层棉被,尽管如此,早上灌的是开水,到了下午还是变得凉凉的。一天早上,李明看见张迪用铝合金饭盒装开水时,滚烫的饭盒只垫了薄薄的一层泡沫塑料就不烫手了,他突然想到,能否用泡沫塑料代替棉被给开水桶保温呢?他将这一想法告诉了张迪。
  李明认为,手觉得热,是因为手吸收了热量,温度升高。隔着泡沫塑料拿热饭盒不烫手,说明泡沫塑料导热性能差。用导热性能差的材料包着开水桶,保温的效果按理说就会好些。张迪随手摸了一下热水桶上的棉被,暖乎乎的,热量通过棉被传出来了。张迪想,李明可能是对的,泡沫塑料的保温效果可能会比棉被好。
  李明告诉张迪,如果用这两种材料分别包着装有热水的烧瓶,定时测量两烧瓶中的水温,便可以得出这两种材料保温性能好坏的结论。“还可能有其他因素影响水温变化,如两个烧瓶中的水是否一样多,水温是否一样高。”张迪说。“是的,”李明强调:“还需注意放烧瓶的环境是否一样,泡沫塑料与棉被的厚度是否一样等等。”他们注意控制影响水温变化的其他因素,决定在两个烧瓶中装质量相等的水,加热到相同的温度后分别用两种保温材料包好,放在相同的环境温度下自然冷却。  按照这个计划操作,李明和张迪把实验测得的数据填在下表中。
  ●进行实验与收集证据

t/min
0
5
10
15
20
25
35
45
55
65
80
95
110
125
140
155
T1/℃
80
72
64
59
55
51
50
41
37
34
30
26
24
22
21
20
T2/℃
80
65
56
48
43
38
32
28
26
24
22
22
21
21
20
20

  ●分析与论证
  根据表格中的数据,第1组(泡沫塑料保温)从80℃降至40℃所用的时间超过了45 min,而第2组(棉被保温)降低相同温度只用了不到25 min,这表明,泡沫塑料的保温性能确实优于棉被。
  ●评估

  以上表格中,第35minT1的数据与T1的总的变化趋势有较大的偏差,回想实验的操作,有可能在读温度时有疏忽。如果剔除这个温度值,其他所有数据都与实验结论吻合。因此,这个实验的结论应该是可信的。
  ●交流与合作
  李明和张迪讨论后,给学校总务处写了一封信,信中阐述了实验的过程和结论,建议学校替换开水桶的保温材料。
  例2影响电磁铁磁性强弱的因素
  ●提出问题(教师提出)
  课堂上教师问:电磁铁的磁性强弱和什么因素有关?如果改变通过电磁铁的电流或者改变电磁铁的匝数,它的磁性强弱会变吗?
  ●假设与猜想
  学生相互议论:假设通过电磁铁的电流由1A增加到2A,电磁铁的磁性会怎样?是否可以这样推测:导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的,每股电流都产生一个磁场,两个相同磁场合在一起,电磁铁的磁性增强了。
  如果电磁铁的电流不变,线圈由100匝增加到200匝,它的磁性又会怎样?是否可以这样推测:200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的,每组线圈都产生一个磁场,两个相同磁场合在一起,电磁铁的磁性增强了。
  通过以上推测可以想到:电磁铁的线圈匝数越多,通过的电流越大,电磁铁的磁性将越强。
  ●制定计划与设计实验
  通过怎样的实验来检验以上猜想呢?这个实验需要解决三个问题,同学们讨论了解决这三个问题的各种可能方法:
  (1)怎样测量电磁铁磁性的强弱?

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