科学探究

作者:郑琼 来源: 发布时间:2009年10月27日
 

 

中考科学中探究型试题解题策略与方法
义务教育《科学课程标准》突出强调学生必须领会科学的本质,要初步养成关注科学、技术与社会的习惯,强调注重体验科学探究过程,学会一定的科学思维方法,从而进一步培养学生的科学探究能力,因此,《科学课程标准》将科学探究活动作为内容标准的重要内容,并强调对物理过程与方法的考查,这引起了各地中考的关注。科学探究活动是以生活、社会或自然中的问题为研究专题,以问题和中心,以小组合作的方式进行探究活动,从中寻找解决问题的方法,并应用有关的物理知识将问题解决。科学探究活动对学生的探索能力的培养十分有益,为了引导教师关注学生探索能力的培养,各地中考科学试题的编制对探索型试题的要求逐步提高。
探究型试题就是以生活或社会中的常见问题作为探究的对象,围绕问题展开探索活动,进而将问题解决。探究型试题一般选择富有探索性的问题或实验为探索对象,然后按照探索问题的一般步骤逐步展开。探究型试题的特点主要表现为探究性、启发性、开放性、综合性和设计性,同时强调操作性,因此,探究型试题都十分注意问题的选题,强调探索性,激发学生探究的欲望,引导学生积极利用所学知识解决问题。探究型试题的题型有选择题、实验题、计算题以及设计操作题等等,但主要是以实验设计题和填充题为主。探究型试题的命题内容通常涉及的范围较广,有的是生活中的日常问题,有的是教材中的小实验,有的是学习过程中遇到的身边的现象,涉及的范围几乎覆盖到初中科学的全部内容。探究型试题的解题方法强调应用性和开放性,既突出科学知识的应用,强调灵活运用科学知识解释试题呈现的问题,可以分步作答,不要急于求成。探究型试题十分注意对学生探索能力考查的考查,主要包括:提出问题的能力,猜想与假设能力,选择研究方法的能力,分析和推理问题的能力,数据处理能力以及应用知识解决问题的实际应用能力等。下面就近年的各地中考典型的探究型试题进行示例分析和点评.
一、题型特点与解题策略
探究型试题可以培养学生的创新能力,初步体现素质教育的要求.因此,在一些中考试卷中,出现了一批立意和情景新、耐人寻味的开放性试题,它们成为试卷中的亮点,格外引人注目。
科学探究型试题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放,或策略开放,或结论开放,可谓千姿百态。通过求解这一类问题,可以激发同学们的求知欲,提高学习兴趣,考查你们的发散思维能力和创新能力。
求解科学探究型试题,需要我们在日常生活中做个有心人,要灵活运用物理知识。挖掘题目中的隐含条件是解题的关键。这就需要我们抓住题目中的重点字句进行分析、推理、比较、联想,结合概念、规律、现象、状态、情境、图形或图象等方面加以理解。
二、典型例题
探究型试题题型之一:题设条件开放。其特点是:条件多余或隐含,求解问题不指明。
【例1】在初中科学实验中,常常用长方体木块作为实验器材来研究一些问题,现在请你以长方体木块作为实验器材之一,可以适当添加其它辅助器材,设计三个实验来研究或说明相关的物理问题。(力、热、声、光、电均可)(2002年扬州)

 
添加主要器材
主要实验过程
研究或说明的物理问题
 
示例
 
细绳、小车
将木块竖放在小车上,用细绳突然拉动小车向前运动,木块向后倒下
 
木块具有惯性
设计一
 
 
 
设计二
 
 
 
设计三
 
 
 

导引:本题不但结论开放,条件也有所开放,只是木块为必备器材之一,同时它又是设计性实验题。不过题材来自于平时的演示实验,所以难度并不大。解决此类问题,要求我们平时留心观察老师所做的演示实验,准确把握实验的意图和原理。
解:

 
添加主要器材
主要实验过程
研究或说明的物理问题
 
设计一
 
弹簧秤、细线
用细线将木块挂在弹簧秤钩上,木块静止时,弹簧秤有读数
 
木块受到重力
 
设计二
 
弹簧秤、木板、毛巾、砝码
将木块分别放在木板、毛巾上用弹簧秤匀速水平拉动;砝码放在木块上,将木块放在木板上匀速拉动
摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度有关
 
设计三
导线、开关、灯泡、电源
将导线、开关、灯泡、电源、干木块连成串联电路,闭合开关观察灯泡是否发光
 
木块是绝缘体

点精:本题把长方体木块作为必备实验器材,允许适当添加其它辅助器材,设计实验来研究或说明相关的物理问题。一般地,只要能达到目的,添加的辅助器材越少、实验原理和过程越简单越好。
误区分析:有些同学把“研究或说明的物理问题”当作现象的描述了,产生理解上的偏差,不能正确地表达现象反映的物理实质。如添加小车做物体具有惯性的实验时,在“研究或说明的物理问题”中,他们只是说木块向前或向后倒下,未提及惯性问题。
学生活动.练习1 设计实验,探究氯酸钾中含有氯元素和氧元素. 请将简单的实验步骤、发生的现象和相应的结论填入下表:

实验步骤
实验现象
实验结论
 
 
 
 
 
 

学生活动.练习2.人的指甲是不断长长的,但到底是由指甲的哪一部位长长的呢?某同学对此提出假设:”指甲长长可能是由指甲的根部不断长长而形成的”.由此他设计了如下实验方案:①在指甲的中轴线上,按图所示涂上指甲油(指甲油比较难以擦去,可以在指甲上保持较长时间).②半个月后,观察测量并分析.请回答:
⑴如果该同学的假设是正确的,则应观察到A.B间的
距离_____(填”增大””不变”或”减小”) ⑵对于指甲的生长,你还想研究的问题是
                                                                   
 
 
探究型试题题型之二:解题策略开放。其特点是:解答方式不统一,方法多样化。实际上就是我们常说的“异曲同工”。
【例2】两个杯子分别盛有浓盐水和纯水,不能用嘴尝,请你用学过的物理知识,自选实验器材(也可以用自制的仪器和物品),设计两种区分哪杯是浓盐水、哪杯是纯水的方法,简要说明理由。(2003年广州市)
方法一:_______________________________________________________________
方法二:_______________________________________________________________
导引:本题条件也是开放的,通常可以考虑比较密度、体积或质量的方法。
解: 方法一:将密度计(或自制密度计)分别放入浓盐水和纯水中,由读数(或浸入深度)测出液体的密度,密度大(或浸入深度浅)的就是浓盐水。
方法二:将U形压强计的金属盒分别插入浓盐水和纯水相同深度处,压强计示数大的密度大(p=ρgh),所以压强计示数大的是浓盐水。
方法三:用量杯分别量取体积相同的浓盐水和纯水,用天平测量杯与液体的总质量,因体积相同,质量大的密度大。又因浓盐水的密度大于纯水的密度,所以质量大的就是浓盐水。
点精:比较密度,未必需要测出它们的大小,可以结合二力平衡及阿基米德原理加以讨论;而比较质量和体积必须运用控制变量的方法。
误区分析:有些同学直接比较两个分别盛有浓盐水和纯水的杯子谁重,忽视了运用控制变量的方法。
学生活动:练习3 花匠用熟石灰来降低校园苗圃中的酸性,但效果不明显,科学老师发现原因是熟石灰已经部分变质,他觉得这是一个很好的实际例子,就取用一包熟石灰的样品,要求学生设计实验证明该样品确实部分变质,请填写有关实验仪器和药品,完成实验报告。
     【实验目的】证明熟石灰样品部分变质。
     【实验仪器】玻璃棒、胶头滴管、              .
     【实验药品】水、酚酞试液 、              .

实验步骤
实验现象
实验结论
 
 
样品中有氢氧化钙存在
 
 
样品由有碳酸钙存在

学生活动.练习4.一天饭后,孙青同学帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒,他忙拿干抹布去擦,却很难将水擦干.妈妈见状拿了另一块干抹布擦,很快就将桌上的水擦干了.他感到有些奇怪,忙问妈妈是怎么回事?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的.他不禁想到了一个问题并进行了如下的探究:
(1)提出的问题:_______________________________.
(2)猜想与假设:抹布的吸水能力可能跟布料的种类有关.
(3)所需的器材:三个形状和大小相同的烧杯,质量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块,足够的水。
(4)主要步骤:将三个烧杯中倒入____的水,分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透,然后将三块布分别取出.从方便和准确的角度看,应观察和比较_________,将现象记入下表

布料种类
涤纶
杯中所剩水量
最多
较少
最少
布块所含水量
最少
较多
最多

(5)结论:______________________________.
(6)炎热的夏天,如果人体皮肤被汗浸渍,会让人觉得很不舒服,因此,从吸水多少这个角度说,应尽量采用_______类的布料来制作夏装.准确的角度看,应观察和比较_________,将现象记入下表
 
探究型试题题型之三:待求结论开放。其特点是:结论不惟一,答案形式多样化。
【例3】请利用一瓶矿泉水,设计两个不同的物理实验,并完成下表。(2003年江西省)

 
操作方法
实验现象
物理知识
示例
将矿泉水瓶举起后松手
瓶下落
重力方向是竖直向下的
实验一
 
 
 
实验二
 
 
 

导引:这是一道开放性实验设计题,实验器材已确定,实验目的及实验方案完全开放,考查考生的实验设计能力,要求考生具有扎实的基础及综合运用所学知识的能力。参考示例,选择最熟悉及最简单的实验方案解答。
解:现提供三种方法如下:

 
操作方法
实验现象
物理知识
实验一
将矿泉水瓶扔出去
瓶离手后继续向前飞去
物体具有惯性
实验二
用手捏将矿泉水瓶
瓶会变形
力能改变物体的形状
实验三
观察矿泉水瓶后的手指
手指变粗
光的折射
(矿泉水瓶相当于放大镜)

点精:由于题中要求设计两个不同的实验,所举实例不可与示例雷同,另外一定要把所举实例反映的物理实质说清楚。
误区分析:有些同学审题不清,增加了部分器材,不合题意。
学生活动.练习5.如图,小明将两根含硫火柴点燃后迅速伸入烧杯B中,
片刻后取出火柴,振荡烧杯A,观察到高锰酸钾溶液褪色.小明认为是火柴燃烧生成的二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色.
小红认为这个实验还不足以说明褪色原因,应补做一个实验.
(1)你认为小明应该补做的实验是什么?________________ ______.
(2)补做该实验的目的是什么?___________________________.
 
学生活动.练习6。提出问题:食物上滋生微生物的条件是什么?   
建立猜想:(1)食物上滋生微生物需要一定的温度。
         2)食物上滋生微生物需要一定的水分。
         3)食物上滋生微生物需要充足的氧气。
 
你认为上述这个实验可以证明你刚才建立的哪一个猜想?
根据刚才的研究,你认为平常生活中我们如何保存食物可以防止食物发霉?
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