(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