物理（心得）之利用集合的思想，引导学生进行科学探究 5页

物理论文之利用集合的思想，引导学生进行科学探究 ‎ ‎ 利用集合的思想，引导学生进行科学探究 罗田县石桥铺中学 张召雄 科学探究不仅是教学方法，也是教学内容了。过去也谈要使学生通过实验、思考，自己获得知识；理由是这样的学习使学生对知识的理解更深刻、更会运用、更不容易忘记。其实这样的做的着眼点仍然是知识，与课程标准的三维目标不一致。在课程标准中，科学探究不仅是一种教学形式，也是一个教学内容，在课标中，“科学探究”是与“科学内容”并列的 。教材编者所关注的，“不仅是使学生通过探究活动获得知识，而且要使学生通过探究活动学习怎样进行探究”。为了使学生学习探究，在八年级上学期，最初的几个探究都是非常简单的、定性的，例如：第14页“探究：声音怎样从发声的物体传播到远处？”、第21页“探究：响度与什么因素有关？”……这几个探究都是一两步就能解决的。此后的几个探究逐渐复杂，到八年级上的最后，关于串并联电路电流、电压关系的探究是十分完整的、典型的探究活动了。然而，整个八年级的探究仍然比较单纯，线索清晰，教学中的不确定因素较少。九年级的探究活动则上了一个层次。九年级第13页“探究：同种物质的质量和体积的关系”、第43页“探究：重力的大小跟什么因素有关？”要用图象处理数据；第35页“探究：摩擦力对物体运动的影响”要求两次改变实验条件；第38页“‎ 探究：二力平衡的条件”、第83页“探究：浮力大小等于什么？”实验的设计需要教师提示；第100页“探究：斜面的机械效率”需要较复杂的数字计算……可以看出，这套教材的确把“怎样进行探究”当作一个教学内容来处理的，它像物理知识的学习一样，也需要 循序渐进。科学探究是种精神，贯彻了全书。在新的课程理念中,科学探究不仅是一种教学方式、一个教学内容，同时还是一种精神。对未知事物的探索精神贯穿本套教材的始终。科学探究有许多要素，我在进行科学探究时并不是面面俱到，而是选择性地从一个或几个方面引导进行科学探究；下面具体谈谈如何引导学生在科学探究中运用控制变量的思想选取实验材料。 题目：（黄冈市教育科学研究院编写《课堂作业》八上P6、23T）在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出的声音的音调的高低是受各种因素的影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想： 猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关； 猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关； 猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关； 为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。 编号 材料 长度/cm 横截面积/cm2 A 铜 60 0.76 B 铜 60 0.89 C 铜 60 1.02 D 铜 80 0.76 E 铜 F 铜 100 0.76 G 钢 80 1.02 H 尼龙 80 1.02 I 尼龙 100 1.02 （1）为了验证猜想一，应选用编号为 ‎      、       、        的琴弦进行实验；为了验证猜想二，应该选用编号为     、      、        的琴弦进行实验；表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容为           ；（2）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是                                              。科学探究如何选取实验的材料，要求我们学生能够运用控制变量的思想选取材料，学生在材料选取时容易选掉，下面就（1）问如何选择材料做一个简单的介绍。为了验证猜想一，琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；这个时候应该让材料、长度相同，材料不同；材料选项相同有：A/B/C/D/E/F和H/I；长度都相同的选项有：A/B/C和F/I；而面积不同的选项有ADF---B—‎ CGHI；根据控制变量法要求，此时满足长度和材料都相同的只有ABC选项，而ABC选项也满足横截面积不相同，所以，为了验证猜想一应选用的编号是ABC的琴弦进行实验。同样的方法分析，为了验证猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；则根据控制变量法的思想，应该让材料和横截面积相同，而长度不同，从表中找到材料相同的选项有ABCDEF和HI；横截面积相同的有ADF和HIG；长度不同的选项有ABC----DGH—FI ；同时满足材料和横截面积相同的是ADF或HI ；所以为了验证猜想二，应该选用编号为ADF或者HI，但是本题有三个空，故要选择ADF，同时也满足长度的选择要求。为了验证猜想三，琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关；应该控制让长度和横截面积相同，而材料不同，则满足长度的选项有ABC---DGH---FI； 满足横截面积的选项有ADF—CGHI； 则二者同时满足只有GH，若需要三个选项在空中长度应填“80”，面积共同选项GH相同的应填写“1.02”。这样运用交集的思想同时满足二者关系的选项就出来了。    运用交集的思想解答此类科学探究问题，让学生知道从什么样的角度去思考，去寻找满足条件的选项。 ‎