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Ⅴ、进行实验与收集证据能力的培养

“进行实验”是收集证据的必要过程,“收集证据”是为进行科学分析提供基本依据,其能力要求有:

  ⑴ 能通过观察和实验收集数据。
  ⑵ 能通过公共信息资源收集资料。
  ⑶ 尝试评估有关信息的科学性。
  ⑷ 会阅读简单仪器的说明书,能按书面说明操作。
  ⑸ 会使用简单的实验仪器,能正确记录实验数据。
  ⑹ 具有安全操作的意识。
  ⑺ 认识进行实验与收集数据对科学探究的重要性。进行实验与收集证据是指:

一、进行实验
  就是具体去实施所制定的实验计划和实验方案,这是培养学生实验能力(即动手能力)、观察能力的重要环节。实验能力的培养应分散在课堂教学、实验课堂、课外探索等多个方面来进行。

   1、进行实验的基本流程
  ⑴ 明确实验的目的、方法、过程、步骤 ;
  ⑵ 了解实验器材的使用方法、数据记录方法;
  ⑶ 按照实验的方法(例如:替代法、比较法、半偏法、控制变量法)与步骤,以及实验仪器的使用说明,进行规范操作;
  ⑷ 仔细观察,认真读数、记数;
  ⑸ 整理实验数据、画出图线;
  ⑹ 对实验结果做出解释,得出相应的结论;
  ⑺ 写出规范的实验报告。

   2、进行实验时应具有的安全操作意识
  ⑴ 具有关注实验仪器量度范围的意识;
  ⑵ 对实验结果的安全性具有预先考虑的意识;
  ⑶ 对易破、易碎器材具有谨慎操作的意识。

   3、实验仪器操作技能
  操作实验仪器、设备的能力是利用实验装置实现实验方案的能力。其技能包括认识与调节仪器、手眼协调操作、一般故障的排除,操纵仪器进行实验探索等方面。实验仪器的操作技能可通过以下两个方面来培养。
  ⑴ 做好基本仪器的使用性实验
基本仪器的使用性实验是学生实验的基本类型之一。这类实验的目的是:要求学会正确熟练地调整使用有关仪器仪表和量具,如刻度尺、天平、游标卡尺、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱,等等;了解它们的名称、原理和构造,以及它们的性能,特点和注意事项。通过基本仪器的使用和实验应该做到以下几点:
  ① 会调整仪器的零点或确定零点误差。能调整的一定要调整,不能调整的要对相对零点位置进行确定。
  ② 会选择恰当的量程。量程过小,则无法使用或损坏仪器,量程过大,则读数不准,测量误差大。选择量程的方法是,先估算被测对象的值,然后选择比该值稍大一些的量程,最后,在可能的范围内,把里程调整到最恰当处。
  ③ 要正确地操作仪器与读数。要结合仪器的构造原理和测量方法,弄清仪器的使用规则并正确读数。
  ⑵ 按实验的操作规程进行规范化操作
在实验的过程中,按照操作规程亲自动手操作,进行观察和测量,可以有力地培养学生的动手能力。规范的操作过程可以分为以下几步进行。
  ① 检查和认识仪器。首先检查本次实验仪器(包括工具和其他器材)是否缺少,有无损坏,是否有自己尚不能熟练使用的仪器。如有仪器自己尚不能非常熟练地使用,则根据有关的资料,对该仪器的型号、原理、结构进行了解,对主要部位充分认识,继而掌握仪器的性能。用途和使用方法。
  ② 装配仪器。无论是一台仪器各个部位的装配,还是多个仪器和器材的组合,都必须做到正确、合理和完善。
  ③ 预调仪器。仪器装好后,要根据实验的要求进行预调。如仪器位置的调节,零点的调节或校正,仪表量程的选择,等等。
  ④ 进行规范的实验操作和数据记录。实验操作的依据有两方面,一是仪器本身的使用规则,二是实验本身的要求。不同的实验对实验操作有不同的要求,但仪器本身的使用规则却很恒定。如不能用手拿法码(要用摄子夹取),不能用温度计作搅拌器,不得用手摸光学镜面,等等。数据的测量和记录要按照实验仪器的使用规则进行。测得的数据按实验前制定好的实验记录表格认真填好便可。
  只要多进行规范化的实验操作,并逐渐养成一种良好的行为习惯,就能大大促进实验操作能力的提高。

  二、收集证据
  收集证据是进行科学分析的根据。《课程标准》中所谈的收集证据,不仅是指从实验中收集和正确记录相关数据、发现相关实验现象,还包括从互联网、图书馆、博物馆等公共信息渠道收集相关资料。因此,对收集证据能力的培养具有广泛的路径和方法,不仅仅局限于通过实验过程来培养了。
  但就“物理探究课”来说,收集证据主要是指在实验中采用正确的读数方法,认真读数、记数,获取真实数据,并科学地记录数据,包括科学地设计实验数据表格。

交流与互动:

  1、你认为本专题所给出的“探究课例案”在“培养学生进行实验与收集证据能力”的教学设计方面有哪些不足,应该怎样修改和完善?

   2、你认为哪个或哪几个章节的内容最适合于进行“培养学生进行实验与收集证据能力”的教学设计?

   3、请参照本课程的“设计实践要求”完成一项“培养学生进行实验与收集证据能力”的教学设计。

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