第4节 尝试科学探究
【知识与技能】
了解科学探究的一般过程和步骤． 【过程与方法】
练习熟练准确地测量长度、时间和组装简单器材，提高操作技能． 【情感、态度与价值观】
初步体验科学猜想与假设、简化研究对象、控制变量等方法在科学探究中的作用和意义．
【重点】
通过实验和体验来学习科学探究，了解科学探究的一般过程和要素．通过探究摆的奥秘，初步体验科学猜想与假设、简化研究对象、控制变量等科学方法．
【难点】
运用简化研究对象、控制变量等方法．
知识点一 探究摆的奥秘 【自主学习】
阅读课本P17－20，完成以下问题：
1．科学的核心是__探究__，学习物理就要学会__科学探究__. 2．科学探究：就是要找出其中的__原因__和__规律__. 【合作探究】
最近，小慧家的摆钟走快了，小慧就请邻居张师傅帮忙修理．只见张师傅将摆锤下面的螺母拧了几下，摆钟走时就准了．
1．好奇的小慧看到此场景想到了什么呢？并由此提出了什么问题？ 答：小慧由此想到钟摆来回摆动一次所用的时间与哪些因素有关？ 2．小慧根据自己提出的问题，和同班同学做出了哪些猜想与假设？
答：(1)摆动的快慢可能与摆锤的轻重有关．(2)摆动的快慢可能与悬线(摆长)的长短有关．(3)摆动的快慢可能与偏离的角度大小有关．
3．根据提出的猜想与假设进行设计实验与制定计划．
答：我们可采用细线系上小球代替钟摆的简化方法(如图所示)，分别改变小球的轻重(可选用形状相同、质量不同的铜球和铝球)、摆长的长度及摆角的大小，并利用秒表记录小球来回摆动的时间，计算比较得出结论．
4．根据以上设计进行实验并收集证据．
答：针对猜想(1)、(2)，进行以下实验，第一组：用同样长的细线，分别挂上同样大小的铜球和铝球做实验(如图甲所示)．
甲
第二组：对同一小球用不同长度的细线悬挂进行实验(如图乙所示)．
乙
第一组测得的实验结果如下表所示：
摆动次数时间t/s 小球种类 铜球 铝球 10 20 10 10 20 20 由上表可知，铜球摆动一次平均所需的时间为1.0 s；铝球摆动一次平均所需的时间也为1.0 s.
第二组测得的实验结果如下表所示：
摆动次数时间t/s 10 20 线长 l/cm 80 160 20 36 40 72 由上表可知：悬线长80 cm的摆球摆动一次平均所需的时间为2.0 s；悬线长160 cm的摆球摆动一次平均所需的时间为3.6 s.
5．根据实验数据进行比较分析，并得出结论．
答：结论一：由第一组实验可得，摆长相等时，摆球的摆动快慢与摆球的轻重无关． 结论二：由第二组实验可得，摆球相同时，摆球摆动一次的时间与悬线的长短有关；悬线越长，摆球的摆动越慢．
结论归纳：摆锤来回摆动一次所用的时间与摆锤的轻重无关，与摆长的长度有关． 6．请对此实验过程进行评价．
答：测得的摆动时间比较准确，可忽略空气阻力的影响；重复多做几次，总结出来的结论可能会更可靠些．
7．你认为实验过程中的交流与合作重要吗？
答：在探究的全过程中，都要注意交流与合作．通过交流不断改进自己的探究方案，使其合理、完善；合作中要求实事求是，尊重他人，每个人都要充分发挥自己的聪敏才智．最后，对自己经历的科学探究过程进行总结．
【教师点拨】
1．__控制变量法__：物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，__把多因素的问题变成多个单因素的问题__，通过改变其中的某一个因素，来探究这个因素对事物的影响，再分别探究其他因素，最后综合分析，这种方法叫做控制变量法．它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中．
2．__模型法__：物理模型是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本身而__对研究对象所作的一种简化描述__，是以观察和实验为基础，采用理想化的办法所创造的，能再现事物本质和内在特性的一种简化模型．建立模型法忽略了次要因素，突出了主要因素，突出要研究的问题．本节钟摆经过简化就建立了单摆的模型.
知识点二 科学探究的过程 【自主学习】
阅读课本P21，完成以下问题： 科学探究的七个要素：
__提出问题__→__猜想与假设__→__设计实验与制定计划__→__进行实验与收集证据__→__分析论证__→__评估__→__交流与合作__.
(1)“设计实验、制定计划”是科学__探究__的重要环节．
(2)测量：是物理实验的基本内容，物理实验的结果都要进行测量才能得到．
(3)走进实验室的首要目的：让同学们__认识__各种仪器，初步了解仪器的__使用规则__.
【教师点拨】
1．科学探究的方法很多，常见的有：提出假设、建立理论，观察法、模型法、实验验证法、控制变量法、类比法、比较法…….
2．知识拓展
每位学生应遵守实验室守则
(1)中小学实验教室是开展实验教学、实验研究及课外科技实验活动的专职场所，不得用于与实验教学无关的活动，不得堆放公、私杂物．
(2)中小学实验教室要配备足够有效的灭火器材，并制定和落实安全防范措施． (3)中小学生必须熟悉实验教室的安全规则，并要严格遵守实验教室的纪律．
(4)中小学实验教室要经常保持清洁整齐，及时通风换气，排除有害气体以及实验时产生的废液．
(5)未经任课教师或实验教师允许，任何人不得动用仪器、药品及其他实验材料，不得擅自拆卸仪器、设备，实验教室的公共财产不得带出室外．
(6)实验前，学生应按教师的要求，检查仪器、药品及有关实验材料是否齐全和完好，如有缺损，及时报告．未经任课教师或实验教师批准，不得进行实验．
(7)实验时，学生要注意人身安全，要爱护仪器设备，要节约药品、水、电等实验材料． (8)实验完毕，学生应按要求整理好仪器、药品以及其他实验材料、仪器，设备若有损坏或丢失，要及时报告任课教师，并如实填写仪器报损单．任课教师与实验教师协商后，可根据有关制度准予报损或责成赔偿．
(9)经任教教师允许后，学生方可离开实验教室．
(10)任课教师、实验教师和学生课代表应按要求填写《实验登记表》．
1．探究摆的奥秘 (1)控制变量．
(2)悬线长度相等时，摆球的摆动快慢与摆球的轻重(材料)无关；摆球摆动一次的时间跟悬线的长度有关；悬线越长，摆球的摆动越慢．
2．科学探究的过程 科学探究的7个要素．
完成本课对应训练．
第1章 第4节 - 图文
