《开展活泼有效的科学探究活动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《开展活泼有效的科学探究活动（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、小学科学探究活动的组织与开展,贵阳市第二实验小学 马巧凤,正确理解科学探究的涵义,什么是探究？什么是科学探究？按照我国的（汉语大词典）的解释，探究是指“探索研究”，即努力寻找答案、解决问题。 人们解决问题的活动即探究虽然复杂多样，但大体上可将其分为广义和狭义两种。,什么是广义的探究？,广义的探究泛指一切独立解决问题的活动。人们通常所说的追根究底、好奇、好问，企图自己弄清事理，实际上是广义探究的日常表现。可以说，它既指科学家的专门研究，也指一般人的解决问题的活动；既包括成人那种深思熟虑式的“思想实验”，又包括儿童那种尝试错误性的摸索或探索；既有自觉的，又有自发的；既可能是新颖独创的，又可能是模仿
2、的。可以说，广义的探究倾向是人类的天性，人皆有之。,什么是狭义探究？,狭义探究专指科学探究或科学研究。与广义探究相比，科学探究有很大区别，在对象和方式上有其特殊性。对此，美国学者韦尔奇等人作了简单的说明：“探究是人类寻求信息和理解的一般过程。从广义上说，探究是一种思维方式。科学探究是一般探究的子集（subset），它的对象是自然界，是在某种信仰和假设的指导下进行的。”即科学探究是对自然界的一种有理论指导的探究。,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。其特点是采用有秩序的和可重复的过程；简化调查研究对象的规模和形式；运用逻辑框架作解释和预测。探究的操作活动包
3、括观察、提问、实验、比较、推理、概括。表达、运用及其它活动。,认识科学探究的本质,科学探究在本质上是科学家用来解决自然领域或科学问题的一种思维方式，它追求知识的确凿性，即对任何理论不轻信盲从，不迷信权威，而是用证据来证明。与其他形式的思维相比，科学思维具有广阔性、深刻性、独立性和敏捷性等特点。正因为科学思维具有这些特点，它才能揭示客观世界中纷繁复杂现象的本质，发现它们之间的相互关系，掌握自然发展的规律。,了解科学探究的过程。,科学探究是一种过程，有一定的活动程序或阶段。尽管科学有许多门类，科学家都有各自的研究领域，不同科学家研究问题的方式、途径和手段也有所不同，因而不存在统一的研究模式，但无论
4、他们从事哪一门类或哪一领域的研究，从发现问题到解决问题，都要大体上经过这样一些类似的活动过程或阶段：形成问题，建立假设，制定研究方案，检验假设，作结论。正是上述这些活动过程构成了被称为“探究”的科学过程，进而也成为判断某种活动是否是科学探究活动的依据。,科学探究的基本程序：,提出问题 猜测结果 制定计划 观察、实验、制作 搜集证据 进行解释 表达与交流 形成对科学探究的认识（情感、态度、价值观）,了解中小学科学教育的发展轨迹,回眸二十世纪世界中小学科学教育的发展轨迹，大致经历了以下几个阶段： 科学知识-科学方法-科学素养 第一阶段：二十世纪初-六十年代初。特征：知识本位。 这一时期受培根的名言
5、“知识就是力量”的影响较大。关注科学事实、科学原理、科学定律、科学概念的传授，科学方法主要是老师讲授加演示实验。,第二阶段：六十年代-七十年代中期，特征：能力本位。 二战以后，科学技术开始突飞猛进地发展，呈现现出“知识激增”和“知识的陈旧率加快”的两种现象。人们开始意识到应用广泛的科学方法比掌握具体的科学知识更重要，这一时期，将提出问题和解决问题的方法结合成为新的教材编制的方式。“方法比知识更重要”成为这一时期的新格言。,第三阶段：七十年代末-至今。特征：人本位。 近三十年来，又出现了培养科学素养为科学教育最高宗旨的发展趋势。科学素养是一个融科学知识、科学方法、科学态度、科学价值观等为一体的复
6、合概念。 近年来，人类普遍认同科学技术在高速发展的同时也给人类的生产生活带来影响。科学是双刃剑，没有正确的价值观，科技越发达，对自然带来的破坏越大。（塑料、洗涤剂、洗衣粉）仅重视科学知识、科学方法的科学教育只是科学教育的一半，教育的新格言“还教育的另一半”，为世纪之交的科学教育开辟了新的视野。,当前国际科学教育的发展趋势,教学以学生为中心 强调手、脑结合 进行“真实”问题的学习 采用探究法教学 重视交流技能的培养 实施写实性评价,认识小学科学课的学科性质,中国国家小学科学课程标准指出：小学科学课是以培养学生科学素养为宗旨的启蒙课程。 学科教育的目的是培养学生的科学素养。 小学科学课程的定位是科
7、学启蒙。,什么是科学素养？,科学素养主要是指必要的科学知识、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观，以及运用科学知识和方法解决问题的意识和能力。从这里我们不难看出，科学素养的基本要素有四个：一是科学知识与技能，二是科学方法与能力，三是科学行为与习惯，四是科学精神、态度与价值观。最核心部分是科学精神、态度与价值观，中间部分是科学知识、技能、方法、能力，最外围部分是科学行为与习惯。这是关于小学科学课程的基本定位问题。,标准所倡导的科学素养是一个复合概念，它包含了科学知识、科学探究以及情感态度与价值观三个方面。,科学探究的基本程序：,提出问题 猜测结果 制定计划 观察、实验、制作 搜集证据
8、 进行解释 表达与交流 形成对科学探究的认识,中小学课堂中提到的科学探究 指什么：,现在使用的科学探究具有双重含义：一方面，指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据作出解释的各种方式。 另一方面，指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。（探究式学习） 在讨论科学教育的文献中，不管是使用探究还是科学探究这个词，除特别注明外都是指探究式的学习活动而非科学家的探究。,科学探究的基本技能及在教学中的运用：,探究活动除了遵循一定的步骤外，还要采用一系列的方法。科学探究所使用的方法即科学方法，作为科学活动的必备心理素质，科学方法又常被称为科学过程技能或探究技能。,1观察：,
9、包括通过感官和凭借仪器设备两方面。要进行研究必须先占有资料，而要获得可靠的资料就需要作观察。不进行观察或缺乏观察技能，就不能获得有价值的科学事实。在科学研究活动中，科学家必须亲自动手作直接的观察，以便取得第一手资料。俄国生理学家巴甫洛夫十分重视观察在科学研究中的作用，写下了“观察、观察、再观察”的座右铭。,一些植物还具备自动播种的特殊装置，有一种名为“喷瓜”的植物，它会结出带有毛刺的其貌不扬的小瓜，你可知道它的奥秘？当瓜成熟时，只要稍有触动，它便会脱落，并在瞬间从顶端将瓜内的种子喷射出去，射程可达 6米，“喷瓜”也因此得名。,2分类：,这是将观察到的事物加以整理的过程，分类后有利于作进一步观察
10、。科学家为了使调查研究条理化，创造了种种分类的方法。可以说，早期的生物学实际上就是在分类的基础上形成的。,植物,单子叶植物,双子叶植物,根的形态,直根,须根,3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。运用数学语言来描述和分析资料，既省事又能说明问题。所以科学家常常从事计算、测量、制图、列方程式等工作。,实验二小男女生身高体重调查表,4测量：,运用尺子、天平、温度计、量杯等有助于获取准确的研究资料，复杂的测量涉及到高度精密的仪器，需要对仪器的误差加以计量和校正。,5应用空间与时间关系：,指使观察对象在时空架构中获得定位，包括对形状、距离、运动和速度的研究及应用等。,6交流：,就是
11、将观察的结果呈现出来，方式包括数字、图表。图片或语言文字等。通过交流，观察结果才得以公开、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。,师生的交流,师生间的交流,课堂上的指导：,同学的交流与会话：,7预测：,科学远不只是对所观察到的现象进行说明，提出聪明的猜想或预言，也是科学家工作的重要组成部分。他们常提出“如果又会怎样？”这样的问题来提出猜想、设计研究思路，使心中怀着某种观念去作观察或进行检验。,声音是怎样产生的同学提出猜测：声音是由于敲击物体产生的，声音是两个物体相互摩擦产生的 测量摆的快慢同学提出猜测：摆的快慢可能受到摆锤大小的影响、可能受到摆线长短的影响、还
12、可能受到摆幅大小的影响,8推理：,这是另一种猜测，是对观察到的现象作解释、思考和逻辑分析。推理能导致某种结果，它有时比观察本身更为有用。科学便是在不断的推理和验证中向前发展的。,叶的蒸腾作用同学们看到包在叶子外面的塑料袋里面的水珠后推测：这些水珠是从哪里来的呢？塑料袋是严严的包裹在树叶上的，我们只是向树叶的根部浇水，而水分却跑到了熟料袋里面，这只有一种可能，就是树叶将水分蒸发了,9下定义:,定义可以使表达简练明了。科学家事先给某个词或某个术语规定明确的涵义后，那么就可以反复使用，以代替罗嗦的说明。设想一下，没有基本的科学概念，科学交流是如何的混乱和困难。,导体与绝缘体像铜丝那样容易让电流通过的
13、物体，称为导体。 像塑料那样不容易让电流通过的物体，称为绝缘体。,10形成假设：,假设是对所要研究的问题提出暂时性的回答，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统的有理论猜测，即系依据的猜测。,声音是怎样产生的同学们提出假设：如果声音是由于物体振动产生的，那么，让物体停止振动，声音就会停止 测量摆的快慢同学们提出假设：如果摆线的长短能影响摆动的快慢，那我们将摆线按比例增长，摆锤的大小、摆幅的大小保持相同看看会怎让,11解释数据：,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
14、假设，进而寻求所研究问题的答案。,测量摆的快慢实验记录表:,12控制变量：,控制变量的技能在科学研究中至关重要，它涉及到实验能否成功，能否真正揭示事物的因果关系。它包括两个方面：一是抓住要观察的对象，将其突显出来，以便集中观察；二是减少或根本排除干扰因素，以便发现因果联系。,怎样加快溶解的速度：,13实验：,实验事实上是人为的一种观察，所以有人说观察是被动的实验，实验是主动的观察。在17世纪伽利略发明这一方法之前，科学进展缓慢，举步维艰，随着实验法的产生和完善，科学进步简直是日新月异，故有“科学是实验的科学”之说。也可以说，一个科学家的实验能力的大小，是其研究水平的一个重要标志。,实验类型：,
15、观察、测量、分类、对比、模拟。,探究活动中应该关注 的 几个问题：,探究式学习的多元化设计模式：,探究式学习有多元化的设计模式。可将探究式学习区分为两大类：接受式探究与发现式探究。,接受式探究学习的特点;,在接受式探究学习中，学生主动从现有资料或现有资源（如图书馆、互联网、科技场馆等）中直接搜集或向相关人士直接询问，所搜集到的资料是现成的，顶多只需略加整理即可。由于学生从现有资源中主动搜集现成信息，因此是接受式的探究学习。（如：地震的成因、火山的成因、四季星空）,发现式探究学习的特点：,在发现式的探究学习中，没有现成信息可以直接搜集到，而必须由探究者经过观察、实验、调查、解读、研讨等活动过程，
16、通过整理分析来获取或发现。如“观察各种各样的种子”。（观察）“看谁能吹出最大的肥皂泡”。（问题解决）“探究摆的快慢与什么因素有关”。（实验-变量定性分析）“测量一杯水温度的持续变化”。（变量定量分析）研讨：鸟类就是会飞的动物吗？（概念澄清）,探究式科学教育中容易引起误解的问题,误解（1）：探究式教学必须遵循一定的步骤，它是实施科学教育唯一的有效途径。 误解（2）：动手做或做中学是区分探究式教学和传统式教学的标准，没有动手做就不是探究。,探究性学习要求教师充当促进者的角色。,要推进探究性学习，教师的角色就必须转变。美国人本主义教育家罗杰斯在对传统教育进行深刻批判的基础上，对教师提出了新的更加开放的要求：教师必须是促进学生自主学习的“促进者”，而非传统的只注重“教”的“传授者” 。探究教学的典型特征是，教师不直接告诉学生与
