科学家的一般探究过程与方法,适合教师学习[上学期]

课件55张PPT。科学家的科学探究过程与方法及其对科学教育的启示华东师范大学 王顺义自然现象本质科学探究 自然科学 是以自然界为研究对象的探究活动。科学探究活动
就是透过自然现象认识事物本质的过程。?月食过程月食发生原理示意图 十三世纪，哲学家培根(R·Bacon)对亚里士多德的科学探究程序作了进一步改进，可以表示为：经验主义的科学探究的认识过程伽利略探究的实验伽利略和F.培根是大力提倡这种科学探究程序的。伽利略 第一步：拿一块12寸长、半寸宽、3指厚的木板。在它的边缘刻一道约略大于一指宽的小槽，把这个槽做到尽可能的直和光滑，里面垫上尽可能光滑的羊皮纸。将这块木板放在倾斜位置，使一端比另一端高一寸或二寸。准备好一个硬的、光滑的、极圆的铜球。
第二步：把铜球放在木板的槽内，让铜球沿槽由上向下滚，分别测量铜球从木板全长的顶部及木板1/4长的顶部滚落到底部的时间。为使测得的时间准到两次观察结果相差不到一次脉搏的十分之一的地步，需要重复实验多次。完成这些步骤并确定了它的可靠性之后，发现铜球从槽1/4长的顶部滚落到底部的时间等于从槽全长的顶部滚落到底部时间的1／2。
第三步：用其他各种距离或调整槽的斜度作同样的实验，以槽的全长距离与1／2长的、2／3长的或其他任何长度的距离相比，把实验重复一百次，并记录实验结果。
第四步：分析上述重复实验中获得的结果数据，发现：球所通过的各种空间距离的比率与其时间间隔的平方的比率相同，这在任何斜度的平面即该槽的任何斜面中都是一样准确的。由此得出有关物体作匀加速运动的规律性结论。
第五步：（伽利略及同时代的科学家）用实验检验上述结论。
第六步： 伽利略及同时代的科学家用上述结论进一步去说明自然界中的其它同类现象。 经验主义认识程序的核心思想：
1、观察实验（经验事实）是科学研究的起点
2、科学基于归纳，归纳是科学理论发现的逻辑通
道. 科学理论是描述的波义耳牛顿库仑定律适用条件　 真空中点电荷库仑定律
两个静止的带电体之间存在作用力，称为静电力。库仑定律定量描述了真空中两个静止点电荷之间的静电力。
定律指出：真空中两个静止的点电荷之间相互作用力的大小与这两个点电荷所带电量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。作用力的方向沿着两个点电荷的连线，同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引。
，
其中
称为真空中的介电常数， 是由施力电荷指向受力电荷的矢径方向的单位矢量。， 库仑定律的探究过程人们早就发现，带电粒子之间存在着力的相互作用，如带电的物体对棉布、毛皮或纸屑有吸附能力。18世纪英国化学家普里斯特列（Priestley）猜测，这个力应类似于两个质量之间的万有引力，即与距离的平方成反比，与它们的电荷量成正比。
法国物理学家库仑（Coulomb）赞同普里斯特列的这一猜想，并于1784年利用自已首创的扭秤实验证明了，两个带电质点之间的静电力与它们之间的距离的平方成反比。通过与万有引力的对比，库仑又认为两个带电质点之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，后来他间接地证明了这个假定的正确性。库仑 库仑在1784年递交给法国科学院的报告中对自己探究“带电质点之间的静电力与它们之间的距离的平方成反比”的过程作了介绍。
在第一、二次试验中，结果是，第二次试验中两球的距离，只等于第一次试验中两球距离的一半，可是后者的斥力却四倍于前者。库仑的扭秤实验 在第三次试验中，两球相距只有第二次试验中的一半，结果，其斥力也是四倍于第二次试验的结果，这三次试验的结果说明，两球带有同性电以后，其相互斥力，与两球距离的平方成反比。爱因斯坦“假说-演绎”认识程序理性主义认识程序的核心思想：
1、问题是科学研究的起点
2、科学理论是构造的，
即大胆猜想，严格反驳谢谢！