小学科学教师实验设计能力课件.ppt

小学科学教师实验设计能力提升策略,一.小学科学实验的统计和分类二.教师实验设计能力提升策略三.小学科学常用仪器使用秘诀,小学科学教师实验设计能力提升策略,一.小学科学实验的统计和分类二.教师实验设计能力提升策略三.小学科学常用仪器使用秘诀,小学科学教师实验设计能力提升策略,1.激发学生的学习兴趣 2.创设良好的学习情境 3.帮助学生掌握科学研究的基本过程 4.培养学生的初步研究能力和创新能力 5.促使学生更有效地掌握知识,科学实验在小学科学课中有着极为重要的作用。,青岛小学科学3-6年级上、下册大约有多少个实验？以 为样本作不完全统计：,小学科学3-6年级上册、下册实验数量统计表,台东六路小学编制的实验目录,如“观察一棵树”，不仅属观察实验，同时也属分组实验。我们不得不思考：小学科学实验，到底该怎么分类呢？,小学科学实验分类,注：以上分类参考甘雪梅小学科学实验的分类与教学应对一文,实验环境,实验目的,1.实验室实验 2.自然态实验,1.探索性实验 2.验证性实验,实验数据,实验方式,1.定性实验 2.定量实验,1.演示实验 2.分组实验,实验作用,1.析因实验 2.对照实验 3.模拟实验,小学科学实验分类,根据实验环境分1实验室实验 科学教学中，我们组织学生在实验室里，通过各种实验器材人为地控制或改变实验对象的状态或条件，对研究对象开展有目的、有计划地考察实践活动，就是实验室实验。 2自然态实验 自然态实验就是指研究对象处于自然环境中和自然状态下，对其进行观察的实践活动。科学教材中的种植饲养活动就是要求在自然的状态下进行实验。,观察一棵树,种植辣椒,太阳能热水器,霉菌观察,马铃薯沉浮,校园植物大搜索,观察北极星,阳光下影子,小学科学实验大多数是实验室实验。,小学科学实验分类,根据实验目的分 1探索性实验 实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。从学生的认知角度出发，大量的实验结果以及发现对于世界来说是已知的，但对学生来说是未知的。 2验证性实验 对研究对象有了一定的了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为了验证这种认识或假说是否正确而进行的实验，就是验证性实验。验证性实验基本上都是在分析猜想之后，为了得到验证时进行的实验。,观察一棵树,种植辣椒,太阳能热水器,霉菌观察,马铃薯沉浮,校园植物大搜索,观察北极星,阳光下影子,小学科学实验分类,探索性实验与验证性实验的比较,小学科学实验分类,同一个教学内容，因为教师的教学理念不同，就会导致出现不同的实验类别，下面就以“显微镜的使用”实验为例加以说明。教法一：先让学生认识显微镜的结构，再由教师详细讲解操作步骤，学生按照正确的实验步骤进行操作，及时解决实际操作中出现的各种问题，最后进行练习巩固。 教法二：学生认识显微镜，根据部位、形状和功能进行命名。然后教师指出实验注意事项，让学生进行实验操作找出物象，并要求学生写出找到物象的步骤。接着小组交流、班级讨论，怎样才能最快地找到物象，在此基础上概括出科学操作方法。,教法一和教法二属什么类型的实验？在日常教学中，你会选择或倾向哪种教法？说说你的理由。,教法一：验证性实验,教法二：探索性实验,小学科学实验分类,根据实验数据分1定性实验 判断研究的对象具有哪些性质，判断某种物质的成分，了解其结构或者鉴别某种因素是否存在，以及某些因素之间是否有某种关系的实验。一般说来，定性实验是测定物质的性质，即有或没有，存在或不存在。2定量实验 为了对研究对象的性质、组成及影响因素有深入的认识，从而对它们之间的数量关系所进行探究，揭示各因素之间数量关系的实验。一般说来，定量实验是测定物质性质的大小，即有多少，有多强。,小学科学实验分类,一杯水能溶解多少食盐,摆钟每分钟摆动的次数,测试纸拱的承重能力,物体在水中是沉还是浮,研究光的传播路线,观察比较生、熟马铃薯,观察花岗岩,拉力大小对小车运动的关系,定性实验,定量实验,研究物体滚动和滑动的摩擦力,小学科学实验分类,根据实验方式分1演示实验 教师演示实验过程，展示实验现象，引导学生观察、思考、分析，得出实验结论。必要的话也可以由个别学生来演示。2分组实验 以小组为单位，小组成员共同参与有效合作，制定实验方案和步骤，亲身经历实验探究，并在此基础上概括出实验结论。,在实际教学中，选择演示实验还是分组实验，要根据教学思路、教学对象和教学环境等方面进行具体分析，并不是说把演示实验改成分组实验就是探究式教学。,小学科学实验分类,根据实验作用分1析因实验 由已知结果去寻找其产生结果的原因而设计和进行的实验。 2对照实验（对比实验） 为了弄清楚影响事物的内外因素与事物本身的关系，除了对试验所要求研究因子或操作处理外，其他因素都保持一致，并把实验结果进行比较，这种实验为对照实验。3模拟实验 在研究工作中，由于研究对象不能或不允许进行实验，为了取得对研究对象的认识，可以通过在模型上进行实验，或者模仿实验的某些条件进行的实验。,小学科学实验分类,对照实验与对比实验的区别和联系,实际教学中，强调的是实验设计的基本原则和对变量的控制等基本要素，不应过多分析某个实验是对照实验还是对比实验，讨论这些名称并没有太多的实际意义。对于学生来说，因知识有限，对照实验在一定的条件下也可以认为是对比实验。,大多数情况下，如果只有一组实验，不足以说明该变量是影响实验结果的唯一因素，这时，需要设置一个未施加这种因素而已知的实验结果作为对照，以明确这种因素所起的作用，这就是对照实验。通常，一个对照实验分为实验组和对照组，实验组是指接受实验变量处理的对象组。 如果并不知道两组（或多组）实验中的自变量对实验结果所造成的影响，需要通过实验来进行确定，此时就可以称这些实验为对比实验，对比实验也可称为相互对照实验。,一.小学科学实验的统计和分类二.教师实验设计能力提升策略三.小学科学常用仪器使用秘诀,小学科学教师实验设计能力提升策略,科学探究是科学学习的核心，而要完成科学探究的目标势必要借助各种形式的科学实验。实验设计在科学探究中就像一根栋梁，起着承上启下的重要作用。实验设计：指人们为了进行某种观测、探究实验前的方案、策划等，它包括人们在实验前对要达到的目的而提出采取的方法、途径，以及根据实际选择合适的工具、仪器，实验过程需要记录的数据、对实验结果的预测，实验数据的处理方法等等。实验设计能力：运用已学过的测量仪器和实验方法以及有关的知识，按要求设计实验方案，测定相关数据、研究科学现象或探索科学规律的能力。,教师实验设计能力提升策略,完整的实验设计方案包括研究的问题、猜想与假设、实验目的、实验要求、实验器材与用具、变量控制、补充说明、实验结果预测、实验过程、实验结论等内容。,实验名称（研究问题）实验目的实验器材实验步骤实验记录单现象和结论备注（注意事项）,实验设计和实验计划是不是一回事？实验设计实验计划 实验设计实验计划实验设计实验计划 实验设计实验计划,实验名称（研究问题）实验目的实验器材实验步骤实验记录单现象和结论备注（注意事项）,实验设计基本样式,实验计划基本样式,今天我阐述的实验设计，是教师层面对某一实验的综合策划，不等同于科学书上的学生实验计划，它的内涵更为丰富,一切兼有可能,1.有利于理解教材中实验的设计思想，充分挖掘实验的教学功能，更好地运用教材所涉及的实验。2.有利于更好、更充分地在同类实验中选择最适合进行教学的实验。3.有利于更好地发挥现有仪器的作用，拓展现有仪器的功能。4.有利于改进现有仪器的缺点或制作新的教具，以弥补仪器功能上或供应上的不足。5.有利于更好地改进己有的实验，使其更符合教学要求，更有助于发挥实验在教学中的作用。,教师实验设计能力的作用（一）,教师实验设计能力的作用（二）,6.有利于设计新的实验及仪器，完善小学科学实验体系，满足教学、教改的需要。7.有利于使学生获得更多、更恰当的感性认识，更好地使学生得到科学方法、科学态度和科学素质的教育，培养学生的思维能力、想象能力、创造能力等多种能力。8.有利于提高教师的业务水平和自身素质，促使教师掌握更广泛的知识，进行更多地相互交流和实际操作，使其成为既能动脑又能动手的比较全面发展的人才。,教师实验设计能力提升策略,教师实验设计能力提升策略一：解读教材，挖掘实验主题教师实验设计能力提升策略二：指导有法，遵循认知规律教师实验设计能力提升策略三：敢于质疑，改进实验设计教师实验设计能力提升策略四：优选器材，有效达成目标教师实验设计能力提升策略五：研讨交流，锻造自身素质,教师实验设计能力提升策略,教师实验设计能力提升策略一：解读教材，挖掘实验主题,目前，大多数科学教师都面临原有专业知识不能满足科学课程需要的问题，包括我们今天讲的实验设计能力，估计之前很少有人有机会进行专门的学习和研究。在这种情况下，认真钻研教材，从教材中挖掘主题，进行实验设计实践，就可以起到事半功倍的效果。教材中编排的各个实验，既是培养学生基本实验技能的主要途径，也是教师提高自身实验设计能力的优秀范例。备课时对这些实验内容进行详细分析，从中悟出研究问题和解决问题的方法，实验设计能力的培养就会水到渠成。需强调的是，实验设计时一定要明确实验目的，即弄清楚到底解决什么问题。只有明确实验目的，才能努力去挖掘实验原理来正确把握实验程序和选用实验材料。,教师实验设计能力提升策略二：指导有法，遵循认知规律,培养学生的实验设计能力，小学科学教学任务中的一个重要内容。学生的实验设计能力，必须经过长期反复实践，才能逐步形成。其中的主导决定因素，就是教师的有效指导。教师的指导原则：1.低年级以简单实验为主，在此基础上逐步复杂。 2.指导应从示范、半独立、独立这样的次序进行。3.指导学生实验设计时先局部设计再到整体设计。4.指导应有针对性，重点指导学生需指导的部分。5.指导学生进行实验设计根据内容和时段有侧重。,教师实验设计能力提升策略三：敢于质疑，改进实验设计,六上第二单元物质的变化第7课铁生锈,仔细想想：这个实验设计有什么问题？,原因分析：铁生锈是水和空气共同作用的结果。,实验结果：铁钉在菜油盘中没有生锈；铁钉在空盘中生锈了，但是生锈速度很慢；铁钉在水盘中生锈的速度快，而且生锈的量也很多，现象非常明显。,研究问题和原因分析，假设和实验方法，感觉是“鸡同鸭讲”。,还想告诉大家的是：这真的是一个坑爹的时代！,真的是这样吗我的实验研究有图有真相！,五根试管，从左到右1铁钉一半在油里2铁钉一半在水里3铁钉全在空气里4铁钉全部在油里5铁钉全部在水里,1天,第4天,第5天,第6天,第10天,第14天,你发现了什么？,14天,不要完全相信别人，包括是教材、教师用书也可能有错。教师要事先进行下水实验，就可以发现可能出现的问题。及时进行适当的调整和改进，这样的实验设计才会有效。,教师实验设计能力提升策略四：优选器材，有效达成目标,教学目标1知道岩石在大气、水、生物等长期联合作用下会发生风化现象，风化作用会改变地球上的地形地貌，但这种变化是在缓慢的过程中进行的。2根据岩石变化的特点，尝试推测岩石变化的原因，用模拟实验来验证推测。根据模拟实验中的现象，猜想并初步解释自然界中岩石变化的原因。3尝试运用猜想和逻辑推理去解释生活中的现象，知道在探究活动中证据的重要性。,教师实验设计能力提升策略五：研讨交流，锻造自身素质,在各级各类课堂教学观摩活动中，大家除了关注教师的教学艺术、学生的课堂表现，不妨多去注意其中的实验设计，学习其中的长处，剖析存在的问题，可以有很大的收益。若坚持较长时间，自己的实验设计能力必然有惊人的飞跃。四点建议：1.认真观察并如实记录。2.客观分析实验结果。3.缜密思考得出结论。4.总结成功与失败的经验。,一.小学科学实验的统计和分类二.教师实验设计能力提升策略三.小学科学常用仪器使用秘诀,小学科学教师实验设计能力提升策略,小学科学常用仪器使用秘诀,1.显微镜,（2）为什么先用低倍物镜找到物像再换用高倍显微镜观察？答：低倍物镜放大倍数小、视野范围大，比较容易找到物像。低倍物镜与标本之间的工作距离大，调焦时不易压碎标本，也不易损伤镜头。（3）显微镜视野看到字母d，载物台上放了什么字母？答：放p。,（1）显微镜观察时为什么要用左眼看？答：用左眼看显微镜，同时你可以用右手做观察记录，这样比较方便。不信你可以用右眼试试。,小学科学常用仪器使用秘诀,2.酒精灯,（1）为什么要用酒精灯的外焰加热？答：外焰附近氧气充足，酒精蒸汽和氧气混合均匀可充分燃烧，因此外焰温度最高。,（2）酒精灯用好后为什么要用灯帽盖两次？答：第一次，使火焰因缺氧而熄灭。这时盖里的氧气被参与燃烧掉，导致盖内空气压强变小，外界气压大于里面气压，会导致下次揭盖费劲 ，故需要再盖一次。,（3）为什么不能用嘴吹灭酒精灯火焰？答： 嘴吹正在燃烧的酒精灯火焰，有可能将燃烧的酒精蒸气吹入灯内，引起灯内的酒精燃烧，形成了“火雨”，引起爆炸，发生危险。,小学科学常用仪器使用秘诀,3.托盘天平,（1）为什么托盘天平总是右边放砝码，左边放物体？ 答：天平的游码刻度从左向右，适合读数习惯，游码往右移相当于往右盘里加重量，所以右盘放砝码更合适。,（2）为什么取放砝码不能用手而要用镊子？,答：天平的精确度较高，直接用手取砝码会让手上的灰尘、汗液等沾到砝码上，影响测量结果，久而久之还容易让砝码被氧化腐蚀。,小学科学常用仪器使用秘诀,4.胶头滴管,（1）使用过程胶头滴管时，为什么始终保持橡胶乳头在上，不能平放或倒置？答：防止液体倒流，腐蚀胶头。,（2）胶头滴管加液时，为什么不能伸入容器更不能接触容器？答：以免污染滴管从而污染试剂。,（3）使用胶头滴管时该怎么拿？答：握持方法是用中指和无名指夹住玻璃管部分以保持稳定，用拇指和食指挤压胶头以控制试剂的吸入或滴加量。,小学科学常用仪器使用秘诀,5.温度计,（1）读温度计时眼睛为什么要平视？ 答：无论是什么仪器，当液体注入时，稳定后 ，呈凹液面。如果你仰视或者俯视，都会产生很大的误差。,（2）温度计玻璃泡为什么不能接触容器底部或侧壁？ 答：容器底部或侧壁的温度和液体温度不一样，温度计碰到容器底部或侧壁测量出来的是容器底部或侧壁温度，而不是液体的温度。,（3）为什么要手拿温度计的上端？ 答：避开温度计上的刻度，便于观察。还可以防止手温对测量的影响。,小学科学常用仪器使用秘诀,6.试管,（2）为什么给试管加热前要预热？答：试管初始温度较低，需按照试管方向晃动试管，使得试管的底部均匀受热，防止因局部过热而造成试管炸裂。 （3）给试管里的液体加热时，为什么液体体积一般不能超过试管容积的三分之一？答：液体过多，受热时沸腾，容易溅出试管外伤人。,（1）加热液体试管为什么要倾斜45度？答：角度太大，容易使液体流出；角度过小，液体沸腾容易自伤。另外倾斜还可以增大受热面积，加热更加均匀。,小学科学常用仪器使用秘诀,7.试管、烧杯、烧瓶、量筒,（1）为什么试管可以直接加热，烧杯、烧瓶只能垫石棉网间接加热，量筒不能用来加热？答：试管直径较小，接触面积和火焰宽度相近，受热比较均匀，但试管加热时也得先预热。烧杯、烧瓶的接触面积大，如果受热不均就容易炸裂，所以要用石棉网，使受热均匀。量筒各部分厚薄不一，加热膨胀会导致破裂，故不能用来加热。,小学科学常用仪器使用秘诀,8.磁铁,（1）增加磁铁数量，磁力会变大还是变小？答：不同做法实验结果不同。增加条形磁铁的数量：条形磁铁叠加，异极放在一起，磁力会变小，条形磁铁叠加，同极放在一起，磁力会变大。 增加环形磁铁的数量：环形磁铁异极吸在一起，磁力会变大；环形磁铁同极粘在一起，磁力会变小。,（2）存放条形磁铁时，两块磁铁两极相反放置，还在两端吸两块铁片，为什么？答：让磁力线“短路”保存，即保持磁阻最小，最能减少磁场衰退。加铁片主要是起固定作用。,让我们在科学教学路上 越行越高,感谢倾听!,