Что такое наблюдение опыт гипотеза
Естествознание. 10 класс
Конспект урока
Естествознание, 10 класс
Урок 3. Экспериментальные методы в естественных науках
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
Основная и дополнительная литература по теме урока:
Открытые электронные ресурсы по теме урока:
Метрологический музей URL: http://www.vniim.ru/etalon.html
Рубрика «Эксперименты» // Учебно-методическая газета «Физика» (электронной версии) URL: http://fiz.1september.ru/topic.php?TopicID=14&Page=5
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Познание природы развивало наблюдательность древнего человека. Это позволило ему сделать множество замечательных открытий. Люди постепенно научились разбираться в окружающем их растительном мире. Они научились отличать полезные растения от тех, которые могут причинить вред. Многие растения они стали употреблять в пищу, узнали лечебные свойства некоторых из них.
Охотясь или занимаясь собирательством, человек ориентировался на местности. Этому он научился, наблюдая за положением Солнца и звезд на небе.
Наблюдение звездного неба с древнейших времен формировало самого человека как мыслящее существо. Звездное небо до сих пор притягивает людей разных стран, поколений и профессий. Наблюдая за движением планет, звезд и галактик мы продолжаем ставить вопросы и искать на них ответы.
Наблюдение. Каковы особенности научного наблюдения?
Научное наблюдение отличается от обычного созерцания тем, что позволяет приходить к ответам на поставленный исследователем вопрос. Оно всегда целенаправленно, сознательно организовано, методически обдумано. Результаты наблюдения можно оценить, записать, измерить. Главным в научном наблюдении являются условия, в которых оно проходит и то, что сам наблюдатель не вмешивается в ход наблюдаемого процесса.
Наблюдения могут быть прямыми или косвенными, они могут вестись с помощью технических приспособлений или без таковых. Так, орнитолог видит птицу в бинокль и может слышать ее, а может фиксировать прибором звуки вне слышимого человеческим ухом диапазона; гистолог наблюдает с помощью микроскопа зафиксированный и окрашенный срез ткани, а, скажем, для молекулярного биолога наблюдением может быть фиксация изменения концентрации фермента в пробирке.
Исследователь знает, ради чего проводится наблюдение, какая поставлена цель. Наблюдателя интересуют все детали исследуемого процесса. Чем больше деталей он заметит, тем больше получит материала для обдумывания, обработки, размышлений. Поэтому обязательно ведется журнал наблюдений, где записывают все особенности происходящих процессов и их условия. Впоследствии часто приходится снова и снова возвращаться к этим описаниям. Журналы наблюдений должны долго храниться, они становятся материалом для сравнения результатов разных исследователей. Наблюдение дает материал для дальнейших исследований, позволяет сформулировать вопросы, на которые надо ответить, обозначить проблемы, которые следует решить.
Эксперимент. Чем эксперимент отличается от наблюдения?
Самой крупной экспериментальной установкой в Мире является андронный коллайдер. Это ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе, находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. Большой адронный коллайдер располагается в туннеле с длиной окружности 26,7 км. Специалисты надеются, что с помощью ускорителя смогут получить наиболее достоверную информацию о происхождении Вселенной.
Иногда используют так называемый мысленный эксперимент, когда исследователь мысленно моделирует процессы или системы, прогнозирует и описывает их поведение.
Научная деятельность Галилея, Ньютона, Максвелла, Карно, Эйнштейна и других ученых, заложивших основы современного естествознания, свидетельствует о существенной роли мысленного эксперимента в формировании теоретических идей.
Экспериментатор должен четко представлять, какие параметры процесса он изменяет, чтобы определить, что влияет на результат, установить причину и следствие. При этом в эксперименте обязательно сравнивают поведение системы в обычных и специально измененных условиях. Результаты и условия эксперимента строго фиксируют и описывают. Если при соблюдении одних и тех же условий результаты нескольких опытов совпадают, то можно делать выводы о достоверности полученных данных.
И. П. Павлов в своей лаборатории, расположенной недалеко от Санкт-Петербурга, ставил эксперименты, изучая механизмы образования условного рефлекса. Суть знаменитого эксперимента состоит в изучении рефлексов животного, в данном случае собаки на внешнее воздействие. Именно Павлов вводит понятие безусловного рефлекса, данного от природы и условного рефлекса выработанного на протяжении жизни или в результате жизненного опыта. Все свои наблюдения Иван Петрович фиксировал в дневниках и журналах.
Павлову было уже почти 50 лет, когда он начал свои знаменитые исследования условных рефлексов. Этот новый интерес родился из случайного наблюдения одной особенности слюноотделения у собак. Обычно слюна начинает выделяться у собаки, когда пища попадает на ее язык, это врожденный рефлекс. Но Павлов заметил, что у его собак слюна выделялась еще до того, как пища попадала им в рот; у собак начинала течь слюна, когда они видели, что им несут еду, или даже тогда, когда они слышали шаги человека, который их кормил. Получалось, что рефлекс теперь вызывался новыми, прежде нейтральными, раздражителями. Сначала появилась гипотеза, в дальнейшем подтвержденная экспериментально.
Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров) и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт (теорию, теорему, закон), или же опровергают (например, указывая контрпример), переводя в разряд ложных утверждений. Таким образом, из гипотезы, подтвержденной экспериментом, рождается теория.
Измерение. Что значит измерить величину?
С развитием научных знаний возникает необходимость в более точной фиксации наблюдений. Для решения этой задачи начинают изобретаться различные измерительные приборы: линейка, секундомер, термометр, весы, транспортир и т.д.
Характеристики объектов, получаемые в результате измерений, называют параметрами. Для измерения параметров служат специальные приборы, например манометр для измерения давления, вольтметр для измерения напряжения в электрической цепи. Результаты измерений могут позволить рассчитать параметры объектов или характеристики процессов. Например, объем куба можно рассчитать, измерив его ребро, а скорость равномерно движущегося автомобиля можно оценить, зная путь и время, за которое он пройден.
С развитием торговых отношений и научных знаний появилась необходимость в развитии единой системы единиц измерений. Постепенно складывается метрическая система мер. На сегодняшний день международная система единиц (СИ) определяет семь базовых единиц измерения, являющихся основой для остальных единиц СИ: 1. Метр для длины; 2. килограмм для массы; 3.секунда для времени; 4. ампер для силы тока; 5. кельвин для термодинамической температуры; 6. кандела для силы света; 7. моль для количества вещества.
При обработке результатов измерений всегда нужно оценивать:
Экспериментатор должен четко представлять себе, какие параметры процесса он измеряет, чтобы определить, что влияет на результат и установить причину и следствие.
Как правило, естественнонаучное исследование происходит по следующим этапам: Наблюдение – Гипотеза – Эксперимент – Вывод (научно обоснованный факт).
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
Задание 1. Выпишите номера характерных черт научного наблюдения:
Верные ответы: 1, 2, 5,6,7
Задание 2. Выберите один правильный вариант ответа:
А) предположение, выдвигаемое перед началом наблюдения;
Б) действия, показывающие отношения одной величины относительно другой;
В) исследование каких-либо явлений путем создания новых условий, соответствующих целям исследования;
Г) специально организованное исследователем наблюдение.
Естествознание. 10 класс
Конспект урока
Естествознание, 10 класс
Урок 3. Экспериментальные методы в естественных науках
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
Основная и дополнительная литература по теме урока:
Открытые электронные ресурсы по теме урока:
Метрологический музей URL: http://www.vniim.ru/etalon.html
Рубрика «Эксперименты» // Учебно-методическая газета «Физика» (электронной версии) URL: http://fiz.1september.ru/topic.php?TopicID=14&Page=5
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Познание природы развивало наблюдательность древнего человека. Это позволило ему сделать множество замечательных открытий. Люди постепенно научились разбираться в окружающем их растительном мире. Они научились отличать полезные растения от тех, которые могут причинить вред. Многие растения они стали употреблять в пищу, узнали лечебные свойства некоторых из них.
Охотясь или занимаясь собирательством, человек ориентировался на местности. Этому он научился, наблюдая за положением Солнца и звезд на небе.
Наблюдение звездного неба с древнейших времен формировало самого человека как мыслящее существо. Звездное небо до сих пор притягивает людей разных стран, поколений и профессий. Наблюдая за движением планет, звезд и галактик мы продолжаем ставить вопросы и искать на них ответы.
Наблюдение. Каковы особенности научного наблюдения?
Научное наблюдение отличается от обычного созерцания тем, что позволяет приходить к ответам на поставленный исследователем вопрос. Оно всегда целенаправленно, сознательно организовано, методически обдумано. Результаты наблюдения можно оценить, записать, измерить. Главным в научном наблюдении являются условия, в которых оно проходит и то, что сам наблюдатель не вмешивается в ход наблюдаемого процесса.
Наблюдения могут быть прямыми или косвенными, они могут вестись с помощью технических приспособлений или без таковых. Так, орнитолог видит птицу в бинокль и может слышать ее, а может фиксировать прибором звуки вне слышимого человеческим ухом диапазона; гистолог наблюдает с помощью микроскопа зафиксированный и окрашенный срез ткани, а, скажем, для молекулярного биолога наблюдением может быть фиксация изменения концентрации фермента в пробирке.
Исследователь знает, ради чего проводится наблюдение, какая поставлена цель. Наблюдателя интересуют все детали исследуемого процесса. Чем больше деталей он заметит, тем больше получит материала для обдумывания, обработки, размышлений. Поэтому обязательно ведется журнал наблюдений, где записывают все особенности происходящих процессов и их условия. Впоследствии часто приходится снова и снова возвращаться к этим описаниям. Журналы наблюдений должны долго храниться, они становятся материалом для сравнения результатов разных исследователей. Наблюдение дает материал для дальнейших исследований, позволяет сформулировать вопросы, на которые надо ответить, обозначить проблемы, которые следует решить.
Эксперимент. Чем эксперимент отличается от наблюдения?
Самой крупной экспериментальной установкой в Мире является андронный коллайдер. Это ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе, находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. Большой адронный коллайдер располагается в туннеле с длиной окружности 26,7 км. Специалисты надеются, что с помощью ускорителя смогут получить наиболее достоверную информацию о происхождении Вселенной.
Иногда используют так называемый мысленный эксперимент, когда исследователь мысленно моделирует процессы или системы, прогнозирует и описывает их поведение.
Научная деятельность Галилея, Ньютона, Максвелла, Карно, Эйнштейна и других ученых, заложивших основы современного естествознания, свидетельствует о существенной роли мысленного эксперимента в формировании теоретических идей.
Экспериментатор должен четко представлять, какие параметры процесса он изменяет, чтобы определить, что влияет на результат, установить причину и следствие. При этом в эксперименте обязательно сравнивают поведение системы в обычных и специально измененных условиях. Результаты и условия эксперимента строго фиксируют и описывают. Если при соблюдении одних и тех же условий результаты нескольких опытов совпадают, то можно делать выводы о достоверности полученных данных.
И. П. Павлов в своей лаборатории, расположенной недалеко от Санкт-Петербурга, ставил эксперименты, изучая механизмы образования условного рефлекса. Суть знаменитого эксперимента состоит в изучении рефлексов животного, в данном случае собаки на внешнее воздействие. Именно Павлов вводит понятие безусловного рефлекса, данного от природы и условного рефлекса выработанного на протяжении жизни или в результате жизненного опыта. Все свои наблюдения Иван Петрович фиксировал в дневниках и журналах.
Павлову было уже почти 50 лет, когда он начал свои знаменитые исследования условных рефлексов. Этот новый интерес родился из случайного наблюдения одной особенности слюноотделения у собак. Обычно слюна начинает выделяться у собаки, когда пища попадает на ее язык, это врожденный рефлекс. Но Павлов заметил, что у его собак слюна выделялась еще до того, как пища попадала им в рот; у собак начинала течь слюна, когда они видели, что им несут еду, или даже тогда, когда они слышали шаги человека, который их кормил. Получалось, что рефлекс теперь вызывался новыми, прежде нейтральными, раздражителями. Сначала появилась гипотеза, в дальнейшем подтвержденная экспериментально.
Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров) и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт (теорию, теорему, закон), или же опровергают (например, указывая контрпример), переводя в разряд ложных утверждений. Таким образом, из гипотезы, подтвержденной экспериментом, рождается теория.
Измерение. Что значит измерить величину?
С развитием научных знаний возникает необходимость в более точной фиксации наблюдений. Для решения этой задачи начинают изобретаться различные измерительные приборы: линейка, секундомер, термометр, весы, транспортир и т.д.
Характеристики объектов, получаемые в результате измерений, называют параметрами. Для измерения параметров служат специальные приборы, например манометр для измерения давления, вольтметр для измерения напряжения в электрической цепи. Результаты измерений могут позволить рассчитать параметры объектов или характеристики процессов. Например, объем куба можно рассчитать, измерив его ребро, а скорость равномерно движущегося автомобиля можно оценить, зная путь и время, за которое он пройден.
С развитием торговых отношений и научных знаний появилась необходимость в развитии единой системы единиц измерений. Постепенно складывается метрическая система мер. На сегодняшний день международная система единиц (СИ) определяет семь базовых единиц измерения, являющихся основой для остальных единиц СИ: 1. Метр для длины; 2. килограмм для массы; 3.секунда для времени; 4. ампер для силы тока; 5. кельвин для термодинамической температуры; 6. кандела для силы света; 7. моль для количества вещества.
При обработке результатов измерений всегда нужно оценивать:
Экспериментатор должен четко представлять себе, какие параметры процесса он измеряет, чтобы определить, что влияет на результат и установить причину и следствие.
Как правило, естественнонаучное исследование происходит по следующим этапам: Наблюдение – Гипотеза – Эксперимент – Вывод (научно обоснованный факт).
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
Задание 1. Выпишите номера характерных черт научного наблюдения:
Верные ответы: 1, 2, 5,6,7
Задание 2. Выберите один правильный вариант ответа:
А) предположение, выдвигаемое перед началом наблюдения;
Б) действия, показывающие отношения одной величины относительно другой;
В) исследование каких-либо явлений путем создания новых условий, соответствующих целям исследования;
Г) специально организованное исследователем наблюдение.
Научный метод – определение, этапы и эксперименты
Определение научного метода
Научный метод представляет собой серию процессов, которые люди могут использовать для сбора знаний об окружающем их мире, улучшения этих знаний и, получая знания, пытаются объяснить, почему и / или как все происходит. Этот метод включает в себя наблюдение, формирование вопросов, выдвижение гипотез, проведение эксперимента, анализ данных и формирование заключения. Каждый выполненный научный эксперимент является примером научного метода в действии, но он также используется не учеными в повседневных ситуациях.
Научный метод Шаги
Точные шаги научного метода варьируются от источника к источнику, но общая процедура одна и та же: получение знаний путем наблюдения и тестирования.
Наблюдение
Первым шагом научного метода является наблюдение за окружающим миром. Прежде чем выдвигать гипотезы или проводить эксперименты, нужно сначала заметить и подумать о происходящих явлениях. Научный метод используется, когда кто-то не знает, почему / как что-то происходит, и хочет раскрыть ответ, но прежде чем кто-то может даже поставить под сомнение происшествие, они должны заметить что-то удивительное в первую очередь.
Задавать вопрос
Далее необходимо задать вопрос, основанный на их наблюдениях, например: почему / как это происходит? Почему / как это происходит таким образом? Иногда этот шаг указывается первым в научном методе, а наблюдение (и исследование рассматриваемых явлений) указывается вторым. В действительности, как наблюдение, так и задание вопросов, как правило, происходят в одно и то же время, так как можно увидеть запутанное событие и сразу подумать: «Почему это происходит?» Когда проводятся наблюдения и формируются вопросы, важно провести исследование, чтобы выяснить, ответили ли другие уже на вопрос, или обнаружили информацию, которая может помочь вам сформулировать свой вопрос. Например, если вы найдете ответ на вопрос, почему что-то происходит, вы можете пойти дальше и выяснить, как это происходит.
Формирование гипотезы
Гипотеза – это обоснованное предположение, объясняющее происходящие явления на основе предыдущих наблюдений. Он отвечает на вопрос, поставленный на предыдущем шаге. Гипотезы могут быть конкретными или более общими в зависимости от задаваемого вопроса, но все гипотезы должны быть проверены путем сбора доказательств, которые можно измерить. Если гипотеза не проверяется, то невозможно провести эксперимент, чтобы определить, подтверждается ли гипотеза доказательствами.
Выполнение эксперимента
После формирования гипотезы необходимо провести эксперимент и провести проверку гипотезы. Эксперимент должен иметь независимую переменную, которой управляет человек, проводящий эксперимент, и зависимую переменную, которая измеряется (и на которую может влиять независимая переменная). Все остальные переменные должны контролироваться, чтобы они не влияли на результат. Во время эксперимента данные собираются. Данные – это набор значений; он может быть количественным (например, измеренным в цифрах) или качественным (описание или ответ да / нет).
Например, если вы должны были проверить влияние солнечного света на растение рост, количество света будет независимой переменной (вещь, которой вы манипулируете), а высота растений будет зависимой переменной (вещь, на которую влияет независимая переменная). Другие факторы, такие как температура воздуха, количество воды в почве и вид растения должны быть одинаковыми между всеми растениями, использованными в эксперименте, чтобы вы могли действительно собрать данные о том, влияет ли солнечный свет на рост растения. Данные, которые вы собираете, будут количественными, поскольку вы будете измерять высоту растения в цифрах.
Анализ данных
После проведения эксперимента и сбора данных необходимо проанализировать данные. Исследовательские эксперименты обычно анализируются с помощью статистического программного обеспечения для определения взаимосвязи между данными. В случае более простого эксперимента можно было бы посмотреть на данные и увидеть, как они соотносятся с изменением независимой переменной.
Формирование заключения
Последний шаг научного метода заключается в формировании заключения. Если данные подтверждают гипотезу, то гипотеза может быть объяснением явлений. Однако для подтверждения результатов необходимо провести несколько испытаний, а также важно убедиться, что размер выборки – количество проведенных наблюдений – достаточно велик, чтобы данные не были искажены всего лишь несколькими наблюдениями. Если данные не подтверждают гипотезу, то необходимо сделать больше наблюдений, сформировать новую гипотезу и снова использовать научный метод. Когда делается вывод, исследование может быть представлено другим, чтобы проинформировать их о результатах и получить информацию о достоверности вывода, сделанного в результате исследования.
Примеры научного метода
Ученые используют научный метод в своих исследованиях, но он также используется людьми, которые не являются учеными в повседневной жизни. Даже если вы не осознавали этого, вы много раз использовали научный метод при решении проблем вокруг вас. Например, скажем, вы дома, и лампочка гаснет. Заметить, что лампочка выключена – это наблюдение. Тогда вы, естественно, спросите: «Почему лампочка выключена?» и придумать возможные догадки или гипотезы. Например, вы можете предположить, что лампа перегорела. Затем вы проведете очень маленький эксперимент, чтобы проверить свою гипотезу; а именно, вы бы заменили лампочку и проанализировали данные («Снова включился свет?»). Если бы свет снова включился, вы бы пришли к выводу, что лампочка фактически сгорела. Но если свет все еще не работал, вы бы выдвинули другие гипотезы («Не работает розетка», «Часть лампы сломана», «Предохранитель погас» и т. Д.) И проверите их.
викторина
1. Какой этап научного метода наступает сразу после наблюдения и постановки вопроса?A. Формирование заключенияB. Выполнение экспериментаC. Анализ данныхD. Формирование гипотезы
Ответ на вопрос № 1
D верно. Сделав замечания и задав вопрос, нужно сформировать гипотезу. Затем гипотеза проверяется экспериментом, а данные собираются и анализируются. Из данных можно сделать вывод.
2. Ученый проводит эксперимент, чтобы определить, влияет ли количество света, которому подвергаются грызуны, на их цикл сна. Некоторые грызуны помещают в комнату с 12 часами света и 12 часами темноты, некоторые в комнату с 24-часовым освещением, а некоторые в 24-часовую темноту. Какова независимая переменная в этом эксперименте?A. Цикл сна грызуновB. Количество светаC. Температура в комнатеD. Количество пищи, данное
Ответ на вопрос № 2
В верно. Количество света является независимой переменной; это то, чем манипулирует экспериментатор. Вариант А, цикл сна грызунов, является зависимой переменной; на него влияет независимая переменная. Варианты C и D являются переменными, которые должны быть постоянными в экспериментальных группах.
3. Каков последний шаг научного метода?A. Выполнение экспериментаB. Анализ данныхC. Формирование заключенияD. Делать наблюдения
Ответ на вопрос № 3
С верно. Последний шаг – сформировать заключение. Это может быть сделано только после того, как были выполнены все другие шаги и собраны доказательства, которые поддерживают или не поддерживают заключение. Если данные неубедительны, могут быть проведены дополнительные эксперименты и / или может быть сформирована новая гипотеза.
Физика. 10 класс
Конспект урока
Урок 1. Физика и естественнонаучный метод познания природы
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
предмет изучения физики;
роль и место физики в формировании современной научной картины мира;
понятия: физическая величина, физический закон, физическая теория, эксперимент, моделирование;
методы исследования физических явлений и процессов;
Моделирование – это процесс замены реального объекта, процесса или явления другим, называемым моделью.
Модель – упрощенная версия реального объекта, процесса или явления, сохраняющая их основные свойства.
Научный факт – утверждение, которое можно всегда проверить и подтвердить при выполнении заданных условий.
Научная гипотеза – предположение, недоказанное утверждение, выдвигаемое для объяснения каких-нибудь явлений.
Постулат – исходное положение, допущение, принимаемое без доказательств.
Физика – это наука, занимающаяся изучением основополагающих и вместе с тем наиболее общих свойств окружающего нас материального мира.
Физическая величина – свойство материального объекта или явления, общее в качественном отношении для класса объектов или явлений, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Физический закон – основанная на научных фактах устойчивая связь между повторяющимися явлениями, процессами и состоянием тел и других материальных объектов в окружающем мире.
Физический эксперимент – способ познания природы, заключающийся в изучении природных явлений в специально созданных условиях.
Список обязательной литературы:
Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н.Н.Сотский. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 5 – 9.
1. В.А.Касьянов. Физика.10. Учебник для общеобразовательных учреждений: профильный уровень.
М.: Дрофа, 2005. С. 3-16.
2. Перельман М.Е. Наблюдения и озарения, или как физики выявляют законы природы. Издательство: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2012.
Основное содержание урока
Физика тесно связна с астрономией, химией, биологией, геологией и другими естественными науками. Физическими методами исследования пользуются ученые всех областей науки. За последние четыре столетия люди освоили географию, проникли в недра Земли, покорили океан. Человек создал устройства, благодаря которым он может передвигаться по земле и летать, общаться с жителями других континентов, не покидая собственного жилища. Люди научились использовать источники энергии, предотвращать эпидемии смертоносных болезней. Эти и другие достижения – результат научного подхода к познанию природы
Физика – фундаментальная наука, занимающаяся изучением основополагающих и вместе с тем наиболее общих свойств окружающего нас материального мира.
Физика основывается на количественных наблюдениях. Основателем количественного подхода является Галилео Галилей.
Материя – объективная реальность, существующая независимо от нас и нашего знания о нем. Материя существует в виде вещества и поля.
Формы материи: пространство, время. Движение – способ существования материи.
Все физические процессы и явления, происходящие в природе можно объяснить типами фундаментальных взаимодействий:
Естественнонаучное познание происходит по этапам: Наблюдение – Гипотеза – Теория – Эксперимент. Именно эксперимент является критерием правильности теории.
Особенности научного наблюдения: целенаправлено; сознательно организовано; методически обдумано; результаты можно записать, измерить, оценить; наблюдатель не вмешивается в ход наблюдаемого процесса.
Эксперимент, как исследование каких-либо явлений путем создания новых условий, соответствующих целям исследования, следует различать на мысленный и реальный.
Примерный план проведения эксперимента
1.Формулировка цели опыта
2.Формулировка гипотезы, которую можно было положить в основу опыта.
3.Определение условий, необходимых для проверки гипотезы, установления причинно-следственной связи.
4. Подбор оборудования и материалов, необходимых для опытов.
5. Практическая реализация опыта, сопровождаемая фиксированием результатов измерений и наблюдений выбранными способами.
6. Математическая обработка полученных данных.
Структура физической теории: основание (фундамент) – ядро – выводы (следствие) – применение. Особенностью фундаментальных физических теории является их преемственность.
Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров) и поэтому выглядит правдоподобно. В ходе эксперимента гипотезу доказывают, превращая её в установленный факт (теорию, теорему, закон), ИЛИ же опровергают.
Примерный план изучения физических законов:
1. Связь между какими явлениями (или величинами) выражает закон
2. Формулировка и формула закона.
3. Каким образом был открыт закон: на основе анализа опытных данных или теоретически (как следствие из теории)
4. Опыты, подтверждающие справедливость закона.
5. Примеры использования и учета действия закона на практике.
6. Границы применимости закона.
Одним из важнейших методов исследования является моделирование. Модель – это идеализация реального объекта или явления при сохранении основных свойств, определяющих данный объект или явление. Примеры физических моделей: материальная точка, абсолютно твердое тело, идеальный газ, др.
Для того, чтобы понять и описать эксперимент вводятся физические величины.
С развитием научных знаний появилась необходимость в развитии единой системы единиц измерений.
При обработке результатов измерений нужно оценивать, с какой точностью проводится измерение, какую ошибку допускает ваш прибор, то есть определить погрешность измерений и как влияет сам процесс измерения на объект, который вы измеряете.
Объективность получаемых данных обеспечивают различные физические приборы. Следует различать: приборы наблюдения (микроскоп, телескоп, бинокль и др.) и приборы измерения (термометр, барометр, линейка, весы и др.).
Примеры и разбор тренировочных заданий
Вопросы к кроссворду:
2. Подчеркните слова, обозначающие приборы для измерения, одной чертой; приборы для наблюдения – двумя: термометр, бинокль, секундомер, микроскоп, транспортир.
Правильный вариант: Одной чертой: термометр, секундомер, транспортир. Двумя чертами: бинокль, микроскоп.