科學(xué)(首師大版)1-8冊(cè)教材簡(jiǎn)介

科學(xué) 首師大版 第1 8冊(cè) 教材培訓(xùn)王素英2013 7 11wangsuying123 一 本套教材內(nèi)容回放 首師大版科學(xué)教學(xué)內(nèi)容一覽表共8冊(cè)47個(gè)單元156課 1教材設(shè)計(jì)的特色 貼近生活 生動(dòng)活潑 有趣味 發(fā)展學(xué)生的興趣和好奇心 有彈性 可自主選擇 改革表達(dá)模式 具有開放性和靈活性 突出實(shí)踐活動(dòng) 促進(jìn)科學(xué)能力的發(fā)展 繼承和發(fā)展傳統(tǒng)的科學(xué)教育經(jīng)驗(yàn) 關(guān)注兒童的年齡特征 遵循兒童的認(rèn)知特點(diǎn) 注重思維能力的培養(yǎng) 如比較 分類 歸納 概括 分析 綜合等 注重觀察 實(shí)驗(yàn) 制作等動(dòng)手實(shí)踐等 開發(fā)教學(xué)資源 自然資源 社會(huì)資源等 關(guān)注教學(xué)評(píng)價(jià)注意學(xué)科間的聯(lián)系 科學(xué)發(fā)展史的教育設(shè)計(jì)與制作探究式科學(xué)教育呈現(xiàn)科學(xué)探究式的學(xué)習(xí)方式 關(guān)注教學(xué)評(píng)價(jià)課文中的評(píng)價(jià) 各冊(cè)中的自我測(cè)試 自我評(píng)價(jià)與他人評(píng)價(jià) 形成性評(píng)價(jià) 我的科技新聞卡 我的科學(xué)探究故事等 地域特色地方資源 如科技場(chǎng)館 科普基地等 總之 教師好教 學(xué)生好學(xué) 2科學(xué)概念與技術(shù)教育的滲透 物質(zhì) 系統(tǒng) 三 四年級(jí) 結(jié)構(gòu)和功能 四 五年級(jí) 能與能的轉(zhuǎn)化 四 五年級(jí) 運(yùn)動(dòng)與變化 五 六年級(jí) 相互關(guān)聯(lián) 五 六年級(jí) 設(shè)計(jì)與制作 四 五 六年級(jí) 第1 2冊(cè) 人與自然 地球系統(tǒng) 四大圈層 基本操作 核心概念 第1 2冊(cè) 動(dòng)物植物物質(zhì)是客觀存在的物質(zhì)是有其特征的水空氣大地 第3 4冊(cè) 結(jié)構(gòu)與功能 生活與技術(shù)科學(xué)探究 核心概念 第3冊(cè) 經(jīng)歷科學(xué) 探究擺測(cè)溫 根和莖 物體是有結(jié)構(gòu)的能有不同的形式電磁聲 核心概念 第4冊(cè) 生活中的空氣花和果實(shí)共有的家園結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)關(guān)愛健康設(shè)計(jì)與制作 結(jié)構(gòu) 第5冊(cè) 運(yùn)動(dòng)與變化 生活與技術(shù)科學(xué)探究 核心概念 第5冊(cè) 水蠟銹霉運(yùn)動(dòng)與變化力材料星球探索 第6冊(cè)教材內(nèi)容 核心概念 第6冊(cè) 機(jī)械與工具熱與生活能的形式與轉(zhuǎn)化光與生活設(shè)計(jì)與制作 轉(zhuǎn)化 能源與生活 第7冊(cè)教材內(nèi)容 科學(xué)概念 人體的秘密生物與環(huán)境事物之間是有聯(lián)系的身邊的運(yùn)動(dòng)地球的運(yùn)動(dòng)科學(xué)考察 第8冊(cè)教材內(nèi)容 科學(xué)學(xué)習(xí)能力 觀察 實(shí)驗(yàn) 比較 分類 描述類比 歸納 概括 演繹預(yù)測(cè)與推理 記錄數(shù)據(jù) 搜集證據(jù) 解釋結(jié)論 應(yīng)用遷移控制變量 對(duì)比的觀察與實(shí)驗(yàn) 使用工具和儀器 繪圖其他 情感態(tài)度與價(jià)值觀 科學(xué)本質(zhì) 求實(shí)證尊重事實(shí) 用數(shù)據(jù)說話注重經(jīng)歷 感受與體驗(yàn)重在應(yīng)用 舉一反三 二 教學(xué)中幾個(gè)重要的提示 探究式科學(xué)教育科學(xué)解釋幾種研究方法及過程技能目標(biāo)達(dá)成的檢測(cè) 關(guān)于探究式科學(xué)教育 探究式科學(xué)教育的特征 求實(shí)證與解釋 教師的作用 有效地指導(dǎo)探究學(xué)習(xí) 學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的表現(xiàn) 求新知的欲望與科學(xué)能力的養(yǎng)成 解釋的表達(dá) 對(duì)科學(xué)的本質(zhì)是解釋的認(rèn)識(shí) 使人們空前關(guān)注科學(xué)概念的描述 因?yàn)榻忉屖强茖W(xué)的產(chǎn)物 概念是解釋的表達(dá)方式 解釋的產(chǎn)生來源于科學(xué)探究的全過程 科學(xué)觀念與思想 概念是有組織的 有不同覆蓋程度的 用抽象語言表達(dá)的 超越主題和事實(shí)的一些觀念和思想 科學(xué)概念包括科學(xué)的觀念和對(duì)科學(xué)的看法發(fā)展學(xué)生正確的科學(xué)觀念 比讓他們掌握大量事實(shí)性的信息更受到重視 幫助學(xué)生發(fā)展科學(xué)概念 在探究式學(xué)習(xí)中 學(xué)生的科學(xué)概念 探究能力和情感態(tài)度價(jià)值觀是同步發(fā)展的 從發(fā)展科學(xué)概念的角度 學(xué)生的學(xué)習(xí)可以分為檢驗(yàn)觀念 拓展經(jīng)驗(yàn) 形成新的觀念三個(gè)階段 學(xué)生科學(xué)概念的發(fā)展過程將遵循 熟悉事物 小觀念 大觀念 更大的觀念 理論和原理系統(tǒng)的順序 這個(gè)過程不會(huì)反向而行 教學(xué)要根據(jù)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)一步一步地拓展他們的觀念 而不要跑到他們經(jīng)驗(yàn)的前面是很重要的 概念關(guān)系圖 從課程內(nèi)容中提取出來觀點(diǎn)和專業(yè)術(shù)語 將它們以直觀的形式畫在圖中 顯示了它們的名稱和相互間的關(guān)系 視覺信息和言語信息的整合促進(jìn)了對(duì)概念的理解 概念關(guān)系圖的關(guān)鍵在于清晰地表示了一個(gè)項(xiàng)目與其他項(xiàng)目的關(guān)系 概念關(guān)系圖以圖表的形式代表各個(gè)組成部分之間的關(guān)系 概念圖 用圖形化的形式顯示概念或多個(gè)概念之間的聯(lián)系的方式 由節(jié)點(diǎn) 連線 連接詞 實(shí)例組成 幾種研究方法 一 觀察與描述 二 比較與分類 三 實(shí)驗(yàn)與模型 觀察 即人們?cè)谧匀粭l件下 通過感覺器官或借助科學(xué)儀器 有目的 有計(jì)劃地感知客觀對(duì)象從而獲得事實(shí)的一種研究方法 以是否通過中介物為標(biāo)準(zhǔn) 分為直接觀察和間接觀察 直接觀察指通過感官在事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)客體的觀察 間接觀察 其一 指以感官通過某些儀器來觀察客體的方法 其二 指對(duì)事發(fā)后留下的痕跡 如照片 錄像 錄音 等進(jìn)行推測(cè)的觀察 調(diào)查也是小學(xué)生認(rèn)識(shí)生命世界的常用形式 它更趨向于一種實(shí)踐活動(dòng) 但從研究方法來看 它其實(shí)是一種大范圍內(nèi)的觀察 需要指出的是 文獻(xiàn)資料的專題收集也是一種調(diào)查活動(dòng) 一 觀察與描述 注意 觀察要有記錄 記錄要客觀 對(duì)觀察結(jié)果的記錄 實(shí)際上是對(duì)觀察對(duì)象的描述 例如 蝸牛 由于受年齡特點(diǎn)和認(rèn)識(shí)水平的限制 兒童早期主要用感官直接觀察周圍的生命事實(shí) 并進(jìn)行定性描述 隨后發(fā)展到借助工具進(jìn)行間接觀察 一些觀察還往往需要預(yù)先對(duì)觀察對(duì)象進(jìn)行解剖 隨著定量觀察 觀測(cè) 的產(chǎn)生 定量描述將觀察結(jié)果體現(xiàn)得更科學(xué)和簡(jiǎn)明 觀察結(jié)果的描述漸漸嚴(yán)謹(jǐn)?shù)骄哂薪y(tǒng)計(jì)學(xué)的意義 比較 是從具有同一性的事物中尋找差異 或從具有差異性的事物間尋找統(tǒng)一性的思維方法 按屬性的數(shù)量分為 一種屬性的單項(xiàng)比較 多種屬性的綜合比較 多種比較 才能認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)屬性橫比 按時(shí)空的區(qū)分 可分為空間上比較 即同時(shí)存在的兩個(gè)獲兩個(gè)以上的研究對(duì)象進(jìn)行對(duì)比 以確定相同和不同 縱比 即時(shí)間上的比較 是對(duì)研究對(duì)象不同發(fā)展階段的比較 還有一種類比 是將研究對(duì)象與已知對(duì)象進(jìn)行對(duì)比 分類 是在觀察的基礎(chǔ)上 根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物體或事件進(jìn)行分組或排序 二 比較與分類 人們通常說的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是一種人為條件控制下的生命過程的再現(xiàn) 這是生命科學(xué)研究的另一種重要方法 如果由于種種原因 直接用研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)非常困難或者簡(jiǎn)直不可能時(shí) 可用模型代替研究對(duì)象來進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 這就是模型實(shí)驗(yàn) 三 實(shí)驗(yàn)與模型 例如 生命世界 的大部分內(nèi)容以 觀察 調(diào)查 研究方法為主不同 生命的基本需求 和 環(huán)境對(duì)生物的影響 等內(nèi)容是以實(shí)驗(yàn)為主要研究方法的 例如 以驗(yàn)證植物生長(zhǎng)和陽(yáng)光的關(guān)系的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn) 以生態(tài)瓶模擬生態(tài)系統(tǒng)的模型實(shí)驗(yàn) 以探究植物種子萌發(fā)的條件 探究莖根的作用 探究植物的向性運(yùn)動(dòng)等探究式實(shí)驗(yàn) 由于實(shí)驗(yàn)涉及的影響因素往往較多 為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確 要注意設(shè)置對(duì)照 并適當(dāng)增加重復(fù) 同時(shí)識(shí)別與控制變量 給出具體的操作性定義 盲人摸象需 會(huì)診 三個(gè)盲人被要求描述大象長(zhǎng)成什么樣子 第一個(gè)盲人摸到了大象的尾巴 便說 大象就像一根繩子 第二個(gè)盲人摸到了大象的鼻子 便說 大象就像一條蛇 第三個(gè)盲人摸到了大象的腿 便說 大象就像一個(gè)樹干 三人中誰對(duì) 都不對(duì) 都對(duì) 三人的結(jié)論都不充分 但他們都使用了科學(xué)的方法 因?yàn)槊總€(gè)人都利用他收集的信息作為證據(jù) 然后嘗試著形成對(duì)這個(gè)未知?jiǎng)游锏男睦碛跋?他們每個(gè)人形成的影像都不全面 反應(yīng)出每人收集到的證據(jù)的局限性 這三個(gè)盲人怎樣才能設(shè)法將大象描述的更準(zhǔn)確呢 會(huì)診 他們可以將自己的信息集中到一起 進(jìn)行交流 可以進(jìn)行進(jìn)一步的觀察 摸取其他位置 形成全面的認(rèn)識(shí) 這種 會(huì)診 借助大量觀察與操作 借助交流與推理 這些盲人就會(huì)形成對(duì)大象結(jié)構(gòu)的一種理論或模型 達(dá)到 盲人不盲 的目的 看看盲人摸象 這正是我們教學(xué)的一個(gè)模式 我們?cè)谏险n的時(shí)候要教給學(xué)生的內(nèi)容知識(shí) 就像是那些瑣碎的個(gè)人信息 基于這些同樣的教學(xué)內(nèi)容 學(xué)生會(huì)形成不同的理解 形成不同的答案 也就像是做研究一樣 我們收集到的可能是一樣的數(shù)據(jù) 但是不同的研究者得出了不同的結(jié)論 盲人不盲 重要的一點(diǎn)是讓學(xué)生們意識(shí)到 不管學(xué)習(xí)多長(zhǎng)時(shí)間 都不可能把一個(gè)領(lǐng)域的所有知識(shí)都學(xué)窮盡 但是他們無論學(xué)習(xí)什么學(xué)科 都可以用探究的這個(gè)過程來學(xué)習(xí) 這個(gè)過程是始終存在的 這就是科學(xué)是如何工作的 盲人不盲 的實(shí)踐活動(dòng) 科學(xué)家是怎樣進(jìn)行科學(xué)探究的 科學(xué)家是通過不斷探究來 做科學(xué) 的 即 觀察現(xiàn)象 提出問題 尋找實(shí)證形成理論 發(fā)現(xiàn)更多的信息或挑戰(zhàn)他人已形成的觀點(diǎn) 簡(jiǎn)言之 科學(xué)探究是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律 獲取科學(xué)知識(shí)的主要過程和方法 科學(xué)探究一般都包括提出和聚焦問題 設(shè)計(jì)研究方案 收集和獲取證據(jù) 整理信息 分析數(shù)據(jù) 得出結(jié)論 表達(dá)與交流五個(gè)重要的要素 關(guān)于科學(xué)探究的過程技能 科學(xué)過程技能一般包括12步 觀察 分類 測(cè)量 預(yù)測(cè) 推斷 交流 表達(dá) 識(shí)別與控制變量 形成與驗(yàn)證假設(shè) 解釋數(shù)據(jù) 界定變量的操作定義 實(shí)驗(yàn)與建立模型 一 觀察 耳聞易忘 目睹為實(shí) 躬親則明 知識(shí)永遠(yuǎn)不能替代真實(shí)的觀察 1 觀察的意義 觀察是研究自然科學(xué)的最基本的方法 人們認(rèn)識(shí)自然 探究世界 總是從觀察開始 觀 是動(dòng)用一切感覺器官去接受各種信息 包括耳聞 目睹 手摸 鼻嗅 舌嘗 察 就是考察 了解事物 是用腦積極思考 分析 因此觀察不僅要會(huì) 觀 還要會(huì) 察 才能有所收獲 觀察是一種有目的 有計(jì)劃 比較持久的知覺活動(dòng) 它是以視覺為主 融其他感覺為一體的綜合感知 是知覺的一種高級(jí)形式 2 觀察的特點(diǎn) 1 觀察是一種感性的認(rèn)識(shí)活動(dòng) 它記錄和報(bào)導(dǎo)事實(shí) 為自然科學(xué)的研究提供經(jīng)驗(yàn)事實(shí)材科 觀察具有感性認(rèn)識(shí)活動(dòng)的長(zhǎng)處和短處 2 觀察的目的性和計(jì)劃性 人們正是根據(jù)所要解決的科學(xué)研究任務(wù) 確定了觀察的對(duì)象 觀察的角度 觀察的步驟等等 這一特點(diǎn) 使觀察區(qū)別于一般的感性認(rèn)識(shí)活動(dòng) 3 觀察的分類 觀察包括自然觀察和科學(xué)實(shí)驗(yàn)兩大類 自然觀察是指人們對(duì)自然界的現(xiàn)象不作任何變革而進(jìn)行的一種觀察 科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是人們根據(jù)科學(xué)研究的任務(wù) 利用專門的儀器對(duì)被研究對(duì)象進(jìn)行積極的干預(yù) 人工地變革和控制被研究對(duì)象 以便在最有利的條件下對(duì)它們進(jìn)行觀察 4 什么是觀察法 觀察法是指研究者按照一定的計(jì)劃 為實(shí)現(xiàn)一定的研究目標(biāo) 對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng) 全面的觀察 從中收集各種現(xiàn)象資料 并進(jìn)行分析研究的方法 直接觀察是指人們主要通過感覺器官來對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行直接的觀察而獲得相關(guān)信息的過程 比如用肉眼觀察天體的位置和分布 間接觀察是指人們借助儀器設(shè)備來對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行觀察 間接地獲得關(guān)于研究對(duì)象的相關(guān)信息 它使觀察的范圍在深度和廣度上都發(fā)生了質(zhì)的變化 5 小學(xué)生觀察的特點(diǎn) 1 隨意性 2 情緒性 3 籠統(tǒng)性 6 如何培養(yǎng)學(xué)生的觀察技能 1 學(xué)習(xí)科學(xué)正確的觀察方法 在訓(xùn)練中形成觀察技能 有目的觀察 有序的觀察 花的結(jié)構(gòu) 細(xì)心的觀察 丁香花等 流動(dòng)空氣箱內(nèi)外多角度的觀察 花顏色 形狀 表皮 結(jié)構(gòu)等方面的 還要關(guān)注它們?cè)跉馕?味道 生長(zhǎng)有比較地觀察 四季變化 一課 可引導(dǎo)學(xué)生觀察同一地點(diǎn)不同季節(jié)的不同現(xiàn)象 尋找動(dòng)植物的變化 人們衣食著裝的不同 引發(fā)對(duì)四季成因的猜想 持之以恒地觀察 如 種子與新植株關(guān)系時(shí) 觀察種子長(zhǎng)成新植株的過程就是一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間觀察和記錄的過程觀察要有記錄 記錄要客觀 如 對(duì)蝸牛的觀察 蝸牛嘴里有很多牙 不能寫出推理結(jié)果 蝸牛嘴里有一萬多顆牙 一碰蝸牛 頭就縮回去了 不能寫成帶有個(gè)人色彩的 蝸牛是個(gè)膽小鬼 觀察的現(xiàn)象一般不超過兩個(gè)變量 例如 水的觀察 提供純凈水或自來水 觀察水的性質(zhì) 無色 無味 透明等 提供污濁的河水或湖水 觀察水的污染 每次觀察一個(gè)主題 如果將純凈水和污濁的河水提供給學(xué)生 同時(shí)觀察兩個(gè)主題 學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識(shí)會(huì)產(chǎn)生混亂 例如 觀察擺角 變量一 擺長(zhǎng) 變量二 擺球質(zhì)量 變量三 對(duì)擺動(dòng)周期 因變量 的影響 每次控制兩個(gè)變量不變 觀察一個(gè)變量的變化對(duì)因變量產(chǎn)生的影響 2 充分發(fā)揮記錄單的功能 指引學(xué)生進(jìn)行正確觀察并記錄 解剖花的結(jié)構(gòu)記錄單 觀察高錳酸鉀顆粒在水中的變化 水能溶解哪些物質(zhì)的觀察記錄單 3 引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行課后觀察 將觀察活動(dòng)延伸到課外 課后觀察是課堂教學(xué)的延續(xù) 校園 家庭 社會(huì) 大自然才是孩子們學(xué)科學(xué)用科學(xué)大有作為的更廣闊天地 實(shí)驗(yàn) 種植 飼養(yǎng) 采集例如 在 植物的花和果實(shí) 單元中 教師可安排學(xué)生進(jìn)行種植白菜花 采集與觀察不同植物的花 尋找特殊的果實(shí)等學(xué)生比較感興趣的課外觀察與實(shí)踐活動(dòng) 在這些活動(dòng)中訓(xùn)練學(xué)生長(zhǎng)期觀察記錄 關(guān)注身邊植物的習(xí)慣 二 分類 物以類聚 人以群分 瑞典著名植物分類學(xué)家林奈按照一個(gè)分類系統(tǒng)和生物 雙名命名法 規(guī)則 所有的植物都可以根據(jù)花的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)歸于24個(gè)綱 綱下又可分為目 科 屬 種所組成的各個(gè)分類等級(jí) 為植物學(xué)研究做出了巨大貢獻(xiàn) 1 分類的意義 分類可以使大量繁雜的材料條理化 系統(tǒng)化 從而為科學(xué)研究工作創(chuàng)造條件 分類 是在觀察的基礎(chǔ)上 根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物體或事件進(jìn)行分組或排序 2 分類的方法 1 順序排列法順序排列法就是把一些事物按照某一個(gè)屬性依次排列 如按事物的大小 輕重 形狀 顏色 等進(jìn)行排列 順序排列法比較簡(jiǎn)單 較適合小學(xué)低年級(jí)學(xué)生 小學(xué)生理解一般不會(huì)有太大的困難 要特別注意的就是劃分的屬性必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) 2 二分法 多級(jí)二分法 二分法 將事物按一定的標(biāo)準(zhǔn)分為二類 多級(jí)二分法 分類的依據(jù)是事物之間的不同之處 按一定標(biāo)準(zhǔn)每次把事物分成二類 直到不能分為止 多級(jí)二分法要遵循以下規(guī)則 1 每次按一定標(biāo)準(zhǔn)分成二類 2 在選用標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 最好用 是 或 不是 模式 主要是因?yàn)椴蛔屇骋恍┦挛镌诜殖啥悤r(shí) 無所適從 3 每個(gè)事物只能占一個(gè)位置 直到不能分為止 3 學(xué)生分類能力的培養(yǎng) 分類是貫穿整個(gè)科學(xué)活動(dòng)過程的一種能力 學(xué)生根據(jù)觀察某一事件的多個(gè)樣例得出結(jié)論 需要分類能力 學(xué)生在形成假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中要識(shí)別變量 也離不開分類能力 例如 在研究什么因素影響降落傘下降速度快慢時(shí) 需先根據(jù)降落傘的不同特征將其進(jìn)行分類 如根據(jù)傘面的大小 重量 以及下降的速度等 為此 需要識(shí)別出每一個(gè)降落傘都有多種屬性 如重量 下降速度 一旦把這些屬性加以分類 就能開始研究了 1 注重比較能力的訓(xùn)練 比較能力是分類能力的基礎(chǔ) 是從具有同一性的事物中尋找差異 或從具有差異性的事物間尋找統(tǒng)一性的思維方法 由一事物或概念想到其相近的事物或概念 使所有學(xué)生的思維都呈現(xiàn)積極狀態(tài) 如 學(xué)生在觀察蝸牛時(shí) 從蝸牛的外形想到鼻涕蟲 田螺等動(dòng)物 教師也可以引導(dǎo)學(xué)生由一事物想到在性質(zhì)和形態(tài)上相似的另一事物 如 在對(duì)水的觀察中 聯(lián)想到類似于水的其它液體 就像醬油 菜油 醋 汽油等 2 制定科學(xué)的分類標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)平行的分類體系 在從事分類時(shí) 一般可以依據(jù)物體的性質(zhì)如形狀 顏色 大小等來分類 也可以依據(jù)事物變化過程中的共同差異來分類 將調(diào)查的性質(zhì)內(nèi)容按順序列表整理 如將具有該性質(zhì)的 不具有該性質(zhì)的 列入表內(nèi) 再根據(jù)填入表格的記錄做成統(tǒng)計(jì)圖表 進(jìn)行分類研究 另外 分類標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)統(tǒng)一 同一事物的分類必須根據(jù)同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 避免出現(xiàn)分類重疊和混亂現(xiàn)象 分類內(nèi)容要有一定的順序性 分類一般遵循由大范圍到小范圍逐級(jí)分類的原則 應(yīng)科學(xué)地選擇逐級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn) 避免出現(xiàn)越級(jí)分類的錯(cuò)誤 換言之 分類后的兩組之間在邏輯上是平行關(guān)系 即一組與另一組完全對(duì)立 排斥 如將物質(zhì)分為 金屬 和 非金屬 不能將物質(zhì)分為 金屬 和 人造材料 例如 每一個(gè)金屬都有幾種屬性 顏色 光澤 導(dǎo)電 軟硬 延展等 另外 還必須認(rèn)識(shí)到物體可能有幾種屬性 如 某個(gè)金屬?gòu)能浻瞾砜词擒浀幕蛴驳?但從顏色來看是銀灰色或紅棕色 告訴學(xué)生檢驗(yàn)是否平行分類的最佳方法 是將一個(gè)新物體放入已有的分類體系中 看它是否只能歸到其中的一類 如果是 這個(gè)分類就是有效的 否則就是不恰當(dāng)?shù)?例1 給動(dòng)物分類 例2 某個(gè)小組的同學(xué)將下列動(dòng)物分成為三類 分析他們的分類標(biāo)準(zhǔn) 第一類 羊 蝸牛 馬 鸚鵡 第二類 狼 瓢蟲 避役 魚鷹 第三類 豬 烏鴉 猴子 狗熊 這組同學(xué)給這些動(dòng)物分類的標(biāo)準(zhǔn)是按照 A吃的食物B繁殖方式C外形D運(yùn)動(dòng)方式 三 測(cè)量 1 對(duì)測(cè)量的認(rèn)識(shí)測(cè)量是借助各種不同的測(cè)量工具對(duì)周圍世界的一種定量觀察 是幫助人們認(rèn)識(shí)事物大小 重量 體積 冷熱和時(shí)間等的科學(xué)方法 通過測(cè)量 人們可以對(duì)不同物體和事件進(jìn)行比較 小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)中 有5種基本的測(cè)量?jī)?nèi)容需要學(xué)生掌握 長(zhǎng)度 體積 重量 溫度 時(shí)間 長(zhǎng)度 即兩點(diǎn)之間的距離 如桌面的長(zhǎng)度 人的高度 一拳的周長(zhǎng)等 體積 即物體占據(jù)的空間大小 如一瓶礦泉水的體積 一杯酸奶的體積等 重量是重力對(duì)物體的引力 如利用天平對(duì)物體重量的測(cè)量 利用測(cè)力計(jì)測(cè)量重力或拉力 溫度 可以通過攝氏溫度或華氏溫度來測(cè)量 時(shí)間長(zhǎng)短的測(cè)定又叫測(cè)時(shí) 單位是秒 2 學(xué)生測(cè)量能力的培養(yǎng) 1 培養(yǎng)精確測(cè)量的意識(shí)測(cè)量不可能十分精確 但力求精確 讓學(xué)生知道盡可能減少主客觀上的各種誤差 2 教給學(xué)生精確測(cè)量 記錄的方法 首先選擇測(cè)量的計(jì)量單位和工具 準(zhǔn)確測(cè)量 每個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)3次 取平均值 后真實(shí)記錄數(shù)據(jù)和單位 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 注意 記錄測(cè)量結(jié)果時(shí)必須寫上相應(yīng)的單位 四 五推斷與預(yù)測(cè) 1 對(duì)推斷與預(yù)測(cè)的認(rèn)識(shí)推斷 預(yù)測(cè)都是推論 推理 的一種形式 都是根據(jù)已知的事情推論未知的事情 是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié) 一切發(fā)明創(chuàng)造 都離不開預(yù)測(cè)與推斷 在科學(xué)過程中 預(yù)測(cè)是指我們針對(duì)某些行為將會(huì)導(dǎo)致什么樣的結(jié)果做出最佳猜測(cè)的過程 是根據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)和以往的經(jīng)驗(yàn)對(duì)將要出現(xiàn)的結(jié)果做出推論 預(yù)測(cè)的是否正確 只要驗(yàn)證一下便可知道 例如 在 沉與浮 中 給學(xué)生一堆各式各樣材料的物品 請(qǐng)學(xué)生先預(yù)測(cè)一下 如果將這些材料放入水中 會(huì)有怎樣的現(xiàn)象發(fā)生 又如 在實(shí)驗(yàn)前可以引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測(cè)某些物體是否被磁鐵吸引 某些物體是否導(dǎo)電等等 推斷 是我們?cè)噲D找出導(dǎo)致某件事情所產(chǎn)生的原因 但又不能直接觀察到其原因時(shí)所使用的科學(xué)過程 是一種有道理的最佳猜測(cè) 推斷與預(yù)測(cè)的不同之處在于 預(yù)測(cè)是對(duì)進(jìn)一步將要發(fā)生的結(jié)果所進(jìn)行的猜測(cè) 推斷必須猜想出事件發(fā)生的原因 并且 所有對(duì)原因的猜想必須建立在已有的證據(jù)之上 例如 根據(jù)圖片推斷季節(jié) 根據(jù)晝夜交替現(xiàn)象推斷形成的原因 根據(jù)動(dòng)物的牙齒模型推斷動(dòng)物的食性等 2 學(xué)生推斷與預(yù)測(cè)能力的特點(diǎn) 學(xué)生的年齡與認(rèn)知特點(diǎn) 造成了學(xué)生推斷與預(yù)測(cè)能力具有不確定性 具有生成性 具有多樣性 同時(shí)具有符合年齡段的合理性 有對(duì)有錯(cuò) 學(xué)生的推測(cè)絕不是純粹的主管臆造 也不是空想 一定有其依據(jù) 因此無論正確與否 都有其合理的一面 對(duì)同一現(xiàn)象 不同的學(xué)生會(huì)有不同的推測(cè) 而這些推測(cè)也許隨事實(shí)材料的不斷豐富與完善 教學(xué)的不斷深入與提升發(fā)生認(rèn)識(shí)上的改變 3 學(xué)生推斷與預(yù)測(cè)能力的培養(yǎng) 1 幫助學(xué)生區(qū)分觀察與推斷觀察是通過五種感官直接獲得信息 推斷是對(duì)這些觀察的解釋 推理是對(duì)建立于已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)基礎(chǔ)上的觀察的解釋 教學(xué)中 應(yīng)特別鼓勵(lì)學(xué)生清楚地知道他們的推斷是以觀察 設(shè)想 概念和原理中的哪一個(gè)為基礎(chǔ)的 例如 盒子里有什么 的推理活動(dòng) 提供給學(xué)生封閉盒子 盒子里裝一些 神秘 的東西 學(xué)生聞一聞 摸一摸 搖一搖后 可能說到 我聞到了一股香蕉的香味 用手摸后光滑 球體 由此認(rèn)為這是個(gè)黃香蕉蘋果 又如 我們常會(huì)觀察到 在裝有冰水混合物的杯子外壁看到一層細(xì)小的水珠 的現(xiàn)象 那么 細(xì)小的水珠 來自于哪里 這時(shí)就需要推斷 推理 有經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)知識(shí)的學(xué)生就會(huì)推出 杯子外壁的水珠來自于周圍空氣中的水蒸氣 相反 有的學(xué)生可能會(huì)推理出 杯子外壁的水珠來自于杯子里面的水 是由杯子里的水逐漸滲透出杯壁而形成的 大人經(jīng)常說到 水管出汗了 2 在實(shí)驗(yàn)前鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行推斷與預(yù)測(cè) 推斷與預(yù)測(cè)是 做科學(xué) 的關(guān)鍵 推論性的推測(cè)是所有科學(xué)的理解的基礎(chǔ) 因此 教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè) 以引發(fā)對(duì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的進(jìn)一步關(guān)注 同樣 多向?qū)W生詢問他們?cè)诨顒?dòng)中看到了什么現(xiàn)象以及它為什么會(huì)發(fā)生 以此培養(yǎng)學(xué)生的推斷和預(yù)測(cè)過程能力 3 調(diào)出學(xué)生推斷與預(yù)測(cè)的依據(jù) 學(xué)生極強(qiáng)的好奇心和觀察力驅(qū)使他們既對(duì)問題的結(jié)果進(jìn)行先期的預(yù)測(cè) 又對(duì)某些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行自己的推斷 然而 學(xué)生如此預(yù)測(cè)或推斷的背后有著他們自己的理解或解釋 為了建構(gòu)科學(xué)的概念 教師應(yīng)問學(xué)生 你的證據(jù)是什么 你為什么這樣認(rèn)為 讓學(xué)生進(jìn)行充分的闡述 并填寫好記錄單 4 幫學(xué)生建立檢驗(yàn)與分析的意識(shí) 科學(xué)中的推理需要進(jìn)一步的檢驗(yàn) 通過預(yù)測(cè)與推斷 通過學(xué)生的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 學(xué)生會(huì)自然地把實(shí)際發(fā)生的結(jié)果與自己起初的預(yù)測(cè)或推斷進(jìn)行比較 而不是沒有任何思考下的全盤事實(shí)的接受 如果學(xué)生的預(yù)測(cè)與實(shí)際發(fā)生的結(jié)果有出入 那么學(xué)生頭腦中的分析將會(huì)更加激烈 瞬時(shí)的 不平衡 將帶領(lǐng)學(xué)生在更深入的探究中得以解答 達(dá)到建構(gòu)中的 平衡 也許 這就是科學(xué)的本質(zhì) 這才真正達(dá)到探究的目的了 例如 導(dǎo)體和絕緣體 一課 學(xué)生組裝一個(gè)簡(jiǎn)單電路后 教師提出問題 如果連接電路的導(dǎo)線不夠長(zhǎng)或沒有導(dǎo)線了 用下面哪些物體代替 小燈泡依然可以點(diǎn)亮 物體有 鐵絲 木條 塑料棒 銅絲 玻璃棒 鋁絲 布條 鉛筆芯 自來水 人體等材料 學(xué)生推測(cè) 用鐵絲 銅絲 鋁絲小燈泡可以亮 有的同學(xué)認(rèn)為用鉛筆芯 自來水小燈泡可以亮 還有的同學(xué)認(rèn)為用人體小燈泡可以亮 剩下的木條 塑料棒 布條 玻璃棒連接在電路中小燈泡不亮 到底學(xué)生的預(yù)測(cè)是否正確 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明 使用一節(jié)電池時(shí) 用鐵絲 銅絲 鋁絲 鉛筆芯連接小燈泡能亮 其余不亮 使用兩節(jié)電池時(shí) 用人體 水連接在電路中 小燈泡能亮 使用六節(jié)電池時(shí) 木條 塑料棒 布條 玻璃棒依然不亮 此時(shí) 學(xué)生的頭腦中已經(jīng)有了瞬間的 不平衡 不是所有的物體都絕對(duì)不導(dǎo)電 教師接著演示 在使用了220伏電情況下 玻璃棒加熱 小燈泡居然亮了起來 木條 塑料棒 布條依然不亮 此刻多數(shù)學(xué)生睜大了吃驚的眼睛 嘴巴呈現(xiàn)出大大的o型 最后教師給予及時(shí)歸納總結(jié) 學(xué)生認(rèn)識(shí)了導(dǎo)體和絕緣體的條件性 相對(duì)性 又如 教學(xué)第6冊(cè) 勺柄是怎么熱的 一課 如果給銅棍的一端加熱 粘在銅棍上的火柴棍會(huì)怎樣 學(xué)生們道出了自己的想法 1 火柴棍沒變化 2 火柴棍會(huì)掉下來 3 火柴棍會(huì)掉下來 且離火遠(yuǎn)的先掉下來 4 火柴棍會(huì)掉下來 且離火近的先掉下來 5 火柴棍會(huì)掉下來 說不準(zhǔn)哪個(gè)先掉下來 學(xué)生的預(yù)測(cè)與對(duì)結(jié)果的分析有利于建構(gòu)科學(xué)的理解概念 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師提問 你看到的現(xiàn)象與你預(yù)測(cè)的一樣嗎 說說當(dāng)時(shí)你的想法 一個(gè)學(xué)生談到 我預(yù)測(cè)火柴棍會(huì)掉下來 說不準(zhǔn)哪個(gè)先掉下來 現(xiàn)在我知道離火近的先掉下來 又一個(gè)學(xué)生談到 我預(yù)測(cè)火柴棍會(huì)掉下來 且離火遠(yuǎn)的先掉下來 我在電視上看到過類似這樣的實(shí)驗(yàn) 忘記從哪頭先掉了 隨便說了 現(xiàn)在我記著了 從離火近的一端先掉下來 另一個(gè)學(xué)生站起來 我預(yù)測(cè)火柴棍會(huì)掉下來 且離火近的先掉下來 我想凡士林遇熱會(huì)融化 火柴頭上的凡士林化了 火柴就掉下來了 離火近的火柴頭上的凡士林先融化 火柴先掉下來 以此類推 火柴棍按著從離火近到離火遠(yuǎn)的順序一個(gè)接著一個(gè)的掉下來 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與我的預(yù)測(cè)是一樣的 這時(shí)又站起來一個(gè)學(xué)生 我預(yù)測(cè)火柴棍沒變化 最初我想 給鐵棍加熱 與火柴棍沒關(guān)系 聽了同學(xué)的分析 我知道它們之間都是有聯(lián)系的 第一我知道了凡士林遇熱容易融化 第二我知道熱是會(huì)傳遞的 熱可以從溫度高的部分傳向溫度低的部分 六 交流 七 識(shí)別和控制變量 實(shí)驗(yàn)是依據(jù)假設(shè) 在人為控制條件下 對(duì)實(shí)驗(yàn)變量的變化和結(jié)果進(jìn)行捕獲解釋的科學(xué)方法 縱觀小學(xué)科學(xué)課中的實(shí)驗(yàn) 大部分是一些對(duì)比性的實(shí)驗(yàn) 所謂對(duì)比性的實(shí)驗(yàn) 實(shí)質(zhì)進(jìn)行單因素的比較 看某種因素改變是否產(chǎn)生不同的結(jié)果 這種實(shí)驗(yàn)要想成功 必須設(shè)法控制其它可能有影響的因素且是這些因素完全 或趨于 相同 也就是說要設(shè)法控制好變量 一 變量及其類別 變量也稱因子 指實(shí)驗(yàn)操縱控制的特定因素或條件 按性質(zhì)不同 變量通常分為以下兩類四種類型 1 實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量實(shí)驗(yàn)變量亦稱自變量 指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱 給定的因素或條件 反應(yīng)變量亦稱因變量或應(yīng)變量 指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果 通常 實(shí)驗(yàn)變量是原因 反應(yīng)變量是結(jié)果 二者具有因果關(guān)系 實(shí)驗(yàn)的目的即在于捕獲解釋這種前因后果 例如 在 影響摩擦力相關(guān)因素研究 的活動(dòng)中 學(xué)生所設(shè)計(jì)的物體接觸面光滑與粗糙 也可以是水平方向上所拉物體的輕重 就是實(shí)驗(yàn)變量 而由此產(chǎn)生的摩擦力大小的變化 就是反應(yīng)變量 再如在 影響擺錘擺動(dòng)周期的因素 中 擺錘的重量 也可以是擺繩的長(zhǎng)度 擺繩的粗細(xì) 就是實(shí)驗(yàn)變量 由此產(chǎn)生的擺錘擺動(dòng)周期的快慢變化 就是反應(yīng)變量 2 無關(guān)變量與額外變量無關(guān)變量亦稱控制變量 指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量以外的影響實(shí)驗(yàn)變化和結(jié)果的因素或條件 額外變量亦稱干擾變量 指實(shí)驗(yàn)中由于無關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果 無關(guān)變量是原因 額外變量是結(jié)果 顯然 額外變量會(huì)對(duì)反應(yīng)變量起干擾作用 例如 在 影響摩擦力相關(guān)因素研究 的活動(dòng)中 學(xué)生所設(shè)計(jì)的物體接觸面光滑與粗糙以外的水平方向上所拉物體的輕重 接觸面的面積等 都屬于無關(guān)變量 要求對(duì)接觸面光滑與粗糙的程度實(shí)驗(yàn)是等同 均衡 穩(wěn)定的 如果無關(guān)變量中的任何一個(gè)或幾個(gè)因素 對(duì)2個(gè)實(shí)驗(yàn)組的給定不等同 不均衡 不穩(wěn)定 則會(huì)在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生額外變量 出現(xiàn)干擾 造成誤差 二 識(shí)別和控制變量 實(shí)驗(yàn)操作中包括對(duì)實(shí)驗(yàn)變量 自變量 反應(yīng)變量 因變量 無關(guān)變量和額外變量4種變量的控制和測(cè)量 識(shí)別變量 即列出所有的影響因素 從中選擇一個(gè)變量進(jìn)行研究并將其它變量保持恒定的過程就是 識(shí)別和控制變量 例如 在 哪些因素影響加快溶解 研究中 能認(rèn)識(shí)到水的溫度 攪拌速度 晶體的純度 晶體的顆粒大小 溶解的速度都是變量 怎樣才能發(fā)現(xiàn)某一個(gè)因素是否真的影響溶解的速度呢 這可要一次選擇每個(gè)變量進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 例如 要想研究攪拌速度是否影響溶解的快慢 那么就需要改變攪拌的速度 于此同時(shí)水的溫度 晶體的純度 晶體的顆粒大小及其他因素保持恒定 這個(gè)過程就是 識(shí)別和控制變量 三 學(xué)生識(shí)別和控制變量能力的培養(yǎng) 1 創(chuàng)設(shè)情境 培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別和控制變量的意識(shí)如 摩擦力 拉人游戲 待相互換位拉人后 讓學(xué)生談一談 拉與被拉 的感受 引發(fā)學(xué)生的疑問 進(jìn)行大膽的猜想 同一地面 可能是被拉同學(xué)的輕重不同 產(chǎn)生的摩擦力不同 所以用力大小不同 拉同一同學(xué) 可能是接觸面的光滑與粗糙不同 產(chǎn)生的摩擦力不同 所以用力大小不同 教師及時(shí)引導(dǎo) 你認(rèn)為有怎樣的關(guān)系 能用怎樣的方法證明你的想法 在教師精心設(shè)計(jì)的情境中 引出需要對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究的問題 培養(yǎng)學(xué)生朝著控制變量的方向發(fā)展 2 教給方法 注重第一次控制變量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì) 如 小水輪 教 扶 放3 交流研討 深化控制變量的認(rèn)識(shí)例如 在 尺子長(zhǎng)短與聲音高低之間關(guān)系的研究 中 在學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上 學(xué)生之間進(jìn)行交流評(píng)價(jià) 完善方案 鞏固理解 如圖 黑色字跡為第一次設(shè)計(jì) 而紅色為交流修改后本生自己的補(bǔ)充 4 及時(shí)操作 不放過每一個(gè)控制變量的實(shí)驗(yàn) 不越俎代庖 使學(xué)生的研究達(dá)到真正投入 真正明白的地步 例如 在研究 影響擺錘擺動(dòng)周期的因素 的研究中 先觀察擺錘擺動(dòng)一分鐘左右 對(duì)它如何工作有個(gè)大體感受 然后利用 頭腦風(fēng)暴法 讓學(xué)生想一想哪些因素會(huì)影響擺錘的擺動(dòng)周期 讓學(xué)生自己進(jìn)行變量識(shí)別 如擺繩的長(zhǎng)度 擺繩的粗細(xì) 擺錘的重量 擺角的大小 風(fēng)的大小等的考慮 而不是教師直接的給予 八 形成并驗(yàn)證假設(shè) 1 對(duì)假設(shè)的認(rèn)識(shí) 1 假設(shè) 就是科學(xué)研究人員在觀察和事實(shí)材料的基礎(chǔ)上 根據(jù)科學(xué)原理和科學(xué)事實(shí)進(jìn)行理性思維加工后 對(duì)未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律所作的假定性解釋和說明 2 假設(shè)具有的特點(diǎn) 假設(shè)是以事實(shí)為基礎(chǔ)的 具有科學(xué)性 例如 炎熱的夏天 通常向地面潑灑一些水 于是教室里涼快些了 為什么會(huì)有這種現(xiàn)象出現(xiàn) 這主要是利用水在蒸發(fā)過程中要吸收熱量 因而學(xué)生利用自己的感受提出了水在蒸發(fā)過程中會(huì)吸收熱量的猜測(cè) 當(dāng)然這種猜測(cè)必須通過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證 假設(shè)具有猜測(cè)性假設(shè)在沒有證實(shí)之前 只能是對(duì)自然現(xiàn)象及規(guī)律的推斷 猜測(cè) 假設(shè)作為要研究的問題的答案是一種暫時(shí)性的 不完善的 只有通過證明和檢驗(yàn)后的 才有可能成為科學(xué)的理論 但是 科學(xué)的假設(shè)為研究指明了方向 例如 在進(jìn)行給水加熱的預(yù)測(cè)時(shí) 學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)圖表繪制的曲線圖來表明自己的猜想 這一圖表的呈現(xiàn)很清晰地將學(xué)生的猜想展現(xiàn)出來 而且還便于學(xué)生觀察到水溫變化的曲線趨勢(shì) 為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)后的情況記錄做對(duì)比做好了準(zhǔn)備 假設(shè)需要實(shí)踐的檢驗(yàn)由于假設(shè)是一種對(duì)問題的推測(cè)性說明 那么假設(shè)是否真實(shí)地反映了研究對(duì)象的本質(zhì)和規(guī)律 是否最終為正確的 其結(jié)論必須經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)和證明 因?yàn)樾W(xué)生的假設(shè)可能是正確的 可能是錯(cuò)誤的 也可能是不完善的 例如 給水加熱后的實(shí)驗(yàn)記錄 肯定了學(xué)生初始部分 隨時(shí)間的加長(zhǎng)水溫逐漸增高 想法 但也否定了學(xué)生 水溫會(huì)永遠(yuǎn)增高 的想法 當(dāng)溫度增到一定時(shí) 通常是100攝氏度 水溫不再增高 2 猜想與假設(shè)的關(guān)系 猜想與假設(shè)是對(duì)問題中事物的因果性 規(guī)律性做出的假定性解釋 作為一理性思維的形式 猜想與假設(shè)是科學(xué)研究中重要的方法 從其形成來看 可分為兩個(gè)環(huán)節(jié) 一是猜想環(huán)節(jié) 二是假設(shè)環(huán)節(jié) 猜想是學(xué)生接觸到問題后 在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 結(jié)合對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的感性認(rèn)識(shí)依靠直覺而做出的各種假定 假設(shè)是在猜想的基礎(chǔ)上經(jīng)過一系列的觀察 實(shí)驗(yàn) 分析 比較 歸納等邏輯推理排除掉一些不可能的猜想而得到的較為科學(xué)的假設(shè) 假設(shè)比猜想更具有合理性 對(duì)探究的問題更有針對(duì)性和指導(dǎo)性 在猜想環(huán)節(jié) 學(xué)生充分發(fā)揮主體性 積極主動(dòng)地提出盡量多的猜測(cè)與可能 不需要考慮問題與猜想之間的因果邏輯關(guān)系 因此思維常常處于一種非?；钴S的 非邏輯的 發(fā)散的狀態(tài) 在假設(shè)環(huán)節(jié) 通過對(duì)猜想的排查和做出種種的解釋進(jìn)行提煉總結(jié) 因此需要一種邏輯的聚合思維 依據(jù)科學(xué)定義和課程標(biāo)準(zhǔn)的描述 經(jīng)過分析我們發(fā)現(xiàn) 在小學(xué)科學(xué)教學(xué)階段中 主要是針對(duì)某些問題提出的答案 并且是能應(yīng)用已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)所觀察的現(xiàn)象作假設(shè)性解釋 所以這里的猜想即假設(shè) 3 形成并驗(yàn)證假設(shè)的過程 三步走 1 初步假設(shè) 識(shí)別變量 提出問題在這個(gè)階段 學(xué)生根據(jù)自己已經(jīng)掌握的事實(shí)材料 生活經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的知識(shí) 經(jīng)過思維的加工 從自己喜歡的角度提出初步的假設(shè) 例如 在研究 影響擺錘擺動(dòng)周期的因素 的研究中 先觀察不同擺 擺線有長(zhǎng)有短 擺錘有輕有重 擺幅有大有小 擺動(dòng)一分鐘左右 對(duì)它如何工作有個(gè)大體感受 然后利用 頭腦風(fēng)暴法 讓學(xué)生想一想為什么有的擺動(dòng)快 有的擺動(dòng)慢 擺的快慢與哪些因素有關(guān) 學(xué)生自己進(jìn)行識(shí)別變量 提出 可能與擺繩的長(zhǎng)度有關(guān) 可能與擺繩的粗細(xì)有關(guān) 可能與擺錘的重量有關(guān) 可能與擺角的大小有關(guān) 可能與有無風(fēng)的吹動(dòng)有關(guān)等多重假設(shè) 2 確定假設(shè) 操縱變量 篩選問題這一階段是從基本的觀念 基本的知識(shí)出發(fā) 利用多重渠道 多種方法 對(duì)初步假設(shè)進(jìn)行論證和篩選 最初的假設(shè)可能會(huì)被刪掉 有的會(huì)被梳理修改 例如 對(duì)于學(xué)生提出的 影響擺錘擺動(dòng)周期的因素 的5種假設(shè)中 經(jīng)過分別論證 會(huì)刪掉 可能與有無風(fēng)的吹動(dòng)有關(guān) 的假設(shè) 會(huì)對(duì)其他4種假設(shè)進(jìn)一步梳理完善 即操作控制某一變量時(shí) 另一變量是如何變化的 形成一個(gè)假設(shè) 如 擺的快慢與擺繩長(zhǎng)短有關(guān) 的假設(shè) 可以完善確定為 擺的快慢與擺繩的長(zhǎng)短有關(guān) 擺繩越長(zhǎng) 擺動(dòng)越慢 擺繩越短 擺動(dòng)越快 這種假設(shè) 不僅說明了擺繩長(zhǎng)短會(huì)影響擺動(dòng)的快慢 而且清楚地表明了擺繩的變化是如何影響擺動(dòng)的快慢的 3 驗(yàn)證假設(shè) 控制變量 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)這一階段是通過觀察驗(yàn)證的方法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法 檢驗(yàn)假設(shè)的真?zhèn)?例如 擺的快慢與擺繩長(zhǎng)短有關(guān) 假設(shè)的驗(yàn)證 需要操縱好擺繩的長(zhǎng)與短 更需要做好控制變量 即擺繩的粗細(xì)相同 擺錘的輕重相同 擺動(dòng)的角度相同 記好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 做出分析 培養(yǎng)學(xué)生形成并驗(yàn)證假設(shè)能力的教學(xué)策略 兩種怪圈 亦或 提出猜想與假設(shè) 環(huán)節(jié)被忽略掉 即使有也只是走過場(chǎng)而已 亦或不分內(nèi)容地全部猜想與假設(shè) 例如 在很多課堂上我們都會(huì)看到類似這樣的情景 師 塑料袋為什么會(huì)上升呢 讓我們?cè)賮碜鰝€(gè)實(shí)驗(yàn)吧 老師接著出示紙蛇 衛(wèi)生香等材料 然后指導(dǎo)學(xué)生怎樣做實(shí)驗(yàn) 學(xué)生只能被動(dòng)的接受老師的建議 按部就班的 做 實(shí)驗(yàn) 熱空氣 一課的教學(xué) 又如 有的老師在沒有創(chuàng)設(shè)情境 沒有將種子與新植株兩者相關(guān)聯(lián)的情況下 就讓學(xué)生猜想 種子里面有什么 導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為里面有樹 里面有水等猜想 1 確定適合學(xué)生猜想與假設(shè)的內(nèi)容 當(dāng)問題出現(xiàn)時(shí) 個(gè)體才能把外界刺激所提供的信息整合到自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi) 新舊知識(shí)間緊密聯(lián)系 才能有效的將教師提出的問題或現(xiàn)象做出假設(shè)性解釋 即進(jìn)行合理猜想與假設(shè) 如果針對(duì)某一問題時(shí) 學(xué)生完全沒有經(jīng)驗(yàn)或是很難學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容 學(xué)生就很難從自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中提取出原有的相關(guān)內(nèi)容 這樣內(nèi)容的學(xué)習(xí)是不適合進(jìn)行猜想與假設(shè)的 皮亞杰 J Piaget 認(rèn)為學(xué)生是在與周圍環(huán)境相互作用的過程中 逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的知識(shí) 從而使自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展 學(xué)生與環(huán)境的相互作用涉及兩個(gè)基本過程 同化 與 順應(yīng) 同化是指把外部環(huán)境中的有關(guān)信息吸收進(jìn)來并結(jié)合到學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu) 也稱 圖式 中 即個(gè)體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi)的過程 順應(yīng)是指外部環(huán)境發(fā)生變化 而原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)無法同化新環(huán)境提供的信息時(shí)所引起的學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生重組與改造的過程 即個(gè)體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)因外部刺激的影響而發(fā)生改變的過程 同化是認(rèn)知結(jié)構(gòu)數(shù)量的擴(kuò)充 圖式擴(kuò)充 而順應(yīng)則是認(rèn)知結(jié)構(gòu)性質(zhì)的改變 圖式改變 例如 學(xué)生已經(jīng)了解到定滑輪是一種變形的杠桿 能夠改變用力的方向但不省力也不費(fèi)力 依據(jù)這一原有認(rèn)知來猜想動(dòng)滑輪在用力方向與用力情況方面 就會(huì)得到比較合理的猜想 如果學(xué)習(xí)內(nèi)容屬于順應(yīng)的形式 那么學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)無法同化新環(huán)境提供的信息 學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生重組與改造 例如學(xué)習(xí)熱對(duì)流及熱輻射現(xiàn)象時(shí) 學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中不具備類似經(jīng)驗(yàn) 無法合理的為新內(nèi)容的學(xué)習(xí)進(jìn)行合理的猜想 如果在這時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想 那么猜想的情況就會(huì)很糟糕 可能是蒙的或者是無目的的遐想 如 在 機(jī)械與工具 單元中有 杠桿 滑輪 輪軸 斜面 四課 又如 熱傳導(dǎo) 熱對(duì)流 熱輻射 三課的內(nèi)容涉及三種熱傳遞的形式 三種傳遞形式之間差異性極大 熱傳導(dǎo) 的內(nèi)容離學(xué)生的生活實(shí)際較近 學(xué)生具有豐富的生活經(jīng)驗(yàn) 對(duì)熱的這種傳遞形式的學(xué)習(xí)就屬于同化的方式 可以設(shè)置猜想環(huán)節(jié)及內(nèi)容 熱輻射 的熱傳遞形式 學(xué)生就缺乏具體直觀的感知 沒有類似的生活經(jīng)驗(yàn) 主要采用順應(yīng)的學(xué)習(xí)方式 這樣的教學(xué)中就慎重設(shè)定猜想環(huán)節(jié)及內(nèi)容 下面的案例恰好說明以上觀點(diǎn) 案例 這是由某位老師執(zhí)教的一節(jié) 電池 當(dāng)教師介紹完干電池的種類 型號(hào) 用途等信息后 引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行猜想 這一猜想可不要緊 學(xué)生出現(xiàn)了五花八門的想法 生1 我猜想電池里面有制造電的小蟲子 生2 我猜想電池里面還有無數(shù)小電池 生3 我猜想電池里面 我也說不清楚 2 教給學(xué)生一些猜想與假設(shè)的方法 1 運(yùn)用類比法進(jìn)行猜想與假設(shè) 類比法是根據(jù)兩個(gè)對(duì)象之間的相似性 把信息從一個(gè)對(duì)象遷移到另一個(gè)對(duì)象的一種推理方法 例如 電磁鐵 一課的猜想與假設(shè) 2 運(yùn)用歸納法進(jìn)行猜想與假設(shè) 歸納法是通過某類對(duì)象中個(gè)別對(duì)象具有的屬性 猜想該對(duì)象全體都具有這種屬性 例如 在學(xué)習(xí)液體的熱脹冷縮時(shí) 學(xué)生做完 水 煤油 酒精有熱脹冷縮的性質(zhì) 的實(shí)驗(yàn)后 教師可以引導(dǎo)學(xué)生這樣猜想 水 煤油 酒精都是液體 它們都具有熱脹冷縮的性質(zhì) 那么其他液體是否也有熱脹冷縮的性質(zhì)呢 學(xué)生便能做出 所有液體可能都具有熱脹冷縮性質(zhì) 的假設(shè) 并通過對(duì)醋 橙汁等常見液體進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證假設(shè) 3 運(yùn)用聯(lián)系法進(jìn)行猜想與假設(shè) 聯(lián)系法是指借助以前與之有直接或間接聯(lián)系的其他問題或知識(shí) 例如 學(xué)生在三年級(jí)時(shí)學(xué)習(xí)過銅鐵鋁的知識(shí) 知道銅鐵鋁是金屬可以導(dǎo)電 那么在四年級(jí)學(xué)習(xí)導(dǎo)體和絕緣體 對(duì)哪些物體是導(dǎo)體和絕緣體進(jìn)行猜想時(shí) 就可以初步推測(cè)錫 鋅等金屬也可以導(dǎo)電 平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)又告訴他們 電器沾上水就容易壞 人會(huì)觸電死亡 因此也會(huì)做出水和人可能也是導(dǎo)體的猜想 4 運(yùn)用逆向思維法進(jìn)行猜想與假設(shè) 逆向思維法是指從結(jié)論或現(xiàn)象開始 反向分析 來探究成因或條件 例如 學(xué)生在二年級(jí)時(shí)學(xué)習(xí)過語文課文 植物媽媽有辦法 那么在三年級(jí)學(xué)習(xí) 植物怎樣傳播種子 時(shí) 可以直接出示一些植物的果實(shí)或種子 讓學(xué)生根據(jù)它的外形特征去猜想它的傳播方式并說明理由 最后建立結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的科學(xué)概念 5 運(yùn)用變量相關(guān)法進(jìn)行猜想與假設(shè) 具體問題的猜想經(jīng)常會(huì)指向?qū)ψ兞康淖R(shí)別與控制的猜想與假設(shè) 如 研究事物的變化和某一因素相關(guān)的話題 就需要學(xué)生先識(shí)別出相關(guān)變量 再進(jìn)一步確定某一變量與事物變化的關(guān)系 例如猜想影響摩擦力大小的因素 影響擺的擺動(dòng)快慢的因素 影響電磁鐵磁力大小的因素等 例如 流動(dòng)的水 一課的猜想與假設(shè)就利用了變量相關(guān)法 1 談話 老師為大家?guī)硪粋€(gè)小水輪 你們有什么辦法使它轉(zhuǎn)起來 試一試 估計(jì)學(xué)生會(huì)想到下列方法 嘴吹用手撥用水沖2 提問 剛才的小水輪都轉(zhuǎn)起來了 你們想想為什么 預(yù)設(shè)學(xué)生說出 水有力量追問 什么樣的水有力量 靜止的還是流動(dòng)的 板書 流動(dòng)的水猜想與假設(shè) 小水輪轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān) 剛才實(shí)驗(yàn)時(shí) 我們發(fā)現(xiàn)小水輪轉(zhuǎn)動(dòng)有的快 有的慢 你們認(rèn)為可能是什么因素影響了小水輪轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢 生假設(shè)一 與水的高低位置有關(guān) 師假設(shè)一追問 與水的高低位置有什么關(guān)系 生假設(shè)一補(bǔ)充 水倒的低 小水輪轉(zhuǎn)的慢 水倒的高 小水輪轉(zhuǎn)的慢 生假設(shè)二 與水量的多少有關(guān) 水多轉(zhuǎn)的快 水少轉(zhuǎn)的慢 師假設(shè)二追問 與水量的多少有什么關(guān)系 生假設(shè)二補(bǔ)充 水多轉(zhuǎn)的快 水少轉(zhuǎn)的慢 生假設(shè)三 與水倒在葉片上的位置有關(guān) 師假設(shè)三追問 與水倒在葉片上的位置有怎樣的關(guān)系 生假設(shè)三補(bǔ)充 水倒在葉片的邊上 小水輪轉(zhuǎn)的快 水倒在葉片的中間 小水輪轉(zhuǎn)的慢 設(shè)計(jì)意圖 此環(huán)節(jié)目的有二 其一 借助教師的追問 訓(xùn)練學(xué)生經(jīng)歷從識(shí)別變量 初步假設(shè) 確定假設(shè)的完整過程 其二 調(diào)出孩子們已有的知識(shí) 并能應(yīng)用已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)所觀察的現(xiàn)象作假設(shè)性解釋 6 推導(dǎo)原型法進(jìn)行猜想與假設(shè)在認(rèn)識(shí)事物的過程中 為幫助學(xué)生更容易的建構(gòu)科學(xué)概念 教師經(jīng)常為學(xué)生們呈現(xiàn)出事物一系列的變化過程及狀態(tài) 通過對(duì)事物的變化過程的逐步觀察 建立豐富的感知經(jīng)驗(yàn) 再引導(dǎo)學(xué)生猜想事物