基础教育学第五章第二节科学探究.ppt

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1、社会科学探究的教学过程,纲要和标准中的科学探究,纲要标准,在具体目标部分，提：倡导积极参与、乐于探究。,在课程结构部分，提：增强探究和创新意识。,在教学过程部分，提：引导学生质疑、调查、探究,在教材开发与管理部分，提：有利于引导学生,主动探索知识的发生发展,纲要和标准中的科学探究,纲要标准,理念：科学学习要以探究为核心(科学I)；突出科学探究(科学II)；注重科学探究，提倡学习方式多样化(物理),目标：探究的过程和方法；探究的能力；对科学探究的理解,内容标准：一级主题，与具体的科学知识领域并列进入,实施建议：在教学、评价、教材编写等方面均要注重科学探究,科学探究的含义,科学教育文献中的科学探究

2、,美国国家科学教育标准 科学探究指的是科学家们用以研究自然世界、解释研究所获证据的各种方法。科学探究也指学生的学习活动，在活动中学生不仅获取科学知识、理解科学思想观念，而且学习科学家研究自然世界的方法。,中国国家科学课程标准中的科学探究,（3-6年级 第三部分 内容标准）一、科学探究科学探究是科学学习的中心环节。科学探究不仅可以使小学生体验到探究的乐趣，获得自信，形成正确的思维方式，而且可以使他们识别什么是科学，什么不是科学。科学探究不仅涉及提出问题、猜想结果、制定计划、观察、实验、制作、搜集证据、进行解释、表达与交流等活动，还涉及到对科学探究的认识，如科学探究的特征。摘自：中国教育部科学(3

3、-6年级)课程标准（实验稿）,中国国家科学课程标准中的科学探究,（7-9年级 第三部分 内容标准）一、科学探究（过程、方法与能力）(一)科学探究的目标和要求 进行科学探究的方式是多种多样的。一般来说，其基本过程具有六个要素：科学探究的主要目标是使学生领悟科学探究的思想，培养学生进行科学探究所需要的能力，增进对科学探究方法与过程的理解。(二)进行科学探究所需要的实验技能 摘自：中国教育部科学(7-9年级)课程标准（实验稿）,中国国家物理课程标准中的科学探究,第三部分 内容标准 一、科学探究在标准中，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强

4、调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。摘自：中国教育部物理)课程标准（实验稿）,综合实践活动课中的“研究性学习”,研究性学习是指学生基于自身兴趣，在教师指导下，从自然、社会和学生自身生活中选择和确定研究专题，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。研究性学习强调学生通过实践，增强探究和创新意识，学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力。学生通过研究性学习活动，形成一种积极的、生动的、自主合作探究的学习方式。摘自：综合实践活动(7-9年级)指导纲要（实验稿）,为什么要这样强调科学探

5、究性学习？,学生科学学习和能力发展的现状与科教兴国战略令人担忧的反差,水木清华的Science区，发信人:flyleaf(飞叶#要面对现实了),信区:Science标 题:我看中学物理教育,我们的竞赛选手可以很正确的使用各种定律把第12(13?)届全国决赛的那道号称天下第一繁的热力学题目解出来，却不知道高压锅上面那个金属块是干什么用的，如何起作用。大家不要笑，以上两个事例发生在我身边。,评论：我们的创造力是如何流失的？写在首届北京高校网络创意设计大赛评选揭晓时光明日报 2000-09-28,曾经听到过一个有趣的故事，讲述的是创造力如何流失。幼儿园的老师在黑板上画了一个圆圈，让同学们猜是什么？“

6、是气球”、“是小猫咪的脑袋”、“是汽车轮子”孩子们在下面争先恐后、七嘴八舌地回答；中学老师在黑板上画了一个圆圈，问同学们是什么？“是数字0，或者是氧原子。”一位同学扶了扶眼镜，站起来谨慎地回答；大学老师同样在黑板上画了一个圆圈，问同学们是什么？平静的课堂开始躁动，下面一片嗡嗡声，“还不快讲课，问这种无聊的问题！”有同学在下面小声嘀咕，“不知道”，一位大胆的同学终于给了老师明确的答复。故事到这里还没有完，一家跨国公司的董事长听说了这个故事，在董事会上也画了一个圆圈，让在座的董事会成员猜一猜是什么？躁动的董事会立刻变得平静，大家面面相觑，1分钟、2分钟、5分钟过去了，不再有人给董事长答案。,为什么

7、要这样强调科学探究性学习？,学生科学学习和能力发展的现状与科教兴国战略令人担忧的反差 为真正实现新课程刻意追求的“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”三位一体的课程功能，科学探究是一个比较理想的载体,改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程。-摘自:基础教育课程改革纲要(试行),本次课程改革重要目标之一,登上太阳,爸爸说：“科学技术发展真快，人类已经实现登上月球的愿望了。”洋洋听了说：“将来我长大了，要登上太阳。”爸爸说：“太阳上非常热，人根本上不去。”洋洋笑了起来：“爸爸真傻，难道我不会晚上去吗？”,在进行探究活

8、动时，儿童把他们周围的事物加以组织，建构起他们自己的图式、结构和概念。关于这一点，我们有大量的研究报告、也有逸闻趣事一样的证据。在外国旅游的儿童看到半月，他就认为另一半月亮一定留在了他的祖国，这是一个关于月亮与什么有关的相当有趣的想法。三岁大的小孩看到树上的叶子在摆动，就认为是树叶的运动产生了风。当然，对于那些经常可以观察到、但不能触摸或无法控制的现象，儿童的这些解释很自然，并具有一定逻辑性。,在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个探索者、发现者、研究者，而在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈。苏霍姆林斯基,人民教育家陶行知先生：“发明千千万，起点是一问。禽兽不如人，过在

9、不会问。智者问得巧，愚者问得笨。人力胜天工，只在每事问。”（创造的儿童教育,科学探究根源于人类思想中与生俱来的认知热情。人类已将这种热情倾注于探究我们所居住的星球，远胜于星球上的其它任何生物。求知欲是人类的一种基本特质，它使我们人类作为一类物种得以存活并使我们的文明得以不断地发展。而在美国社会中，科学探究早已成为我们得以技术领先、经济繁荣的源泉。因此，强调把培养学生的探究能力放在学校教育的中心位置，这样的观点还会令人惊异吗？,凡是盛行质疑、探究的社会，其文明也会高速发展。,科学探究性学习,回归科学和儿童本性的教育追求,案例1：探究浮力大小与哪些因素有关,科学探究教学过程的阶段构成,演示实验，将

10、乒乓球放入水中后，乒乓球从水中浮起来，将比乒乓球小的铁球放入水中，铁球沉入水底。,阶段一：呈现疑难情境,阶段二：提出假设，以便解决问题,学生通过观察实验现象，猜想出了可能与物体的密度、物体是否空心，物体形状等因素有关。,设计实验：学生根据控制变量法设计出了以下实验：将相同体积的铁块和铅球浸入水中，用弹簧测力计测出其得到的浮力。将不同体积的铁块浸入水中，测量其受到的浮力。将同样大小橡皮泥做成实心和空心放入水中，观察其在水中的状态。将同样大小的橡皮泥做成球形和方形放入水中，测出其受到的浮力。,阶段三：明确并阐明假设阶段四：根据假设，探索假设 即设计实验以验证假设,进行实验：学生分组实验，分别按照以

11、上实验方案进行实验，记录了以下测量结果或观察结果：将相同体积的铁块和铝块浸入水中受到了浮力相等。将不同体积的铁块浸入水中，体积大的受到的浮力大一些。同样大小的橡皮泥做成空心的比实心的受到的浮力大。同样大小的橡皮泥做成球形和方形受到的浮力相同。,阶段五：收集支持这个假设的证据和事实 如通过实验进行验证,学生根据实验结果分析：物体受到的浮力与物体的密度无关，与物体是否空心有关，与物体的形状无关。,阶段六：形成概括的表述或解决的办法,拓展延伸：通过上述过程知道了浮力的大小与物体是否空心有关，进一步延伸探究浮力的大小与物体浸入液体体积的关系，学生再次猜想设计实验得出结论。,注意事项,“凡是学生能探索的

12、决不能替代，凡是学生能够思考的决不暗示。”,必须设计好探究实验情景的障碍,“浮力大小”的实验中，先用两张同样大小锡纸分别作成船型和实心球形，放入水中。引导学生观察现象及猜想：浮力大小与它排开水的体积有关；然后再把船形锡纸放在盐水中，与刚才放在水中的情形进行比较及猜想，,指导学生进行问题设计,（1）利用日常现象激发学生提出问题,如学习声音时教师可以先放一些音乐和播放自然界一些物体的发声，然后教师启发提问：“声音对于我们来说太重要啦，对于声音，你们想知道些什么呢？”,学生就能提出问题了，例如：声音是怎样产生的？声音是怎样传播的？什么是超音速？什么是立体声？月球上能不能听到声音？声音有一些什么应用？

13、,（2）利用物理实验现象启发学生提出问题,如：学习大气压强时做覆杯实验，学生提出：是什么把水托住？又例如：学习流体压强与流速的关系时，在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球。然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开，乒乓球不下落。学生提出：是什么使得乒乓球不下落？在探究欧姆定律时，可先做两个相关的实验：一是分别用一节、二节、三节干电池给同一个灯泡供电，让学生观察灯泡亮度后产生电流与电压有关系的联想；二是用两节干电池给电阻不同的三个灯泡供电，让学生观察灯泡亮度后产生电流与电阻有关系的联想。,（3）利用图片动画现象提示学生提出问题,让学生观察图中的胖瘦两人的情形，学生会提出：为什么瘦一些的人会

14、被吊在空中？,让学生看图“鱼在哪里？”学生会提出“为什么鱼叉要对准鱼的下方？”“是不是看见的鱼并不是实际的鱼？”,“是不是照相机成的像是倒立的？”,在学习压强，探究压力作用的效果时，可制作一组图片或动画：胖瘦不同的两个小孩在冰面上玩耍，不一会儿胖子将冰面踩裂掉在了冰窟窿中（压力大小不同产生的效果不同），这时岸上的大人急忙跑过去施救，结果也将冰面踩裂掉在了冰窟窿中，危急之中，有几个人匍匐在冰面上爬过去将小孩和大人都救了上来（受力面积不同产生的效果不同）。看完图片或动画后再让学生提出问题，会收到很好的效果。,（4）利用相似类比的现象指引学生提出问题,在探究影响液体蒸发快慢的因素时，就可以将两件湿衣

15、服分别晾在太阳下和阴凉处，让学生观察，学生自然会提出太阳下的衣服为什么干的快些？教师再顺势加以引导，就能得出其中的一个因素。,如学习液体压强后再学习大气压强时，由于空气和液体一样具有流动性，是否同液体的压强特点一样呢？这样的问题学生自然而然的就提出来了，又如利用串联电路中各处电流有什么关系，可以引出学生提出问题：并联电路中各处电流有什么关系？利用晶体熔化时温度变化有什么特点，可以引出学生提出问题：液体沸腾时温度变化有什么特点？,（5）从各种俗语现象中提出问题,“人多力量大”力的合成。“如坐针毡”；“磨刀不误砍柴工”减小受力面积，增大压强。“一个巴掌拍不响”力是物体对物体的作用。“响鼓还需重锤敲

16、”响度是由声源振动的幅度决定的。“闻其声知其人”不同的人声音的音色不同。“小小秤砣压千斤”杠杆原理。“墙内开花墙外香”分子的运动（扩散现象）。“以铜为鉴，可以正衣冠”；“半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊”光的反射。“立竿见影，坐井观天，所见甚小”；“月有阴晴圆缺”；“一叶障目，不见泰山”光的直线传播。“人往高处走，水往低处流”重力影响。“霜前冷，雪后寒”物态变化中的吸热和放热。“坐地日行八万里”揭示了运动和静止关系，运动是绝对的，静止总是相对参照物而言的。,（6）利用科学故事启迪学生提出问题,（7）通过自身体验提出问题,在探究电磁感应现象时，先讲述丹麦物理学家奥斯特根据电和磁存在许多相似的现象而

17、提出了电能不能产生磁的问题，进而经过长期不懈的实验终于发现了电生磁的现象而载入史册，学生听完故事后受到启迪，会提出相反的问题：磁能不能生电呢？,讲力的作用是相互的时，学生通过手弹课桌，提出：手为什么会疼？讲摩擦力时让一个大同学与一个小同学进行扭瓶盖比赛，大同学扭一个涂有油的瓶盖，小同学扭一个盖上有齿纹的瓶盖，结果是小同学扭开了而大同学没有扭开，学生们很想知道原因，从而提出小同学为什么比大同学的“力量大些”？讲压强时，让一男一女二个同学比赛顶棍子，由于女同学顶的一端粗，女同学赢，从而提出：女同学为什么能赢男同学？通过分析发现输赢不仅跟力有关而且与受压的面积有关。,赏析一道物理探究题中国教师报,星

18、期天，周强的爷爷听说周强学了光学知识，非常高兴，就对周强说：“强强，你学习了知识，要牢固地掌握好知识，关键还是要把知识运用到实际生活中去。现在，爷爷来考考你，这是爷爷戴的老花镜，你来帮爷爷确定眼镜的度数。”周强应该怎样做呢？你来帮他吧！（1）试问爷爷的戴的是什么类型的镜子？,（2）写出测量爷爷眼镜度数所需要的器材。,凸透镜,太阳光 刻度尺 白纸,（3）写出你的具体的测量方法或者步骤。,把凸透镜正对太阳光，在凸透镜的另一侧放一张白纸，然后移动凸透镜直到白纸上出现明亮的光斑时，测量凸透镜到白纸的距离，即为焦距，最后进行计算。,（4）你自己假定一个合适的焦距（比如10cm、或20cm、30 cm、40 cm等），算出镜子的度数来。,假定凸透镜的焦距是10cm，则=1/f=1/0.2m=10m-1，度数为5100=500度。,（5）周强和同学正在忙乎，爷爷又进来了，手里拿着几副眼镜，对周强说：“强强，这几副眼镜是我曾经用过的，现在已经坏了，不能用了，你拿去做两个玩具吧”，你和周强能够利用爷爷废弃了的眼镜做几个玩具吗？想想办法吧，然后告诉同学们。（选自北京师范大学出版社出版的新课程3维同步训练与评价（八年级物理上）一书）,可以做成显微镜，放大镜或望远镜等,