科学解释的三种常用模式（课件 32张ppt）

(共32张PPT)
科学解释的三种常用模式
主要内容
何谓科学解释
三种常用模式
命题策略提炼
一、科学解释
所谓科学解释，就是运用科学的理论知识，对经验事实作出理解，寻找事实的原因或根据，使问题得到解答。
一类问“原因”“依据”“理由”的问题
“……是什么？” 或“……为什么？” 的问题
一、科学解释
或者说，就是把陈述事实的经验命题（我们称之为“被解释项”）从陈述定律或原理的一组命题（我们称之为“解释项”）中推导出来。
已知事实是如何造成的？（解释）
满足一定的条件，会出现什么未知事实？（预测）
1.“演绎—规律”模式
（“Ｄ—Ｎ”模式）
L：理论原理
（解释项）
C：相关条件
________________________
E：经验事实 （被解释项）
二、三种常用模式
三段论推理
揭示条件和结论之间的内在联系
大前提：规律、原理
小前提：已知条件（因为）
________________________
结论：一种判断 （所以）
1.“演绎—规律”模式
2016学年第一学期八（上）
27．如图所示，将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上，在瓶口处有一可自由出入的小纸片。在瓶口处从上往下用力迅速吹气，此时小纸片将会 ▲ （选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进 入瓶中”）。请运用所学知识解释你作出这种判断的理由。
难度：0.6；区分度：0.92
1.“演绎—规律”模式
（“Ｄ—Ｎ”模式）
L：气体流动的速度越快，气体的压强越小 （解释项）
C：瓶口处用力吹气
（瓶口处气流速度快）
____________________________
E：瓶口处气压小（被解释项）
L：物体受到力（压强差）的作用，将改变运动状态 （解释项）
C：纸片两侧存在压强差
（瓶口气压小于瓶内气压）
____________________________
E：纸片飞出瓶外（被解释项）
注意：规律、原理往往省略；若不省略（隐藏），则提供文本材料，需要阅读获取。
1.“演绎—规律”模式
（2017衢州-29）小柯是个善于观察的学生，她注意到一个有趣的现象：在无风的、寒冷的冬天，用吸管沿水平方向吹出的肥皂泡常常是先上升，一段时间后才开始下降（如图）。而这种现象在炎热的夏天不明显。请结合所学知识， 解释冬天吹肥皂泡时出现这种现象的原因。（不计空气阻力）
1.“演绎—规律”模式
（“Ｄ—Ｎ”模式）
L：F浮>G物时，物体上浮
（解释项）
C：肥皂泡受到的浮力大于重力
________________________
E：肥皂泡上升（被解释项）
L：F浮= ρ气gV排
（解释项）
C：肥皂泡内气体密度小于空气密度
________________________
E：肥皂泡受到的浮力大于重力
（被解释项）
“演绎—规律”模式解释“反常” 现象。
L：理论原理
（解释项）
C：相关条件
______________________
E：经验事实 （被解释项）
从“演绎一规律”模式的前提来看，反常现象（Ｅ）的出现可能是规律（Ｌ）错了，需要寻找新的规律来代替；或者是条件（Ｃ）有问题，还有其他的条件或原因隐藏其中（多因素共同起作用）。
2018学年第一学期七（上）
27.小柯家的卫生间装有电热水器，与之相连的热、冷水管埋于墙壁中，紧贴墙面安装了一面镜子。冬天，小柯在洗澡后发现，平面镜贴近热水管的区域（用A表示）仍旧清晰，而其它区域（示意图中用B表示）镜面由清晰变“模糊”了（如左实景图）。洗澡结束一段时间后，整面镜子又变得清晰。请应用所学知识分析说明镜面A、B区域前后变化的原因。
“演绎—规律”模式解释“反常” 现象。
难度：0.4；区分度：0.5
“演绎—规律”模式解释“反常” 现象。
2.多元性科学解释模式
如果以E表示被解释的经验事实，以T1，T2，T3表示用来进行解释的不同理论，以→表示逻辑上的推导关系，则多元性科学解释可表示为：
二、三种常用模式
T1
T2
T3
E
2.多元性科学解释模式
（2018衢州-30）杨梅酸甜爽口，是人们喜爱的水果之一，但它的保鲜期很短，通常只有1－2天。为延长其保鲜期，人们常常将杨梅放在保鲜袋中，扎口后再置于冰箱里冷藏。请结合所学知识，解释杨梅这样保存能延长保鲜期的原因。
2.多元性科学解释模式
装入袋内
扎口
冷藏
保鲜
内部水分
内部有机物
表面细菌
保鲜
2.多元性科学解释模式
装入袋内
扎口
冷藏
保鲜
内部水分
内部有机物
表面细菌
保鲜
2.多元性科学解释模式
2016学年第一学期七（上）
31. 寒冷的冬季，小军同学把装满水的矿泉水瓶放在室外，一天早上，发现瓶内水完全结冰，塑料瓶明显向外凸起。请你应用所学的知识解释“塑料瓶向外凸起”这一现象。
31.瓶内的水结冰时，质量不变(1分)，由于冰的密度小于水的密度(1分)，根据公式V=m/ρ可知，水结冰后体积变大(1分)，所以塑料瓶向外凸出。(1分) 宏观解释
也可以用微观粒子模型来解释：瓶内的水分子总数保持不变(1分)，完全结冰时，各个水分子之间的空隙增大(1分)，从而使得结冰后的总体积变大(1分)，所以塑料瓶向外凸出。(1分) 微观粒子模型解释
3.因果链科学解释模式
对某一经验事实，用某种理论进行解释后，该种理论自身又成为被解释项，需要用更高层次的理论对其作出解释。则这种因果链科学解释可表示为：
二、三种常用模式
T3
T1
T2
E
3.因果链科学解释模式
（2016衢州-29）在科学拓展性课程学习中，小柯做了如下实验：先在水槽里的支架上放两个小烧杯，一个盛有较多正在萌发的种子，另一个装有适量的NaOH溶液，再往水槽内注入一定量的水，最后用一个大烧杯罩住两个小烧杯（如图）。持续一段时间后，观察到大烧杯内的水面上升，水槽的水面下降。为什么杯外的水会进入杯内呢？请分析实验过程，并结合所学知识作出解释。
3.因果链科学解释模式
种子呼吸作用
杯内压强减小
二氧化碳被吸收
水进入烧杯内
解释项 被解释项
解释项 被解释项
解释项 被解释项
3.因果链科学解释模式
2017学年第一学期八（上）
29.小江将气球吹足气，靠近正竖直向下流动的细小水流，水流竖直向下流动（如图一）。随后用涤纶毛巾在气球一侧表面上擦拭数下后，将气球被摩擦后的一侧靠近水流，发现水流偏向气球流动（如图二）。
小江查阅了各种物质束缚电子的能力强弱如下表：
弱 ← 束缚电子能力 → 强
玻璃 丝绸 橡胶 石蜡 涤纶
请结合资料和实验现象，解释其中的科学道理。
3.因果链科学解释模式
2017学年第一学期八（上）
29．气球中的原子内质子和电子所带的电荷数量相等，电性相反，所以整个气球呈电中性，对水流没有吸引能力，因此刚开始水流是竖直向下流动的（1分）。当气球与涤纶毛巾摩擦时，由于橡胶束缚电子的能力比涤纶弱，气球上的部分电子转移到毛巾上（1分），气球上的正电荷比负电荷多，气球带上了正电（1分）。又因为带静电的物体能够吸引轻小物体，所以在气球接近水流时，使水流的方向发生改变，偏向气球（1分）。
（其他合理答案酌情给分）
难度：0.34；区分度：0.48
1.素材来源
三、命题策略提炼
A.教材：
2017学年第二学期八（下）
29.将约20克氢氧化钡[Ba(OH)2]晶体研磨成粉末后，倒入一小烧杯中（图甲)，在一玻璃片上洒上少量水，并将小烧杯放在玻璃片上，此时向上提起小烧杯，玻璃片仍在桌面上（图乙)；再向小烧杯中加入约10克氯化铵(NH4Cl)晶体，用玻璃棒迅速搅拌后静止片刻（图丙)，用手触摸小烧杯外壁，有冰凉的感觉，此时向上提起小烧杯，可见到玻璃片牢牢地粘在小烧杯底部（图丁)。如图所示的操作过程中，两次提起小烧杯时玻璃片有着不同的现象。试从“化学反应中能量的变化”角度，对此作出合理的解释。
甲 乙 丙 丁
第29题图
1.素材来源
三、命题策略提炼
B.学业考试试卷：
30．小柯做了一个趣味实验：他先将鸡蛋壳碾碎装入气球，再把气球套在盛有白醋的锥形瓶瓶口，然后把气球中的蛋壳加入锥形瓶中（装置的气密性良好），实验过程如图。请结合所学知识，解释反应过程中气球体积发生变化的原因。
1.素材来源
三、命题策略提炼
C.生活生产：
2018学年第一学期八（上）
29.近年来，不少电动车车主为了遮阳挡雨，在车上安装了遮阳伞，
使电动车成了马路上一道“移动风景”，仿佛一架架“陆地滑翔机”
在大街小巷穿梭。这些遮阳伞看似实用却存在诸多安全隐患，为此
交警部门开展了“电动车加装遮阳伞违法行为的专项整治”。请运
用所学知识解释为什么安装了遮阳伞的电动车存在安全隐患。
1.素材来源
三、命题策略提炼
C.生活生产：
2016学年第二学期八（下）
29.小金同学在某超市看到：电梯上没人时运动得慢，人站在电梯上时，电梯反而会运动得更快。如图是小金同学上网搜索到的这种电梯的部分电路图，图中R1是一个定值电阻；R是一个压敏电阻，其阻值随着压力的增大而减小。结合图示，请运用所学知识解释小金同学看到的现象。
2.目标：围绕核心知识和基本推理方法展开。
三、命题策略提炼
学生的困难：内容的理解、解释的方法
3.评价：SOLO分类评价、基本要素分析法（PTA）
29.加装了遮阳伞后，由于遮阳伞向上凸起，在行驶过程中上表面空气流速大于下表面（1分），而气体流速越大压强越小（1分），故上表面压强小于下表面，遮阳伞获得一个向上的升力（1分），因此电动车对地面的压力减小，摩擦力减小，容易发生安全事故。（1分）
绝大部分同学的得分为三分，满分率不高。四个答分点，最后一点涉及到七下摩擦力的描述，很少有学生答出。
SOLO分类评价
30．答案：鸡蛋壳与白醋反应生成气体，瓶内气体增多（1分）该反应为放热反应，气体温度升高（1分）瓶内气压增大，气球体积变大（1分）冷却至室温后，瓶内气压降低，气球略变小（1分）
4分例子（顺序得当，表达完整）
鸡蛋壳与白醋反应生成气体，瓶内气体增多；该反应为放热反应，气体温度升高；瓶内气压增大，气球变大；冷却至室温后，瓶内气压降低，气球略变小。
3分例子（顺序得当，表达不完整）
鸡蛋壳与白醋反应生成气体，瓶内气体增多，气球变大,冷却至室温后，瓶内气压降低，气球变小。
2分例子（顺序颠倒，表达不完整）
瓶内气体增多，气球变大,鸡蛋壳与白醋反应生成气体，冷却至室温后，瓶内气压降低，气球变小。
1分例子（顺序颠倒，只答到一点）
瓶内气压增大，气球变大，该反应为吸热反应，气体膨胀，冷却至室温后瓶内气压降低，气球变小。
0分例子（完全没有踩点，或未作答）
该反应吸热，气球膨胀。
27．可从洗澡前、中、后三个阶段，镜面A、B区域各发生的变化来说明原因。
答题要点（符合一项就可得1分，共4分）：①洗澡前，卫生间内温度比较均匀，整个镜面未发生液化现象；②洗澡时，由于热水蒸发，卫生间内产生了大量的水蒸气；③A区域贴近热水管，镜面温度较高，附近的水蒸气不会发生液化，因而仍旧清晰；④B区域贴近冷水管或离热水管较远，镜面温度相对较低，水蒸气遇冷发生液化，凝结为小水滴附着在镜面上，使镜面变“模糊”。⑤洗澡后，镜面“模糊”区域（B区域）的小水滴又逐渐蒸发，镜面又恢复清晰。
修正评价标准
四个采分点设置为：
热水汽化成水蒸气1分，A区域温度较高不能液化1分，B区域温度低水蒸气遇冷液化1分，最终水珠汽化变清晰1分。
修正评价标准
4分总分，平均分只有1.61，整体情况不理想。第一个采分点得分率极低。另一方面不足表现在语言表述不规范，如热气或热空气液化。
建议：
多让学生在课堂上表达自己的想法。
学生课堂上的不规范表述要及时纠正。
三、命题策略提炼
4.不同的学段，设置不同的能力重点。
七年级：单一因果的相反过程；
八年级：提供适当课外材料的现场解释；
九年级：侧重于多角度、因果链的解释
5.不同的解释模式，促进不同的思维品质发展。
D-N：学习最基本的逻辑结构和最常用的演绎推理方法；思维的创新性；
多元性：思维的全面性；
因果链：思维的严谨性、深刻性。
感谢您的聆听！
期待您的指点！