目录 1 水利科学与海洋工程学科 (E09 学科 )2011 年资助情况 2 水利科学与海洋工程学科 (E09 学科 )2012 年项目指南
科学探究的技能 长沙市开福区教育科学培训中心 余炜炜
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科学探究的技能
长沙市开福区教育科学培训中心 余炜炜
一、科学探究 (一)什么是探究 探究是指“探索研究”,即努力寻找答案、解决问题。探究可分为广义和狭义两种。广义的探究泛指一切独立解决问题的活动。 (二)科学探究 狭义探究专指科学探究。科学探究是一种系统的调查研究活动,其目的在于发现并描述物体和事物之间的关系。从广义上说,探究是一种思维方式 ,
其 特点是采用有秩序的和可重复的过程,探究的操作活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括、表达、运用等。
(三)科学探究过程的主要步骤 ●提出探究问题 ●形成假设预测 ●设计研究方案 ●收集数据资料 ●整理分析资料 ●得出探究结论
二、科学探究技能
(一)什么是科学探究技能
科学探究所使用的方法即科学方法,又常被
称为科学过程技能或探究技能。
探究技能是指探究学习过程中常用的观察、
推理与预测、分类、比较、测量、记录、确认变
量、制表作图、假设、实验论证、描述、分析结
论、交流等能力。
(二)探究的技能 技能涉及到动作和心智,所以技能分为动作技能与心智活动技能。动作技能就是操作技能 ,像使用温度计、量杯、酒精灯、放大镜、显微镜等仪器的技能。心智活动技能是指分析、预测、推理等活动技能,实际上也是一种思维。科学探究活动过程中的一些主要技能有 : 1 、观察 观察是一种有目的、有计划、比较持久的知觉活动。观察是利用感觉器官,通过看、听、嗅、触摸、品尝和皮肤的感觉来获得对事物的认识。观察通过感官和凭借仪器设备两方面。
●案例:观察蜗牛
● 观察的要点 ◆ 内容明确
◆ 抓住特点
◆ 细致入微
◆ 准确、透彻
◆ 要有顺序
◆ 要有重点
◆ 观察全面
2 、分类
分类是将观察到的事物加以整理的过程。分类有利于作进一步观察,使探究条理化。
分类有各种方法,标准不同分类的方法不同。 ● 案例:动物的分类。
标准 1 体内有无脊椎
脊 椎 动 物
无脊椎动物
标准 2 动物生活环境和运动方式
水生动物
陆生动物 空中飞行动物 ● 分类的要点 ◆ 确定标准 ◆ 确定事物的主要特点
( 3 )测量 测量是运用尺子、天平、温度计、量杯等工具有获取研究对象的准确资料。 测量一般使用测量工具,像温度计、量筒、天平、直尺、秒表等。 案例: 《测量水沸腾时的温度》
● 测量的要点 ◆ 工具恰当 ( 重量、体积、长度、时间等 )
◆ 仪器准确 ◆ 方法正确,减小误差 ◆ 数据取值的精确位数 ◆ 数据的统计处理
( 4 )应用数字
应用数字指把观察所得的结果用精确的数学关系表达出来。
● 案例《测量水沸腾时的温度》
●应用数据要点 ◆ 收集的数据准确 ◆ 数据的统计处理 ◆恰当的方式处理数据 ◆ 数据中找出规律
( 5 )预测 预测是基于观察,预测一件将来会发生的事件。 预测是验证假说正确与否的重要环节。预测要剔除猜测的成分,它是在所获得的证据的基础上进一步预测将会有什么情况发生。 ● 案例:冰块在哪里化得最快?
预测 :
——电炉上 —— 阳光下 ——羊毛套衫里 —— 通风的阳台上
● 预测的要点 ◆ 获取观察的所有资料 ◆ 广泛搜集有关问题
◆选取中心问题 ◆ 形成预测
( 6 )推理 推理是对观察到的现象作解释、思考和逻辑分析 ,是另一种猜测。 ● 案例 : 热胀冷缩
现象 : 红水沿细管上升
推理 : ——水增加了 ——是烧瓶里的热空气把水挤起来了 ——塞子把烧瓶里的空气堵住了,空气变热,把水推上玻璃管里去了。
● 推理的要点 ◆ 对已有的事实现象分析 ◆根据已有的知识进行推理 ◆善于联想 ◆符合一定的科学逻辑思维
( 7 )形成假设
假设是对研究的问题提出暂时性的回答(对客观察事物的假定的说明)。借这种回答以考察观察所得的结果,以便能直接地、清楚地判断观察结果是否支持原有的理论。事实上,假设是一种更高级的猜测,即有理论依据的猜测。
假设要根据一定的事实提出,经过实践证明是
正确的,就称为理论。
● 案例:
现象:烧杯中的纸是干燥的。 假设: ——水的压力小进不了烧杯中 ——水曹中水少了 ——烧杯中空气占据了空间,水进不去。
( 8 )解释数据 解释数据是分析数据 , 解释数据所表达的意义 ,从中寻求所探究问题的答案。 数据本身并没有什么意义,重要的是从数据中所得到的启示。解释数据的目的在于进一步产生推理、预测及假设,进而寻求所探究问题的答案。
● 案例 : 探究动滑轮作用的实验记录
分析实验数据,这些数据说明什么? 我们的发现:
实验次数 直接提升物体的力 ( N )
用动滑轮提升重物的力( N )
第一次 20 10 第二次 40 20 第三次 50 25
● 解释数据要点
◆ 数据处理的方法
◆ 对数据进行分析、比较
◆ 对数据进行归纳
◆总结数据中的规律 ◆ 解释数据表达的意义
◆ 得出结论
( 9 )交流 交流是指把自己观察的结果、研究的结果以数字、图片或语言文字等形式告诉别人,以取得大家的认识和研究,达成共识。 通过交流,观察的结果、研究的结果才得以公开、沟通、检验,并有利于研究者本人发现现象之间的关系,以便进一步预测和推论。 ● 交流的要点 ◆ 主题 ◆ 方式 ◆互动 ◆倾听 ◆共点
( 10 )下定义 用简明的语言对说明的对象或科学事理加以揭示,从而更科学、更本质、更概括地揭示事物的特征或事理。 ● 案例 : 两栖动物 卵生,幼体在水中生活,成体可适应陆地生活,用肺呼吸,皮肤裸露而湿润,具有辅助呼吸功能 。 ●下定义的要点 ◆ 分析透彻、全面 ◆ 确定内涵 ◆ 准确 ◆文字简洁、明了
( 11 )控制变量
控制变量——有多种因素影响某一结果,保持其他因素不变,只改变其中的要检验的一种因素(自变量)的值 ● 案例:探究影响电磁铁磁力大小的因素
因变量 :
自变量 :
●控制变量的要点 ◆明确研究的对象和问题 ◆确定因变量和自变量 ◆保持其他因素不变,只改变要检验的因素(自变量)的值 ◆观察记录因变量的情况
磁力电流大小、线圈匝数、磁芯材料、磁芯长度、线圈材料
( 12 )实验
实验是根据研究的目的,尽可能地排除外界的影响,突出主要因素并利用一些专门的仪器设备,而人为地变革、控制或模拟研究对象,使某一些事物(或过程)发生或再现的认识活动 。
实验事实上是人为的一种观察,观察是被动的实验,实验是主动的观察。
● 案例:探究影响电磁铁磁力大小因素的实验
● 实验的要点
◆ 探究的问题
◆ 实验的设计
◆ 器材和材料的选择
◆ 实验操作
◆ 实验的观察记录
◆ 实验现象的分析
◆ 解释、结论
三、教学案例分析 ● 案例一 《蜗牛》
● 案例二 《我是杨校长》
● 案例三 《小车能滑行多远》
● 案例四 《测试载重车的运动》
谢 谢!