0.3怎样进行科学探究同步视频课件 ----2024-2025学年鲁科版八年级物理上学期

第0章 走进物理 第三节 怎样进行科学探究 （2024鲁科版）八年级 上 学习目标 伽利略钟摆实验 01 02 世纪之争 03 数据处理 人类对自然的探索经历了漫长的发展过程，所有推动社会发展的科学知识和规律，都是经过众多科学家长期、艰苦的科学探究得来的。科学家是怎样进行科学探究的呢? 一、伽利略钟摆实验 1583年的一天，年轻的伽利略惊奇地发现:屋顶的吊灯因风吹过不停地摆动，每次摆动的时间似乎相等。 伽利略知道脉搏的跳动是有规律的，于是便利用自己的脉搏计时，开始了实验观察。经过一段时间的按脉计时观察，你利略发现:吊灯摆动的幅度虽然在逐渐减小，但完成一次摆动的时间始终是相等的。他猜想:既然吊灯完成一次摆动的时间跟摆动的幅度没有关系，那是否跟其他因素有关呢? 问 题 科学探究常常是从好奇和疑问开始的，由疑问提出问题是科学探究的第一步。 有了问题，人们就可能根据已有的经验和知识对问题作出解释或判断，这个过程就形成了猜想和假设。 在科学探究过程中，猜想和假设不一定是正确的，它仅仅是对问题的可能性的解释或判断，猜想的正确与否必须通过实验进行验证。 伽利略设计了如下实验 用同一条摆绳分到挂上不同的重物，测量摆动一次的时间。 利用不网长度的摆绳挂上同一物，测量摆动一次的时间。 通过多次实验，他得到了大量的实验数据 证据 要想验证猜想和假设是否 正确，就要通过实验获取证据。首先要制订方案和计划，主要包括设计实验方法和步骤、选择实验器材等。进行实验时，严格按照实验步骤规范操作，观察、记录实验现象和数据要实事求是、客观真实，不能抄袭、编造、拼凑实验数据。 在许多科学探究中，研究的问题涉及两个及以上的变量时，每次应只改变其中一个变量，而控制其他变量不变。 为了结果的可靠性和准确性，实验必须多次重复进行。 通过对实验数据的分析归纳，伽利略略发现:不管摆绳挂上的物体多重，也不管摆动的幅度多大，只要强绳长度一 定，完成一次摆动的时间始终是相等的伽利略对单摆实验现象的解释即单摆的“等时性”，这个“解释”是经过实验反复检验的结果，就形成了理论或原理。 解 释 只有在证据基础上进行分析思考、推理论证，才能合理 地解释事物变化的原因、事物之间的联系或事物发展的规律。 人们对摆动的研究是逐步深入的。你利略逝世30年后，荷兰物理学家惠更斯(C.Huygens，1629-1695)通过研究，进一步找到了单摆摆幼一次的时间与摆绳长度之间的关系。 直到牛顿发现了万有引力定律，人们才从本质上认识了钟摆的等时性。 当遇到新问题或事实时，过去的解释可能不完善或不成 立，这就需要修正或摒弃原来的解释，提出新解释。 二、世纪之争 在物理学发展史上，玻尔(N.Bohr，1885-1962,)与爱因斯坦(A.Eirstein, 1879-1955)关于微观粒子物理本质的学术之争因持续时间长、争论激烈而被后人所津津乐道。这场玻尔和爱因斯坦的“世纪之争”极大地促进了量子力学的发展。 交 流 交流是通过书面或口头语言的形式与他人一起分享自己的观点和实验成果，是信息互换、观念互相认同和质疑的过程。 交流过程中要准确表达自己探究的问题、过程和结果，对他人的探究过程和结果提出建设性的意见 以上两个案例启示我们:学习物理，要仔细地观察周围的世界，从中提出有探究价值的科学问题，形成猜想与假设;为了解决问题，要设计实验制订方案,进行实验、收集证据;然后对收集的数据进行分析论证,客观评估同时与同学讨论交流。只有这样才能最终发现事物发展变化的规律。 科学探究是物理学的重要组成部分。值得探究的物理现象无处不在，科学探究的形式多种多样。科学探究没有终点，一项科学探究可以引发另一项新的科学探究。经历提出问题、收集证据、解释论证、合作交流的过程，你会体验到科学探究的乐趣，享受到获取知识的愉悦，同时提升自身的科学素养。 三、数据处理 数据处理是指从获得数据到得出最后结论的整个加工过程，包括数据记录、整理、计算、分析和绘制图表等。物理学中常用数据表格和图像等方式处理数据。 数据表格 在科学探究的准备过程中，除了准备所需器材外，还需要通过行列结合的方式设计创建一张教据表格。一般情况下，数据表格的表名应放在表的上方，主要用于说明实验探究的内容。表格的第一行或第一列要列出变量的名称、符号和单位。实验数据可分为原始数据、过程数据、结果数据。表格设计应简明合理、层次清晰，以便实验后的阅读和对数据进行分析处理。 图像 图像是一种常见的数据处理方法，它能直观地显示某一个变量是如何随着另一变量的变化而变化的。一般情况下，图像的横轴表示自变量，纵轴表示因变量。绘制图像时，首先将数据点描在坐标纸上，然后观察坐标中的所有数据点的变化趋势，最后用平滑的曲线把这些数据点连接起来。要让曲线尽可能多地经过数据点，无法经过的数据点，应均匀分布在曲线两侧。这样，我们就可以根据图像研究事物变化发展的规律和特点。 总结 伽利略钟摆实验 01 02 世纪之争 03 数据处理 第0章 走进物理 第三节 怎样进行科学探究 （2024鲁科版）八年级 上 $$