과학 탐구 실험 및 실험 보고서 사례 연구

과학 탐구 실험 및 실험 보고서 사례 연구

첸 유, 카오 카운티 중학교 두 번째 중학교, 산동 헤즈


초록 : 과학 탐구 실험은 새로운 교과 과정의 요점이며, 현재의 기본 교과 과정 개혁의 가장 중요한 부분이며, 가장 중요한 점이다. 이 기사에서는 과학 탐구의 6 가지 요소를 하나씩 설명하고 과학적 연구 실험 방법 및 실험 보고서 수행 방법의 예를 보여줍니다.
키워드 : 과학 탐구, 과학 탐구, 실험 실험 보고서, 문제 진단, 가설, 실험 데이터 처리

현재의 기초 교육 커리큘럼 개혁의 핫스팟, 하이라이트 및 어려움으로, "일반 고등학교 물리 교과 과정 표준"은 과학 탐구에 대한 명확한 요구 사항을 제시하고 다음과 같이 지적합니다. "고등학교 물리 커리큘럼은 학생들의 독립적 인 학습을 촉진하고, 학생들이 적극적으로 참여하고, 탐구하고, 용감하게 대하도록합니다. 실험과 부지런한 생각. 다양한 교수법을 통해 학생들이 물리 지식과 기술을 배우고 과학 탐구력을 키우며 점차 과학적 태도와 과학 정신을 형성하도록 돕습니다. "일반적으로 말해서 다음과 같은 과학적 탐구를 따라야합니다 단계 또는 프로세스 :


먼저 질문을하십시오.

"현대 과학의 아버지"아인슈타인은 다음과 같이 지적했습니다. "문제를 해결하는 것보다 문제를 제기하는 것이 더 중요합니다. 문제를 해결하는 것은 수학적이거나 실험적 기술 일 수 있기 때문에 새로운 질문인데 새로운 문제입니다. 새로운 관점에서 오래된 문제를 바라 보는 가능성은 창의적인 상상력을 필요로하며 과학 발전을 상징합니다. "

문제 의식은 사고의 출발점 인 창조의 선구자입니다. 문제 의식은 혁신의 전제이자 기초입니다. 문제 의식이 있는지 여부와 가치있는 질문을 제기 할 수 있는지 여부는 구식 사람들과 선구자적이고 혁신적인 사람들의 분파입니다.

우리가 묻는 질문은 먼저 반 과학 또는 의사 과학이 아니라 과학적이어야하며 가치 있고 의미 있고 유익하고 탐구 할 가치가 있어야합니다. 학생들의 기존 지식에 따르면, 우리가 제기 할 수있는 문제는 삶에 뿌리가 있지만 삶보다 높지만 삶과 실제 경험에서 비롯된 것이 아닙니다. 제기되는 문제는 능력의 한계, 즉 기존의 물리학을 적용 할 수있는 능력 내에 있어야합니다. 알려지지 않은 물리적 지식과 결합 된 지식은 과학적 방법과 아이디어를 사용하여 독립적으로 또는 공동으로 해결됩니다.

질문을 한 후에는 문제를 분명히해야합니다. 문제는 가설을 세우거나 대담하게 추측 할 수있는 토대를 마련하는 것입니다. 이 문제는 물리학의 관점에서보다 명확하게 설명됩니다.

둘째, 추측과 가정

학생들이 기존의 물리학 지식과 실험 경험을 바탕으로 가정과 추측을함으로써 문제 해결 방법과 질문에 대한 답을 추측하고 가정하고 실험 결과를 예측하게하십시오.

아인슈타인은 "지식은 제한적이기 때문에 상상력은 지식보다 중요하다. 그러나 상상력은 세계의 모든 것을 요약하고, 과학 기술의 진보를 촉진하며, 지식 진화의 원천이다. 엄밀히 말하면, 상상력은 과학적 연구에있다. 현실적인 요인들 "이라고 말했다. Qi Tingjun은 고등학생들이 이론에 기초한 논리적 사고를 추상화 할 능력이 있다고 믿는다.이 이론은 1 명의 학생들이 가설을 통해 생각할 수있다. 문제를 명확히하고, 가설을 제시하고, 가설을 검증하는 방법에 따라 일련의 추상 논리 프로세스를 통해 목표가 달성됩니다. 2 학생들의 사고가 전제되었으며, 학생들은 문제를 해결하기 전에 특정한 방법과 수단을 취했습니다. 3 학생들의 생각이 점차 진화했다. 중학교 학생들은 특정 컴퓨팅 사고의 지배적 인 위치에서 공식적인 사고의 지배적 인 형태로 점차적으로 발전합니다. 그들은 특별에서 일반으로의 유도를 수행 할 수있을뿐만 아니라 일반에서 특수까지 공제를 수행 할 수 있습니다. 그들의 실습과 연구에서 고등학생들은 구체적인 지식을 얻기위한 이론적 지침과 이론에 이르기까지 완전한 과정을 완료 할 수있었습니다. 4 고등학생들의 사고 활동에서의 자기 인식 또는 모니터링 능력에 대한 인식. 학생들의 생각은 예전의 틀에서 벗어날 수 있고, 창의적인 사고는 빠르게 발전했으며, 새롭고 독특한 것을 추구하여 사물에 대한 고유 한 견해를 형성합니다. 이를 위해 교사는 학생들이 가능한 한 많이 오래된 지식을 깨고 시간과 공간의 한계를 깨고 최대한 자신이 제기 한 문제에 대해 생각할 수 있도록 대담하게 추측하고 상상해보십시오. 합리적이거나 과감한 추측은 종종 지혜로 가득차 있습니다. 의도하지 않은 직감은 종종 문제를 해결하고 창조적 영감을 자극하며 상상력을 발휘할 수있는 문을 열 수 있습니다. 대담하고 잘 정립 된 판단은 종종 계층을 뚫을 수 있습니다. 그룹의 계층은 조회 목적을 달성합니다.

셋째, 실험 계획을 세우십시오.

이 계획은 일종의 아이디어이며, 전제이며, 많은 시도 후에 만 ​​완성 될 수 있습니다. 계획은 등대 인 가로등으로 단계별로 실험이나 목표를 완료하도록 안내합니다. 계획 설계의 품질은 실험 단계가 질서 정연한 것인지, 실험 데이터가 진실하고 신뢰할 수 있는지 여부, 신뢰할 수 있는지 여부 및 실험 결론이 대표적이고 보편적인지에 직접적으로 관련됩니다. 갈릴레오의 이상적인 베벨 실험은 실험 디자인과 마찬가지로 훌륭하고 설계가 합리적이며 설계가 자연 스럽습니다. 이를 위해 1 프로그램의 장비를 합리적으로 선택하고 준비하기 쉬워야하며 너무 높을 수는 없습니다. 실험 계획을 결정하기 전에 먼저 올바른 작동과 숙련 된 작동법을 배우고주의해야 할 사항에 특히주의를 기울여야합니다. 2 조사 과정은 가능한 한 명확해야하며 단계 간의 연결은 원활해야하며 양식 설계는 합리적인 것이어야하며 실험 계획은 가능한 한 많이 결정되어야하며 가능한 한 실험을 수행해야하며 각 솔루션의 장점과 단점을 비교하여 최상의 솔루션을 결정해야합니다. 실험 중 하나가 실패한 것으로 확인되면 가능한 한 빨리 다른 실험 프로토콜을 선택할 수 있습니다.

넷째, 실험 실험

실험 계획에 따라 수동 조작의 지침을 따르고, 작동 중 안전에주의를 기울이고, 실험에서 데이터 및 실험 현상을 기록하고, 관찰, 실험 또는 다른 방법을 사용하여 실험 데이터 및 정보를 여러 채널 및 형식으로 수집합니다.

우연한 오류의 간섭을 최소화하기 위해 가능한 한 실험 데이터와 정보를 수집하십시오. 우리가 수집하는 정보가 많을수록 질적 분석을하는 것이 좋을수록 데이터가 많을수록 정량적 계산이 더 잘됩니다. 물론, 실험적 수단에 더하여 실험 결론을 더 잘 근사시키기 위해 우리는 실험적 수단이 부족한 것을 보완하기 위해 다양한 정보 소스로부터 정보를 수집하고 얻을 수 있습니다.

V. 데이터 처리

수집 된 정보와 정보를 분류 한 후에는 데이터를 분석하고 처리해야합니다. "과학적 사고 방법을 적용하고, 분석 및 요약하고, 법을 찾아 내고, 실험 현상과 데이터 처리를 바탕으로 결론을 도출하고 결과를 설명하고 설명합니다. 실험 데이터 처리를 통해 얻을 수있는 피드백은 무엇입니까?

자신의 언어로 실험적 결론을 요약 할 때, 실험적 결론은 일반적으로 다음과 같은 특성을 가져야한다는 것을 명심해야한다 .1 조건은 매우 엄격하며 임의로 확대하거나 축소 할 수 없다 .2 실험 방법은 완벽하며 물론 더 개선이 필요한 곳이있다. 엄격하고 엄격하고 정확한 과학 용어로 기술되어야하며 매우 엄격한 논리가 있어야합니다.

여섯째, 경험과 경험

실험을 통해 실패의 교훈을 배우고 성공적인 경험을 축적하십시오. 실험 후 연구 아이디어, 프로세스, 방법 및 결론을 과학적으로 표현해야하는 실험 보고서를 제출해야합니다. 축구 게임을 한 대부분의 선수는 "경쟁에서 자신의 긍정적 인 돌파구에주의를 기울이면서 팀의 단합과 협조에주의를 기울여야합니다."과학 탐구 실험에서 자기 독립적 인 조사와 의사 소통도 중요하다는 것을 알고 있습니다. 협력을 통해 우리는 우리 자신의 원칙을 고수하고, 자신의 생각을 가지며, 자신의 견해를 가지며, 우리 자신의 실험 프로그램을 갖고, 다른 사람들의 제안을 적극적으로 경청하고, 다른 사람들의 견해와 업적을 존중해야합니다. 우리가 과학적 탐구를 개인적으로 경험할 때만 습관을 얻고, 의식을 개발하고, 우리가 미래에 배우는 것이 매우 중요한 일종의 능력을 육성 할 수 있습니다.

다음은 "가속과 질량 및 힘의 관계를 탐구하는"실험의 예이며 과학적 탐구를 수행하고 실험 보고서를 작성하는 방법을 간략하게 설명합니다.

실험 원리와 실험 계획 : 뉴턴의 첫 번째 법칙은 힘이 대상의 운동 상태를 유지하는 이유가 아니라 대상의 운동 상태를 변경하는 이유라고 설명합니다. 요컨대, 물체의 운동 상태의 변화는 속도의 변화에 ​​반영되고, 속도의 변화는 물체가 가속도를 가짐을 나타내므로, 그 힘이 물체의 가속의 원인이라고 할 수있다. 고정 된 자동차와 마찬가지로, 적용된 견인력이 클수록 특정 속도에 도달하는 데 필요한 시간이 짧아집니다. 이것으로부터 우리는 b = 0이라고 가정하면서 가속과 힘이 선형 함수 a = kf + b가된다고 가정 할 수 있습니다. 가정이 사실인지 아닌지는 실험적으로 탐구하고 검증해야합니다. 동시에, 물체의 질량이 커질수록 즉 관성이 커질수록 물체의 운동 상태를 바꾸는 것이 더 힘들어집니다. 즉 가속도가 작아서 a = b + 1 / km로 가정하고 b = 0으로 가정 할 수 있습니다. 따라서 우리가 지금 탐색하려고하는 가속은 힘과 품질에 동시에 관련되어 있으므로 관계가 무엇입니까? 철학적 관점에서 물체의 운동 상태의 변화는 외력과 질량의 조합에 의해 결정되며 외력과 질량의 두 요소는 물체의 운동 상태를 변경하는 과정에서 통일되고 동시에 모순입니다. 외력은 가속의 발생을 촉진하고 품질은 변하지 않고 가속의 생성을 방해합니다. 물리학에서, 물리량과 2 개 이상의 물리량을 동시에 다 변수 문제를 연구하는 기본 방법은 변수 방법을 제어하는 ​​것, 즉 다른 물리량을 변경하지 않고 물리량과 물리량 중 하나의 관계를 점진적으로 분석 한 다음 이 여러 양 사이의 관계를 요약하십시오. 그러므로 우리는 질량을 고치고 가속과 힘의 관계를 탐구하고 외력을 고치고 가속과 질량의 관계를 탐구 할 수 있으며 마지막으로 가속과 외력 및 품질 간의 관계를 요약 할 수 있습니다.

a = k1f가 설정되면 af 플롯의 원점을 넘어서는 직선이어야하며, a = k2m이 참이면 am의 라인에 쌍곡선이되어야하지만 그 라인이 참인지는 참입니다. 쌍곡선은 더 복잡하지만 a를 1 / m에 비례하는 반비례로 a를 반전하여 a를 변환 할 수 있습니다. 즉, a-1 / m 선은 원점을 지나는 직선입니다. 그러나 가속도는 측정하기 쉽지 않으므로이를 변위로 변환해야하며 우리가 찾고있는 것은 주로 a와 f와 m 사이의 관계입니다. 다른 각도에서 보면 a의 실제 값은 필요하지 않음을 보여줍니다. 디자인 실험을하는 동안 자동차는 초기 속도가 0 인 균일 한 직선 운동을 만듭니다. 동시에, 자동차는 동일한 위치에 배치되고 폴더는 동시에 열리고 닫혀 s = at2 / 2에서 두 자동차의 움직임을 동일하게 만듭니다. a1 / a2 = s1 / s2 인 것을 알 수있다. 이것은 가속을 변위로 변환합니다. 이것은 미래에 훨씬 더 좋습니다.

교과서는 실험 설정을 제공하지만 아주 좋지는 않습니다. 한편으로는 평평한 평평한 수평 판이 없으며 일반 실험실의 보드는 대부분 거칠고 실험 요구 사항을 충족하지 못합니다. 반면에 작은 접시에 무게를 넣으면 많은 학생들이 고르게 배치되지 않습니다. 상당한 오류가 발생하기 쉽습니다. 향상된 실험 설정은 다음과 같습니다.

실험 장치 : 상단에 홈이있는 2 개의 작은 카트, 한쪽 끝에 고정 풀리가있는 2 개의 긴 직선 널빤지, 하나의 큰 데이터 클립, 여러 가지 무게, 여러 가지 후크 코드, 여러 개의 얇은 선 및 눈금.

자동차의 가속도를 기록하기 위해 종이 테이프를 사용할 수 있으며 자동차와 고정 풀리 사이의 충돌을 피하기 위해 두 개의가는 선을 차 뒤를 핥고 얇은 선의 다른 끝을 고정시킬 수 있습니다. 실험 계획은 웨이트 플레이트를 버리고 바코드를 사용하면 당기는 힘이 직선으로 유지되고 바코드가 증가 또는 감소하면 카의 당기는 힘이 바뀝니다. 트롤리의 품질이 바뀌는 트롤리의 무게가 증가하거나 감소합니다.

거의 매끄러운 긴 직선 보드를 얻기 위해, 우리는 일반적으로 마찰을 균형을 잡는 방법을 사용합니다 : 무게가없고 가느 다란 선이 없으며, 스키드를 움직이려면 경사면에 놓인 자동차가 균일 한 직선 운동과 비슷합니다. 그것은 g, n, f의 3 가지 힘에 의해 균형을 이룬다. 합력은 0이고 gx = f이다. 두 힘의 효과는 서로 상쇄되어 f가 존재하지 않는다는 것을 의미한다. 트롤리가 얇은 와이어로 당겨지면,