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时间:2020-05-16
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1、科学探究中涉及的评估类问题例析浙江省台州市白云学校(318000)崔以平评估是对探究的反思过程,通过对科学探究过程与结果的评估,可使探究方案得到改进,更增长了知识,培养了科学探究的能力与科学素养.对评估的考查要点是学生的科学态度,比如:具有评估探究过程和结果的意识;能注意假设与探究结果间的差异;能注意探究过程中未解决的矛盾;尝试改进探究方案;具有从评估中吸取经验教训的意识.现例析如下。一、对实验装置的评估例1、测未知电阻Rx的阻值:陈伟所在的学习小组,在测定未知电阻Rx的实验中,手边只有一个未知电压
2、的电源、一个阻值已知的定值电阻R0、一只电流表、4个开关、一个待测电阻Rx和若干导线,缺少一块电压表。学习小组研究决定:“只用现有器材,在不拆卸电流表的条件下,设计实验电路图.”经小组成员共同努力,采取巧用开关的办法,设计出了能满足上述要求的实验电路图,如图1.(1)请你根据这个电路图,写出实验步骤:①________;②________。(2)被测电阻的表达式Rx=________.(3)你对这个实验电路图的改进建议是:________。解析:(1)①闭合S2、S3,断开S1、S4,读出此时电流表
3、的读数I1;②闭合S1、S4,断开S2、S3,读出此时电流表的读数I2;(2)Rx=I1R0/I2;(3)这个实验电路电键太多,使得装置复杂操作容易失误,可以用一个单刀双掷开关来代替(如图2).点评:本题要求学生对实验电路提出改进意见。在教学中应该让学生通过小组交流或全班交流的方式,讨论科学探究中所存在的问题、获得的发现和改进建议.实验器材的选取与装置的设计,既要照顾到实验的需要,又要考虑科学、简单、方便、安全.二、对实验方案的评估例2、为了测定木块所受到的滑动摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两
4、种实验方案,实验装置如图3所示.实验中不计弹簧测力计的重力.甲方案:在水平实验桌面上将木板用线拉住,通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块,使木块在木板上面滑动。乙方案:将木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块。沿木板方向水平拉木板,使木板在木块下面滑动.(1)从实验操作方面考虑,应选择________方案。简述你选择的理由?(2)从实验误差方面考虑,应选择________方案.简述你选择的理由?解析:(1)选择乙方案.选择理由:甲方案中,木块运动要求匀速,实际很难控制.因为滑动摩擦力
5、只与压力和接触面的粗糙程度有关,而乙方案中这两者都没有变化,测力计的示数仍为摩擦力的大小,所以木板滑动时可以是变速的,实验操作容易进行.(2)选择乙方案.选择理由:甲方案中,由于弹簧测力计是运动的,不易读准示数.乙方案中弹簧测力计是静止的,容易读准示数.点评:经常要求学生对探究活动的实验方案的科学性及适用性进行评估,对实验方案评估时,要注意是否应用了控制变量的科学方法,是否便于操作等.三、对实验结果与实验数据的评估例3、张明和王芳合作,进行“测定盐水的密度”的实验.实验器材:天平(含砝码)、量筒、烧
6、杯、盐水.实验步骤:步骤一:用天平测出空烧杯的质量m1;步骤二:将盐水倒进烧杯,用天平测出装有盐水的烧杯的总质量m2;步骤三:将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,读出盐水的体积V;步骤四:计算出盐水的密度:.他们收拾好实验器材后,一起对实验的过程进行了评估:张明说:我们的实验原理正确,实验器材使用恰当,操作过程规范,读数准确,计算无误,得出的盐水密度是准确的.王芳说:在操作过程中,我发现有一点儿盐水沾在烧杯内壁上.这样,尽管我们操作规范、读数准确、计算无误,但我们测得的数据还是有了误差,导致计算的结果也有
7、误差.张明认真思考后,同意了王芳的意见.然后,他们一起继续探讨如何改进实验方案,尽量减小测量的误差.根据张明和王芳对实验过程的评估,请你回答:(1)王芳这里所指的“测量误差”是在上述实验步骤的________步骤产生的,导致了盐水体积读数______(填“偏大”或“偏小”),从而使得盐水密度的计算结果______(填“偏大”或“偏小”);(2)为了减小实验的误差,必须从质量和体积两方面的测量进行控制.根据张明和王芳的分析意见,在不增加实验器材的条件下,提出你的实验设计方案,使实验结果的误差达到最小.
8、实验步骤是____________;(3)在你的设计方案中,控制误差的思路是____________。解析:(1)步骤三,偏小,偏大.(2)用天平测出空量筒的质量m1;将盐水倒进量筒,用天平测出装有盐水的量筒的总质量m2;读出量筒中盐水的体积V;计算出盐水的密度.(3)直接用量筒装盐水,避免盐水在换杯时的损失.点评:本题是一道考查学生对实验测量误差大小和产生误差原因的分析、评价及改进能力类考题,平时要培养对探究的行为和收集信息与数据的科学性、可靠性有进行评估的愿望,对
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