科學(xué)探究的一般過程

1、科學(xué)探究的一般過程 1提出問題 從日常生活或化學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的問題，并能清楚地表述所發(fā)現(xiàn)的問題。如探究中，我們發(fā)現(xiàn)蠟燭燃燒時的火焰分為三層，可提出“蠟燭燃燒時各層火焰的溫度一樣高嗎？”等問題。2猜想與假設(shè) 對問題可能的答案作出猜想與假設(shè)。如針對蠟燭燃燒時火焰的溫度，我們可作出如下的猜想或假設(shè)：蠟燭燃燒時各層火焰的溫度不同，其中外焰溫度最高等。3制定計(jì)劃 在老師指導(dǎo)下或通過小組討論提出驗(yàn)證猜想或假設(shè)的活動方案。如驗(yàn)證蠟燭燃燒時外焰溫度是否最高時，可用一根火柴迅速平放在火焰中，約1s后取出，看哪一部分最先燒焦，以此確定火焰溫度最高的地方。4進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 按照制定的計(jì)劃正確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，注意

2、觀察和思考相結(jié)合。5收集證據(jù) 獨(dú)立地或與他人合作，對觀察和測量的結(jié)果進(jìn)行記錄，或用調(diào)查、查閱資料等方式收集證據(jù)，或用圖表的形式將收集到的證據(jù)表述出來。如：處于酒精燈外焰部分的火柴燒焦了，處于內(nèi)焰部分的火柴略有變化，處于焰心部分的火柴沒有明顯的變化等，這些都是證明酒精燈火焰哪部分溫度最高或最低的證據(jù)。6解釋和結(jié)論 對事實(shí)或證據(jù)進(jìn)行歸納、比較、分類、概括、加工和整理，判斷事實(shí)、證據(jù)是肯定了假設(shè)或否定了假設(shè)，并得出正確的結(jié)論。7反思與評價(jià) 對探究結(jié)果的可靠性進(jìn)行評價(jià)，對探究活動進(jìn)行反思，發(fā)現(xiàn)自己和他人的長處和不足，并提出改進(jìn)措施。如除了用火柴外，還能用其他物質(zhì)或方法證明蠟燭燃燒時各層火焰溫度的高低嗎

3、？等等。8表達(dá)與交流 采用口頭或書面的形式將探究過程和結(jié)果與他人交流和討論，既要敢于發(fā)表自己的觀點(diǎn)，又要善于傾聽別人的意見和建議。 在具體的探究中，探究要素可多可少，根據(jù)需要可以是全程式的探究，也可以對部分要素進(jìn)行探究。幾個科學(xué)探究的實(shí)際案例幾個科學(xué)探究的實(shí)際案例 例1什么情況下磁可以生電？ 課堂上教師提出：電流的周圍存在著磁場，說明電可以生磁，這就自然會想到，磁是否可以生電？放在磁場中的線圈是否有電流產(chǎn)生？為尋求問題的答案，教師做演示實(shí)驗(yàn)，要學(xué)生認(rèn)真觀察。 教師把一根導(dǎo)線懸吊在  幾個科學(xué)探究的實(shí)際案例例1 什么情況下磁可以生電？ 課堂上教師提出：“電流的周圍存

4、在著磁場，說明電可以生磁，這就自然會想到，磁是否可以生電？放在磁場中的線圈是否有電流產(chǎn)生？”為尋求問題的答案，教師做演示實(shí)驗(yàn)，要學(xué)生認(rèn)真觀察。教師把一根導(dǎo)線懸吊在蹄形磁體的兩磁極中間，導(dǎo)線的兩端跟電流表連接（如圖），然后，讓學(xué)生觀察電流表指針，發(fā)現(xiàn)指針并不偏轉(zhuǎn)。學(xué)生通過討論對上述現(xiàn)象作出解釋：可能是沒有電流，也可能是因?yàn)殡娏魈⑷?，觀察不到指針讀數(shù)的變化。為了檢驗(yàn)是否是電流太小的原因，教師換用了一個經(jīng)過電子線路改裝的靈敏電流表，它能檢測更小的電流。然而，即便是用這樣的靈敏電流表，學(xué)生仍然看不到電表指針讀數(shù)的變化。學(xué)生議論：也許還是因?yàn)殡娏餍〔粔虼?，再換個強(qiáng)磁體試試。教師按照學(xué)生的建議，把兩個蹄

5、形磁體并在一起，取代原來的磁體。在更換磁體時，有幾個細(xì)心的學(xué)生叫道“指針動了”，然而令他們失望的是，再進(jìn)一步仔細(xì)觀察時，指針卻仍然停留在零位置上一動不動。此時，學(xué)生中產(chǎn)生了爭論：有的說，我分明看到指針動了，有的說，指針這不是停在零位置上么？教師不失時機(jī)地啟發(fā)學(xué)生：“在我更換磁體的時候，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表指針動了，這是偶然的嗎？” 學(xué)生要求再重復(fù)一次更換磁體的操作，以便重現(xiàn)剛才的情景。老師請一名學(xué)生上臺試驗(yàn)，經(jīng)反復(fù)操作，發(fā)現(xiàn)磁體運(yùn)動時，電流表中確實(shí)有電流通過，而且，磁體不動、導(dǎo)線運(yùn)動時，也會產(chǎn)生相似情況。這說明：在一定情況下磁場中的導(dǎo)線可以產(chǎn)生電流。究竟在什么具體情況下磁場中的導(dǎo)線才能產(chǎn)生電流？學(xué)

6、生開始分小組進(jìn)行自主探究，他們用矩形線圈中的一邊在蹄形磁體的磁場中做各種運(yùn)動，看怎樣才能產(chǎn)生電流。評析：本例沒有對各個探究要素面面俱到，而是側(cè)重在觀察、發(fā)現(xiàn)和邏輯思維方面發(fā)展學(xué)生的探究能力。本課之所以選擇了上述目標(biāo)，是由于電磁感應(yīng)的內(nèi)容特點(diǎn)，它能為學(xué)生的觀察和發(fā)現(xiàn)提供了有利的情景。另外，通過師生交流，學(xué)生無意中明確了兩點(diǎn)：1. 可以用電流表跟線圈連接來檢測線圈中是否有電流； 2. 只有線圈相對磁體運(yùn)動時才能產(chǎn)生電流。這就為接下去學(xué)生的自主探究作了很好的鋪墊，使學(xué)生能把探究目的集中到“怎樣運(yùn)動才能產(chǎn)生電流”這一主題上，從而能在有限的課堂時間內(nèi)從容地完成科學(xué)探究任務(wù)。本例還使學(xué)生體會到，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度

7、和敏銳的觀察在科學(xué)探究中多么重要。 例2 探究凸透鏡成像的規(guī)律 課堂上，全班學(xué)生分成了12個實(shí)驗(yàn)小組，每個小組配一套實(shí)驗(yàn)器材，其中有：凸透鏡、光屏、發(fā)光體各1個（都有支架），刻度尺（長1m）1把。各小組凸透鏡的焦距都是15cm，發(fā)光體由幾個發(fā)光二極管組成，形狀是一個箭頭，高度3cm。 教師讓全班同學(xué)共同探究凸透鏡成像的規(guī)律，物距從6cm開始，每增加3cm取一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，直到39cm，共12組不同物距的數(shù)據(jù)（見下表）。教師規(guī)定每個小組只測兩組數(shù)據(jù)，不同小組測量不同的物距，使得每組物距的數(shù)據(jù)都有兩個小組測量，當(dāng)兩小組測量結(jié)果相同時才把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入全班的表格中，以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可

8、靠性。教師告知學(xué)生，如果反復(fù)觀測不到發(fā)光體的像，便填寫“不能成像”，出現(xiàn)無法測到的數(shù)據(jù)，可以暫時空著，看看能否從已測到的數(shù)據(jù)中得到一些啟發(fā)。這樣，除了物距為15cm、18cm等個別小組的測量遇到一些困難外，其它小組很快就完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集工作。表格中所有數(shù)據(jù)對各小組來說都是共享的，教師要求學(xué)生從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)和總結(jié)凸透鏡成像的規(guī)律，這是本次探究活動的重點(diǎn)。物距/cm像的性質(zhì)實(shí)像的像距/cm實(shí)像還是虛像正立還是倒立實(shí)像的長度/cm69要發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，教師提示學(xué)生觀察表格中像的虛實(shí)、正倒、長度、像距四列數(shù)據(jù)，分別找出其中的規(guī)律。1. 對比實(shí)像和虛像的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：物距小于15

9、cm時成的像都是虛像；物距大于15cm時則成實(shí)像；可以推想，物距等于15cm時將不能成像，這就是物距15cm的測量小組無法獲得測量結(jié)果的原因。2. 對比像的正立和倒立的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：物距小于15cm時成的像都是正立的；物距大于15cm時像是倒立的，即，虛像都是正立的，實(shí)像都是倒立的。3. 比較像的長度數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：成虛像時，感到像都被放大了；成實(shí)像時，測出的像有時被放大了，有時被縮小了。進(jìn)一步對比數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物距是30cm時，實(shí)像的長度恰好為3cm，跟發(fā)光體的長度相同。當(dāng)物距大于30cm時，實(shí)像長度小于3cm，是縮小的，當(dāng)物距在15cm到30cm之間時，實(shí)像長度大于3cm，是放大的。4. 比較像距的

10、數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)物距在15cm至30cm之間時，像距大于30cm；當(dāng)物距大于30cm時，像距在15cm到30cm之間。學(xué)生還進(jìn)一步找到一些規(guī)律。例如，在成實(shí)像時，如果發(fā)光體離焦點(diǎn)越近，像的位置就離凸透鏡越遠(yuǎn)，這就是物距為18cm的測量小組為什么找不到像的原因，因?yàn)榇藭r的像距已經(jīng)非常大了。按這條思路，果真在離凸透鏡約90cm的位置上找到了物距18cm發(fā)光體的巨大實(shí)像。在發(fā)現(xiàn)了一系列規(guī)律之后，教師要求各小組用概括的語言來陳述這些規(guī)律，為了使規(guī)律更有普適性，教師啟發(fā)學(xué)生用焦距f的長度作為物距和像距的單位，即：15cm用f表示，30cm用2f表示。 顯然，這樣陳述的規(guī)律更有普適性。規(guī)律的陳述應(yīng)該是簡潔、有

11、條理的，各小組都嘗試用最簡潔的語言來概括凸透鏡成像規(guī)律。通過對各種陳述方式的對比，大家認(rèn)為按物距u的三種情況（uf、 fu2 f、 u2 f ）依次描述像的性質(zhì)最為簡潔, 也最有條理。評析：這是在課內(nèi)進(jìn)行科學(xué)探究的實(shí)例。本例沒有追求全面的探究要素，沒有在提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等要素上花費(fèi)功夫，而是根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律的內(nèi)容特點(diǎn)，側(cè)重發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的“分析與論證”能力，讓學(xué)生把主要精力用于對收集的信息進(jìn)行簡單的比較和分析，經(jīng)歷根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納科學(xué)規(guī)律的一次比較細(xì)致、深入的過程。本例還采用了分工的方式收集了比較多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不僅讓學(xué)生獲得一次合作探究的體驗(yàn)，也節(jié)約了時間，保證了本次探究任務(wù)

12、能在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)順利完成。本例是在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上來形成結(jié)論的，教師有意把收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為兩個清晰的不同過程，這有利于加深對科學(xué)探究的理解，它使學(xué)生具體感受到什么叫事實(shí)、什么叫規(guī)律，什么是證據(jù)、什么是結(jié)論，體驗(yàn)到科學(xué)的結(jié)論來自于對證據(jù)的深入分析。專家：畫無標(biāo)準(zhǔn)答案“正是因?yàn)橐环N尋找標(biāo)準(zhǔn)答案的心理，讓我們的想象力流失了?！敝貞c十八中心理教師鄒紅說，這幅畫說是什么像什么，每個人都可以有自己不同的看法，但成年人都會去猜測標(biāo)準(zhǔn)答案，因此得不到比孩子更多的答案。鄒紅認(rèn)為，想象力本來不應(yīng)該隨著年齡的增長而減弱。相反，因?yàn)榻?jīng)歷得更多，看到的更多，成年人應(yīng)該比孩子的想象力更豐富?！皢?/p>

13、題在我們的學(xué)校教育中，一直教孩子尋找標(biāo)準(zhǔn)答案，束縛他們獨(dú)立的思想；在家庭教育中，家長都不允許孩子有異常的想法，慢慢地扼殺了孩子的想象力。”鄒紅說，教育不必整齊劃一，讓孩子有更多的個人空間，讓他們多做白日夢，或許會讓孩子保留更多的想象力。建議大人們的哪些行為會扼殺孩子的想象力？如何培養(yǎng)和鍛煉孩子的想象力？畢業(yè)于西南大學(xué)的兒童心理學(xué)博士吳靳給出了如下建議。這些行為培養(yǎng)想象力1與孩子一起進(jìn)行閱讀，并在這個過程中鼓勵孩子發(fā)問、比較、猜測，畫下來、演出來、發(fā)表不同想法，想象力的培養(yǎng)就能事半功倍。2常給孩子一些想象力方面的訓(xùn)練。比如給出一些簡單的符號如一條線、一個半圓、一個圓圈，讓孩子根據(jù)這些來組合故事，鼓勵孩子盡可能多地組合一些更復(fù)雜、完全不同的故事。3鼓勵孩子拆裝廢舊物品，適當(dāng)給孩子買一些智力玩具。比如廢舊的鐘表可以讓孩子拿去拆裝，甚至家里的電腦等物品，家長都可陪孩子一起拆裝維修。4多讓孩子做一些腦筋急轉(zhuǎn)彎的練習(xí)，鼓勵孩子思考時多轉(zhuǎn)幾個彎，同時鼓勵他們不按成年人的思維定式進(jìn)行思考。這些行為扼殺想象力1唯一正確的標(biāo)準(zhǔn)答案。一個經(jīng)典的案例是這樣的：老師問“雪化是什么？”有孩子回答“雪化了是春天”，結(jié)果這個答案被老師打上紅叉，因?yàn)樗?/p>