浅谈分析和论证的指导

郑卸德 廖雪芳

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1006-5962（2013）08-0179-02

分析和论证是探究性实验中的一个重要环节，它是指对收集到的信息进行分析与归纳，从而找到某种关系，得出某些规律，最终完成探究任务的过程。为了提高学生分析和论证的能力，教师应根据新课标的要求，从以下几个方面给学生以指导：①、能描述实验数据或有关信息；②、对收集的信息进行简单的比较；③、能进行简单的因果推理；④、经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程；⑤、尝试对探究结果进行描述和解释。下面就如何提高这5个方面的能力谈一下自己的看法。

1 学会用不同的方法对实验数据或信息的描述

对实验数据或信息的描述，是比较、分析和归纳的基础。由于初中学生对数据和信息的描述能力较弱或描述的方法单一，导致不能从看似无联系的数据中找出规律或是物理规律归纳不全面、不到位。例如：某兴趣小组的同学利用羽毛球和金属小球来研究"空气阻力和速度的关系"得到如下结果：当羽毛球质量为m，羽毛球下降速度达到V时，正好匀速下落；当羽毛球里固定了3倍于羽毛球质量的金属小球，羽毛球的速度达到2V时，正好匀速下落；当羽毛球里固定了8倍羽毛球质量的金属小球，羽毛球下落速度达到了3V时，正好匀速下落，根据此结果可以得出什么结论？对于这个问题很多同学都答成"速度越大，空气阻力越大"。这种答法显然不符合题目要求的，这里我们可以指导学生把文字记录转变成表格然后加以分析，就容易找出它们之间的关系。表格如下：

经过列表描述，不难看出：羽毛球受到的空气阻力和速度的平方成正比。

以上说明，要从数据中分析出物理规律学生必须学会用多种描述数据或信息的方法。常见的方法有文字描述、列表描述和图像描述。它们各有优点，这几种方法学生必须掌握，有时同一个问题可以有多种描述的方法，以最大限度地把物理特征表现出来，以利于分析、比较和归纳。

2 知道怎样比较收集到的信息

对收集到的信息进行比较，是进一步分析的基础，因为有比较才能有所发现。老师对学生要给予方法上进行指导，使他们明确不同类型的实验，比较的内容和方法有所不同。

①、研究同一个物理量在不同情况下的规律的比较。对于这类实验，我们只需比较不同情况下的数据就可找出规律。例如：在研究串联电路电流特点时，发现电流表接在电路的不同位置，电流都是相等的，就可以得出：串联电路电流处处相等。在研究晶体熔化特点时，比较晶体熔化时的温度，可以发现晶体熔化时，吸收热量但温度保持不变。②比较实验的比较。比较实验是要寻找物体发生变化的原因或揭示物体具有某种属性的实验，这类实验采用的是控制变量法。因此这类实验要比较的内容是：哪些条件是相同的，哪些条件是不同的，从而确定要比较哪几组数据，最后再比较结果是如何变化的，从而找出因果关系。③研究两个量之间的数量关系的实验比较。这类实验要比较两个方面的内容：一是因果关系，二是数量关系。因此在比较时要比较哪个量变化在先，哪个量变化在后，以判断因果关系，再比较两个量的数据，寻找数据之间相互关系的特征。

所以指导学生进行实验数据或信息的比较，必须让学生明确不同类型的实验其比较的内容和方法是不同的。通过这样的指导，学生就会知道选择什么数据或信息进行比较可以找出物体发生某种现象的原因。知道通过比较数据的那些特征可以找出数据之间的关系。

3 要掌握因果推理的一些基本方法

发展学生的因果推理能力，是科学教师教学中的重要任务，对初中学生而言，应对他们进行简单的因果分析，简单的因果推理能力的培养。要使学生能进行简单的因果推理，教师必须让他们了解进行因果推理的一些基本方法。简单的因果推理方法有求同法、求异法和共变法，

3.1 求同法： 被研究现象出现的若干场合，其中只有一个情况是共同的，而其它情况不相同，那么这个唯一的共同情况就是被研究现象的原因。如湿衣服夏天干的快，粮食摊凉在阳光下易晒干，用电吹风可将头发吹干等，分析上述证据的共性是"温度升高"，因此温度升高是液体蒸发快的原因。

3.2 求异法，是从两个差异中寻求原因的方法，即在比较产生不同现象的条件时，其它条件都相同，只有一个条件不同，那么这个条件就是产生某个现象的原因。如在研究物体吸收热量多少跟物体种类是否有关时，保持物体质量和升高的温度不变，只有物质种类不同，结果吸收的热量不同，那么物质的种类不同是物质吸收热量的多少原因。

3.3 共变法，所谓的共变法就是指一个量发生变化时，另一个量也跟着变化，那么这个变化在先的量就是原因，变化在后的量就是结果。比如在研究弹簧伸长长度和拉力的关系时，发现拉力增大，弹簧才会伸长，说明拉力是弹簧伸长的原因，理解这一点，对结论的描述很重要，不会造成因果关系巅倒，对于这三种因果关系的推理方法，学生一般只知道第二种求异法。所以教师有必要把其他两种方法也介绍给学生以增强他们的因果推理能力。

4 掌握证据分析方法，增强学生归纳科学规律能力

学生在归纳科学规律的时候，由于考虑问题不全面思维方式单一，最终不能归纳出科学规律，所以让学生归纳科学规律，就要指导学生学会分析证据的一些方法，在初中，常见的证据分析方法有归纳法、推理法。

4.1 运用归纳法得出结论。

归纳法的操作程序：分析证据或数据——找到共同点——提炼结论。

例1、棉花能保温，积雪能保温，海绵也能保温，泡沫塑料也能保温，分析上述证据的共同点是疏松多孔，含有空气，因此可以得出"疏松多孔，含有空气"可以保温。

4.2 运用推理法得出结论。

操作程序：分析实验数据或现象--找到它们的趋势——将这种趋势推广到理想化情况。例：在研究牛顿第一定律时，操作过程如下：分析实验现象，小车在三种表面的运动情况，找到他们发展趋势：表面越光滑，小车运动得越快；推广到理想化情况：表面非常光滑，小车将永远运动下去。

5 讲清探究结果描述要点，培养结果描述能力

通过探究活动，应让学生尝试用自己的语言，对探究结果进行描述。由于物理规律的成立往往需要一定的条件，所以物理规律描述中首先要讲清前提条件，然后再描述两个量的关系。在两个量及关系的描述中，需要注意两点，一是两者因果关系，二是两者数量关系，两者结合起来才是实际结论，很多同学往往不注意因果关系，经常出现描述错误，根据上面描述要点的分析，针对不同的物理实验，对物理规律描述有以下几种模式，

5.1 比较实验模式：在什么实验条件下，因变量和自变是有关（无关）。例如；在研究物质吸收热量多少和物质种类是否有关时，其结论的表述可以这样写：在物质质量和升高相同温度的条件下，物质吸收热量的多少和物质的种类有关。

5.2 定性实验描述模式：在什么实验条件下，因变量随自变量的增大而增大（减少），或者在什么实验条件下，自变量越大，因变量越大（越小）。

例如：在研究摩察大小和压力的关系时，我们可以这样描述：在接确面粗糙程度相同的条件下，摩察力随压力的增大而增大。或者在接确面粗糙程度相同的条件下，压力越大摩察力越大。

5.3 定量实验结论的描述模式：在什么实验条件下因变量和自变量成正比（反比等）。

例如：在研究欧姆定律时，我们可以这样描述：在电阻一定的条件下，通过导体的电流和这段导体两端的电压成正比。以上三种描述共同点是，前半句是讲实验条件，后半句是讲两个量之间的关系。

分析和论证的内容比较多，但只要老师把五个方面的内容全面地介绍给学生，经过适当的练习，学生的分析论证的能力会得到迅速的提高。

参考文献

[1] 项红专《初中科学探究活动设计》浙江大学出版社 2003.7