小学科学探究活动设计与案例.ppt
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1、主讲:海珠区教育局教研室 曾小兰,小学科学探究活动设计与案例,一、第一届广州市小学生“科技小星星”科学探究成果评比活动情况,第一阶段:科学探究成果报告的评比(设一、二、三等奖)第二阶段:探究成果现场展示的评比(设最佳设计奖、最佳创意奖、最佳表达奖、最佳口才奖、最佳组织奖),获一等奖的探究课题:,植物倒插能生长吗?茶水对植物生长有影响吗?风是怎样绕过柱子的?谁说我只会“横行霸道”!由吃沙湾姜埋奶想到的神秘的陀螺油锅用什么洗最好残茶的回收利用调查研究为野芋头拨乱反正竹子里有什么气体?废电池浸泡水对蚂蝗的影响甘薯乳汁污迹不见了,二、科学探究活动设计与案例,(一)活动的意义通过一连串的学习活动,如提出
2、问题、草拟及决定计划、搜集资料、试验/实验、纪录统计、分析及整理资料、表达个人及经小组讨论后所得的意见等。有充分机会发展假设、观察、与人沟通、创意思考及判断的能力。培养好学的精神及乐于解决问题的态度,学会尊重证据、愿意改变个人意见和客观、存疑、求证、小心谨慎、做事有耐性、喜欢新事物的态度。培养热诚的待人态度,养成自尊、自重的精神和自治的能力,增强学生解决学习上困难的自信心。,案例:把冰包住,在活动过程中,还需要运用各种基本技能,如文字纪录的语文技能,计算和统计的数学技能,及其它多方面的技能。,(二)探究主题的确定,1 从学生的日常生活中选题,引导学生观察生活,做到探究内容源于日常生活,培养学生
3、用科学研究的方法解决生活中问题的能力。,想办法解决日常遇到的难题 一些小孩不喜欢洗澡,给他什么玩具来令他乖乖地洗澡呢?玩四驱车换上新的电池跑了数圈就没有电了,究竟哪种电池最耐用?吃鱼的时候哽鱼骨,爸妈会叫我们吃一口菜或用其它方法把鱼骨吞下肚里。但是把鱼骨吞了下去,会不会对身体有影响?在打壁球中,如何把壁球更快地飞离球拍,把球击得更有力量和更快的方法以击败对手?有一次我和家人外出,突然下起雨来,家中晾晒的衣物被雨水弄湿,于是我便想出设计这件发明。在这酷热的天气下,人们汗流浃背,多难受!免提降温颈环必可大派用场 一些同学常常在做功课或温习时睡觉,做个设计可以帮助唤醒他们继续努力读书 把纸张掉在桌下
4、令人非常烦恼,我们决定设计一个工具来有效地帮助我们拾回掉在桌下的纸张.,在日常生活中对事物的观察及所得的经验,在公园里,常常都会见到喷泉,很有趣!所以我们也要做一个私人喷泉 当看见现时交通灯的运作,我们就构思做一个有关的小玩意 看见中秋节的萤光棒,便生起对此探究的意念.我们的意念来自一个电流棒游戏 我们常常看见建筑楼宇的桩柱都是圆柱体是不是圆柱体承托力好一些呢?同学们总喜欢将没有用的纸张折不同形状的纸飞机,在空地甚至课室内飞来飞去我们参考飞得最远的纸飞机作基础,改变各种因素,尝试找出怎样的纸飞机能滑翔得最稳定而达至飞得最远的效果,案例:打败仗的墨,溶解蛋壳,吃姜醋蛋什么液体能溶解蛋壳?不同浓度
5、同一品种的醋不同品种的醋(白醋、浙醋等)果汁也能溶解蛋壳吗?(各种果汁),2、从学生的课本或相关信息资料中引申出研究问题,或通过对已有知识或结果的质疑提出问题,并设计实验进行研究。这类探究活动大多数为教材内容的拓展,由于研究内容与所学的学科知识紧密相关,容易引起学生的学习兴趣和探究的积极性。,从平日阅读所得的参考资料 从新兴的太阳能科技书籍得知太阳能的科技已逐渐应用在不同的层面.从环保意念而来,希望把可循环的物料,如:铁和纸,从垃圾中分类出来,循环再用,案例:一个降落得最慢的降落伞,3、从社会的热点、焦点问题选择研究课题。这类选题不仅能够激发学生的探究欲望,而且能引导学生关心社会问题,热爱社区
6、环境,增强社会责任感。,万能环保去污液 天然农药杀虫实验清洁剂对皮肤的影响,4、在进行探究时,所设定的探究问题不能太过一般化或没有聚焦的探究主题,以致资源、材料及时间均不足以进行适当的探究,所以必需设定一个可探究的问题。,“哪一个降落伞降落得最慢?”“贝壳不见了!”究竟酸性液体是否能够溶掉一些物质?,(三)活动过程的指导,1 对学生选题的指导2 对学生进行探究方法指导3 对学生进行研究成果总结的指导,(四)活动的组织形式 独立自主研究或小组合作研究。,(五)活动过程的设计,科学探究基本过程的六个基本要素:提出科学问题;进行猜想和假设;制定计划,设计实验;观察与实验,获取事实和证据;检验与评价;
7、表达与交流。,案例:清洁剂对皮肤的影响,进行预想,在进行实验、观察之前,试着就结果进行预测,并写出这样设想的理由。结果出来后,试着把它与原来的设想进行比较,就不同之处进行思考:为什么会不同呢?,找出适当的变量,探究中最重要的地方是决定要改变的因素。需要从多个可变变因中选取一个。在实验中,除了要观察的变量以外,其余的变量都应始终保持相同。变量是指实验中可以变化的因素。可变因素:人为改变的因素应变因素:随着可变因素变化而变化的变量,即为了得到实验结果需要观察或测量的指标。,案例:自制乐器,观察及数据的收集,注意观察的持续性。当必须在同一时间的不同地点进行观察时,可以由几个人分头去做。记录要明白易懂
8、、准确真实,不可随意更改结果,除用文字记录以外,最好还画上图、拍成照片或录象,为以后进行总结提供资料。,案例:天然农药杀虫实验,重复试验,实验不能只做一次,即使做一两次实验就成功了,也许是偶然的,为了确认实验结果的真实性,必须要重复做几次,是否每次都得到相同的结果。如果产生不同结果,要认真思考其原因。,(六)活动结果的表述,表述的内容(1)探究的动机:为什么想做这个探究,写出其理由(2)自己的预想:把自己在探究之前的预想写出来(3)探究方法:写出是怎样展开探究的,包括时间、地点等内容(4)探究的结果:探究的结果是怎样,要写具体(5)思考、反思:探究结束,把自己所考虑、所感受到的事情,以及预想和
9、结果的出入之处写下来。(6)使用的书籍和资料的名称:标题、作者、出版社以及采访对象等。,案例:怎样令花变颜色,表述的形式,总结探究成果的时候,不在于报告篇幅的长短,更重要的是让人看了感到赏心悦目。使用图表:实验和探究的数据用图表来整理,能让人一目了然。(注意数和量的单位)使用相片和图画:用相片和图画进行说明,会使结果变得浅显易懂,容易让人接受。制成作品:把探究的结果制成标本或手工制品等,可以把观察时所拍摄的相片制成影集,把观察记事整理成一册观察笔记本。使用计算机,案例,贝壳不见了光与色的关系粒子空间之迷颜面何存饮品“层层叠”中和胃酸,怎样令花变颜色,简介:学生用实验来找出令花变出自己所喜欢的颜
10、色的方法。内容:本实验由三个学生分别进行,实验本质和内容大致相 同,但只是用不同品种的花朵和不同的颜料。过程:小敏的实验 小鸿的实验 小玮的实验,小敏的实验,实验目的:找出哪一种液体令到花朵更快变得五彩缤纷,需要的用具:杯、白纸、铅笔、橡皮擦、标签,需要的材料:广告彩、墨彩(墨汁)、水、柠檬茶、油、醋、汽水、果汁、16朵康乃馨(每杯两朵),假设:每朵花变色的速度都是一样的,实验过程:先把十六朵同样的花插在八个杯中。再把墨彩(墨水)倒 进第一个杯中,把广告彩加水,倒进另 一个杯中,如此类推把八种不同的材料倒入八个 杯中,每天观察花和叶有没有变颜色。,实验结果,实验结果及讨论,实验结果:A(1)哪
11、些液体可以令花朵变色?最快的是.?第二的是?.答:没有液体可以令花朵变色。(2)哪些液体令花朵死掉或枯萎?答:醋(3)哪些液体令叶脉变色?答:没有,讨论:,B(1)你想到有什么关联的实验?那个实验的目的是什么?答:用肥皂液加入有颜色的水,并把花倒转。再尝试令花变色。B(2)在这个实验中,有什么步骤可以改良,而令实验更完善?答:这个实验是失败的,花和叶脉都没有变色。我建议用肥皂加广告彩,再把花倒转(促进花快些变色),可能会成功。而且要在花茎的末端斜剪开一点,并要将花放在太阳和温度适中的地方。还要用白色玫瑰,因为比较易上色。,小鸿的实验,实验目的 找出哪一种液体令到花朵更快变得五彩缤纷,需要的用具
12、 红墨水、蓝墨水、绿墨水、红药水、食物染色素、肥皂水、梳打粉和白醋。康乃馨(20朵)、白玫瑰(20朵),需用的材料 广告彩、墨彩(墨汁)、水、柠檬茶、油、醋、汽水、果汁、16朵康乃馨(每杯两朵),假设 每朵花变色的速度都是一样的,实验过程 把二十朵同样的白玫瑰及十朵康乃馨分别插在十个杯中。把红墨水倒进第一个杯中,加上四分一清水。如此类推把各种不同的材料倒入十个杯中,每天观察花和叶有没有变颜色。,实验结果(白玫瑰),实验结果(白康乃馨),实验结果及讨论(白玫瑰+白康乃馨),讨论:B(1)这个实验的结果有什么作用答:我們可以令花朵变成其他颜色,如变成绿色玫瑰、蓝色玫瑰。B(2)你想到有什么关联的实
13、验?那个实验的目的是什么?答:把一枝花插在两不同颜色的液体中,使花朵变成两种颜色。,实验结果:A(1)哪些液体可以令花朵变色?最快的是.?第二的是?.答:红墨水、蓝墨水、绿墨水、食物染色素、蓝墨水(Super Quick Parker)。最快的是绿墨水和食物色素,其次是红墨水、蓝墨水。哪些液体令花朵死掉或枯萎?答:白醋哪些液体令叶脉变色?答:红墨水、绿墨水、蓝墨水。,小玮的实验,实验目的 找出哪一种液体令到花朵更快变得五彩缤纷,需要的用具 杯、白纸、铅笔、橡皮擦、标签 需用的材料 红墨水、蓝墨水、绿墨水、红药水、食物染色素(红、橙、蓝、绿)、白玫瑰(14朵),假设 每朵花变色的速度都是一样的,
14、1)先把十四朵同样的花插在七个杯中。每杯两朵,再把红墨水(六滴)倒进第一个杯中,加上四分之一清水。如此类推把各种不同的材料倒入七个杯中,每天观察花和叶有没有变颜色。,实验过程,2)每朵花的长度都是三十厘米。而每朵花的尾部都用剪刀斜剪一 个小口(大约1厘米),使液体容易渗入。,3)当花朵被染色之後,观察老师用刀片破开的茎部及叶脉的情况。,实验结果,实验结果及讨论,讨论:B(1)这个实验的结果有什么作用答:可以令市面上所买到的花朵变成更多颜色,有助美化四周环境。,实验结果:A(1)哪些液体可以令花朵变色?最快的是.?第二的是?.答:所有颜料都可以令花朵变色。而红色食物色素是最快 令花变色的,第二是
15、绿色食物色素。(2)哪些液体令叶脉变色?答:绿色食物色素和红墨水。,综合各实验的总结,你猜这个实验的结果会是怎样?这个实验的结果会是有些水性的颜料会被花吸收,令花变成颜料的色彩。整个实验大约需要多少时间?大约一个多星期。实验中的花朵怎样才算变色?花瓣变成颜料的颜色才算。哪种液体会令花朵变色?哪种最快?墨水、广告彩加水、果汁、醋,以墨水最快。哪种液体会令叶脉变色?哪种最快?墨水、广告彩加水、果汁、醋,以墨水最快。,问答精华,会,但只是会变红色,因为是惊到脸变红色。,做实验时你们发现有些实验会成功,有些就失败,你们知不知道原因?,有些颜料的颜色浅,有些深,有些花的颜色不明显和有些花根本不易上色。而
16、在其中一个实验做少了一些东西,就是花的末端没有将剪一个小口,让花吸有颜色的水。,茎的长短对实验结果有没有影响?,有,我们从资料知道,及自己做实验时亦得出这样的结果。,可否令花变回原色?,不知道,可能会。,在经济上来说,这个实验有没有价值?,可以赚钱,但我们年纪太小啦。,若我饮了颜料水,我们的脸是否变色?,评价,把冰包住,简 介用实验找出当冰块被不同的布包著,其溶化时间是否有改变。,內 容,引言 实验目的 实验前准备 实验过程 实验结果及分析,引 言,有一次,我们看见人们运送冰时,用一张厚布把冰包著,大家都感到疑惑,各人都在猜测用厚布把冰包著的原因。因此,其中一位同学提出做实验來找出答案。,实验
17、目的找出不同厚薄的布对冰块的隔热程度,实验前准备,实验过程,实验结果及分析,结果图表,实验过程,实验结果及分析,结果图表,问 答 精 华,实验开始时冰的重量是100克,後来70克,为何会轻了?因为冰溶化变了水,及将水倒去。,在第一部份,不同的布在散热能力方面是不同,而後来你们又说不同布的吸热能力是不同。那么两者中有什么关系?有颜色的布我們就试布的吸热能力,而在布的厚薄方面就试它的散热能力。,你们在实验中用了20和40分钟作冰溶的准则,为何要这个准则?因为时间短,冰的变化不明显,而在第二个实验是看看更长的时间会有什们分別。,在实验一中,有什么地方要改善?时间长些,用厚度相差大的布做实验而令实验结
18、果准确些。,评价,贝壳不见了!,简介 用实验找出酸性液体是否能把贝壳溶解,目的 找出酸性液体能否把贝壳溶解;试验工业醋能否把肉类溶解。,引言,我们在报章上看到有一名男子因误服工业醋而引致死亡。究竟酸性液体能否溶掉一些物质?我们利用贝壳作试验,看酸性液体能否把它溶掉。,实验一,材 料,目 的 找出酸性液体是否能把贝壳溶解。,步骤1 榨橙汁/柠檬汁,步骤2 利用丝袜把橙肉/柠檬肉隔去,步骤3,倒出适当份量的液体在量杯中,步骤4,利用电子磅量度贝壳的重量,步骤5 把贝壳放在不同的液体中(食用醋、工业醋、柠檬汁、清水、橙汁),观察,第二天:贝壳没有变化,第三天:食用醋开始腐蚀贝壳,贝壳出现一些小孔。,
19、第四天:贝壳的模样与昨天变化不大,第五天:食用醋已把贝壳腐蚀了很多,而在柠檬汁内的贝壳也开始做侵蚀,第六天:食用醋已把贝壳溶掉,而在工业醋内的贝壳没有变化,备注,试验过程中,为免灰尘沾污液体,所以用丝袜盖着量杯,记录,试验一结果 发现食用醋化贝壳的速度最快,其次是柠檬汁,而工业醋不能溶解贝壳。,实验二,目的:试验工业醋能否把肉类溶解。,材料,步骤一 小心地把工业醋倒进量杯内,步骤二 把猪肉放进量杯内,观察,三个小时后,在工业醋中的猪肉已变硬,外层呈透明,一天后,工业醋中的猪肉已变硬了,肉质容易掉下,柠檬汁及橙汁内的猪肉则体积明显变大。,肉类重量变化的记录,实验二结果:酸性的液体有腐蚀性,不同强
20、度的酸性液体腐蚀性的速度亦有不同。,实验二分析:由于时间关系,这次实验只进行两天,第一天的量度时间是在实验后三小时记录的,在观察时已经发现放在食用醋、工业醋及柠檬汁内的猪肉有明显的变化。从这个实验观察到,放在工业醋中的猪肉变硬,外层呈透明而内部则呈灰白色,且肉质松散容易散落,看来细胞像已死亡,但其实这都是因为肌肉组织之间用以将肌肉组织连接的脂肪被酸溶掉造成的结果。柠檬汁及橙汁内的猪肉则体积明显变大,而在本次实验使用的所有液体都未能将肉类溶解。,讨论及感想,感想黄安豪:坚硬的贝壳竟能被酸溶掉,这实验真有趣。实验中,我不但知识增广,也领悟一些做人的道理就是要有恒心。透过这次活动使我对于科学研究也产
21、生了浓厚的兴趣。梁冬卉:我觉得今次活动非常有趣,并且可以结交许多朋友。从实验中找到科学原理,就是先估计,后验证。因此,我们这次实验的题目便产生了,就是验证一下酸液体能否腐蚀物质,而我们便找了坚硬的贝壳作为被腐蚀的物质,而用我们日常用的酸性物液体作为试验。就可以知道贝壳怎样被酸性液体溶解。崔思朝:原来我们都可找出事物或自然的真相。进行实验固然重要,但伙伴齐心合力也不要忽视。实验前估计不一定准确,错了不重要,重要是不要被困难吓倒。,实验的限制1、由于时间关系,不能隔每小时作详细观察。2、电子磅的准确性以克作单位,未能准确量度一些轻微变化,如重0.5g则不可量度,要以1g为准。3、当柠檬汁和食用醋再
22、没有七泡出现时,需换掉所有液体,但是在转换时,可能有些贝壳残物遗留在液体,又未能知悉份量,而引致结果出现误差。,评价,学生就个人在这次探究活动的经验而写出的感想很有意义,可以加强学生的分析及推理能力。这个探究活动显示学生对周围事物的好奇心,且能作出科学性的探究。在测试不同的酸性液体溶解体的速度时,可以试用不同浓度的同一液体。最后,学生使用腐蚀性化学物质时,必须格外小心,以免发生危险。,天然农药杀虫实验,引言 本校参加了教育署举办的“小学生盆盆种蔬菜比赛”,我们负责每天浇水。由于部分蔬菜(西兰花、芥兰头和菜心)被虫蚀食,所以需要使用农药除虫。但是农药有毒,会危害我们的健康,也污染了用来食用的蔬菜
23、。,探究目的:目的是寻求有效的、较环保的天然农药消灭害虫,代替含有毒的化学农药。,实验准备,实验所需的物品辣椒、烟叶、大蒜、大葱、洋葱、劳工、喷壶六个、漏斗、隔渣器、榨汁机、小刀、胶瓶六个、雪柜、吊丝虫(数量越多越好),探究假设,天然农药的提炼,把香烟撕开,取出烟叶。,小心手指及眼睛,切洋葱呀!,鲜榨辣椒汁!,隔辣椒渣,将天然农药放入 雪柜冷藏,完成六种天然农药,实验一,喷洒天然农药 20天 除烟叶和肥皂外,其它的农药材料须榨汁连渣注入空瓶备用。需喷洒,辣椒、大蒜、洋葱、大葱以一比十稀释;烟叶一包及肥皂半块各加三瓶清水(2100毫升),八盆用来做实验的西兰花,两盆只用水喷洒(作对照),摘去被虫
24、蛀蚀(有孔)的叶,每盆相隔四公尺,避免该农药影响其它植物。放在天台上,除假日外,每天各喷上天然药。每天观察八盆西兰花有否被虫蛀食,然后把结果记录。,观察及分析,由记录表得知,被喷洒过大蒜葱、大葱、辣椒、烟叶的菜叶,没有被虫蛀食。但是被喷洒过肥皂和洋葱的菜叶就穿了窿,怀疑被虫蛀食。令人觉得奇怪的是在所有叶片中都找不到吊丝虫。,实验二,放虫实验 在喷洒天然农药后的第二十一至三十天,我们在鲜的西兰花上找出吊丝虫然后放进那八盆西兰花中,每盆各一条。翌日开始喷洒天然农药,观察叶面有否被虫蛀食。,记录分析,辣椒是六种天然农药中最有效的,其余的天然农药都有一定的功效。放了虫后的第一日,已有菜叶穿窿,约有一两
25、个,数目很少。从“盆种蔬菜比赛”的种植经验得知,吊丝虫量惊人,实验还发现叶子上的窿不多,而且虫虫也很快死亡,可见天然农药的确很有效。,实验三,杀虫实验 喷洒天然杀虫药的第三十天后,由于实验二的结果不明显,我们于是活捉吊丝虫,然后用天然农药直接喷射,观察吊丝虫的反应及记录失去活动能力或死去所需的时间。,记录分析,结 果,总结 综合上述三个实验,我们得到的结果是 辣椒灭虫效力最强。,问题讨论 这次探究活动中,下列问题未能解决,需日后验证。1、天然农药的杀虫药性会不会妨碍植物的生长?2、如果用多一种天然农药于同一盆西兰花,会不会提高杀虫效力?3、天然农药越新鲜,杀虫功效会不会越大?,从实验中得到的心
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