義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011年版)中“第三部份課程內(nèi)容”中指出:課程內(nèi)容由科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容兩部份組成。科學(xué)探究既是中學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方法。將科學(xué)探究納入“課程內(nèi)容”,借以讓中學(xué)生經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行的相像的探究過程,主動(dòng)獲取數(shù)學(xué)知識(shí),感悟科學(xué)探究方式,發(fā)展科學(xué)探究能力,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣,養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)心態(tài)和敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神。
為此,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的最基本方式之一就是觀察和實(shí)驗(yàn),在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中要非常注意對(duì)過程和研究方式的把握。數(shù)學(xué)學(xué)中常見的研究方式好多,其中多次檢測(cè)是小學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)及今后中學(xué)乃至于學(xué)院中最基本的操作和研究方式。但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌啻螜z測(cè)的目的和方式又有所不同。
高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)從多次實(shí)驗(yàn)的目的,可以分為三類:
在上述不同類型實(shí)驗(yàn)中,多次實(shí)驗(yàn)的目的是不同的:
一、多次檢測(cè)取平均值,減少偏差
在檢測(cè)性實(shí)驗(yàn)中,多次檢測(cè)的是同一對(duì)象(化學(xué)量)的值,偏差是不可防止的,因一次檢測(cè)的數(shù)據(jù)偏差較大,為了達(dá)到檢測(cè)的確切程度,就要采取多次檢測(cè)取平均值的方式來減少偏差。
這是一種最基本、最簡(jiǎn)單的方式,一般這些方式用于測(cè)定某個(gè)固定的數(shù)學(xué)量,如:
①測(cè)量某物體的厚度(多測(cè)幾次寬度);
②測(cè)量某物體的速率(多檢測(cè)幾次路程和時(shí)間);
③測(cè)量某內(nèi)阻的電阻(多檢測(cè)幾次電流和電壓)等等。
二、多次檢測(cè)找尋普遍規(guī)律,防止碰巧性
通過剖析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找尋普遍規(guī)律,是研究化學(xué)問題的常用技巧。在規(guī)律性實(shí)驗(yàn)中,若通過一兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的推論常常不夠確切、全面,具有碰巧性,而多次實(shí)驗(yàn)探究出的規(guī)律具有普遍性,所以這種實(shí)驗(yàn)中多次檢測(cè)是為了找尋相關(guān)實(shí)驗(yàn)的普遍規(guī)律,為了避免以偏概全,排除因?qū)嶒?yàn)次數(shù)太少,得出的推論具有碰巧性,須要在不同條件下多次檢測(cè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在高考中涉及到的實(shí)驗(yàn)主要有:
①探究平面鏡成像規(guī)律(多做幾組改變物體位置);
②探究杠桿平衡條件(改變動(dòng)力臂多檢測(cè)幾組數(shù)據(jù));
③探究串、并聯(lián)電路中電流和電流特性(改變檢測(cè)的用家電或換用不同定值阻值,多次檢測(cè));
④探究電壓與電流、電阻的關(guān)系(改變幾次內(nèi)阻)等等。
三、多次檢測(cè)進(jìn)行綜合剖析,比較物體在不同條件下的變化規(guī)律
個(gè)別數(shù)學(xué)量的變化規(guī)律是發(fā)生在不同狀態(tài)、不同條件、不同范圍下的,其在不同條件下可以表現(xiàn)出不同的化學(xué)規(guī)律,所以這類實(shí)驗(yàn)我們探究時(shí),就須要在不同的條件下對(duì)同一化學(xué)量進(jìn)行檢測(cè),構(gòu)建檢測(cè)結(jié)果和不同狀態(tài)、不同條件、不同范圍之間的聯(lián)系,找出對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因而找出這個(gè)數(shù)學(xué)量的變化規(guī)律。在高考中涉及到的實(shí)驗(yàn),如:
①探究凸透鏡成像規(guī)律(因?yàn)橛腥齻€(gè)區(qū)間——小于焦距、大于焦距且大于二倍焦距和小于二倍焦距,只有多少能夠發(fā)覺這個(gè)規(guī)律;就是前面兩個(gè)區(qū)間,也要多次實(shí)驗(yàn)檢測(cè)能夠發(fā)覺像距、物距和像的大小的關(guān)系,所以要多改變幾次物距)
②測(cè)量小燈泡的電功率(改變幾次電流,使電流分別等于額定電流、小于額定電流和小于額定電流下工作,觀察燈泡照度的變化情況)
③測(cè)量小燈泡的內(nèi)阻(改變幾次電流,能夠發(fā)覺內(nèi)阻是變化的)。
四、多次檢測(cè),運(yùn)用控制變量法探究影響某一化學(xué)量大小的誘因
探究實(shí)驗(yàn)中,所研究的化學(xué)量大小一般是由多個(gè)誘因決定的,但每位誘因?qū)@一數(shù)學(xué)量有無影響,須要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行逐一檢測(cè)驗(yàn)證。這類實(shí)驗(yàn)在高考彰顯較多中考物理實(shí)驗(yàn)探究題100題大突破,一般先就某一化學(xué)現(xiàn)象提出問題,之后做出合理的猜測(cè)和假定,用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證,最后得出推論(影響化學(xué)量的誘因)。在高考中涉及到的實(shí)驗(yàn)主要是:
①探究影響壓力作用療效(受力面積一定,改變壓力;壓力一定,改變受力面積);
②研究影響液體內(nèi)部浮力規(guī)律(改變深度、液體種類、方向);
③探究影響內(nèi)阻大小誘因(改變材料、長(zhǎng)度、橫截面積、溫度);
④探究影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱(改變電壓大小、線圈阻值、鐵芯有無);
⑤探究影響磨擦的誘因(接觸面粗糙程度一定,改變壓力;壓力一定,改變接觸面的粗糙程度)等等。
在這四個(gè)方面,雖然三和四是對(duì)“不憐憫況下的檢測(cè)性實(shí)驗(yàn)和規(guī)律性實(shí)驗(yàn)”來說的,如,用“伏安法檢測(cè)小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中,因?yàn)閹状螜z測(cè)的是不同電流時(shí)的電功率,而不憐憫況下電功率的值和意義都不同,因而有別于常規(guī)性的檢測(cè)性實(shí)驗(yàn),在這兒取平均值是毫無意義的,所以在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的并非是多次檢測(cè)取平均值降低偏差,而是檢測(cè)不憐憫況時(shí)的電功率。
因?yàn)樗鼈兊亩啻螜z測(cè)的目的是比較特殊和復(fù)雜的,在小學(xué)通常不要求同事們了解,所以高考也不對(duì)“多次檢測(cè)”的目的進(jìn)行考查,重點(diǎn)考查的是一和二兩個(gè)方面。
綜上所述,在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,關(guān)于“多次檢測(cè)”的現(xiàn)象是十分多的中考物理實(shí)驗(yàn)探究題100題大突破,中試題中更為常見,所以要求我們?cè)谄匠R欢ㄒ谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí),理解“多次檢測(cè)”在不同實(shí)驗(yàn)下的目的和要求,學(xué)會(huì)歸類總結(jié),只有這樣,能夠在應(yīng)用中得心應(yīng)手而不會(huì)出錯(cuò)。