科学探究的过程与方法.ppt

“猜想”中的“解释”： 学生运用原有的生活体验和相关知识（初始概念）对问题进行尝试性的解答。 问 题 已有的相关知识 生活体验 初始概念 尝试性解答 思维加工 生：可能陀螺的圆盘越大，陀螺旋转的时间越长。 老师追问：你的理由是什么？ 生：因为大的圆盘比较重，我以前玩的陀螺是金属的，比较重，重的物体惯性较大，所以陀螺旋转的时间越长。 “结论”中的“解释”：学生用新获取的证据，结合已知的相关知识和经验，对假设进行验证，经过逻辑推理，形成新的概念。 思维加工 新 概 念 已有的知识经验（长时记忆） 新的证据（工作记忆） 验证假设后成为确证 1.学生没有科学证据的概念，难以区分什么是证据，什么是已有的知识和经验； 2.学生缺少基本的逻辑推理的方法，区分不了因果关系，不会提取自己的积累，不会运用实验获取的证据； 3.老师在探究程序设计上出现了差错，实验过后缺少了验证假设的过程，学生直接把证据当作结论。 “评价”中的“解释”： 1.对同学的探究行为进行评价，表达自己对某一行为的肯定与异议，分析其形成的原因，阐明自己的理由，这种解释，不仅要表达自己的观点，还要用证据证明自己的观点，不能仅仅是判断其正确或错误。 2.把自己通过探究形成的概念与科学家（课本中的）的概念进行比较，分析其中的差异，找出自己的不足。 对科学概念的解释需要经过长期的训练，我们的学生长于丰富的想象，短于准确的描述；长于死记硬背，短于分析解释。习惯了背诵现成的文字概念，不习惯经过探究形成自己的观点，这就需要我们科学老师带领学生经历漫长的思维训练过程，在慢慢弄清经验知识、科学证据，学会基本的逻辑推理的前提下，锻炼学生用自己的话对探究对象进行科学的解释。 小学生的思维，除了语言思维，还有一种是图像思维。这两种思维有时是单独的，有时是兼而有之的。图像思维的优点是形象，缺点是思维速度慢；语言思维的优点是快捷，缺点是不直观。如果语言比较丰富，那么相关信息的表达和存储就会比较丰富。这些知识提取到工作记忆系统中时，就会有助于认知。在学生语言表达还有一定困难的阶段，我们要借助图像辅助学生的思维活动，学生的猜想、观察实验都可以用画图的方法来记录，在描述、解释中借助图画进行表达，可以达到比较理想的教学效果。 教学设计中应该注意的问题 1. 探究过程要逻辑清晰，简洁明了 2. 发散思维适可而止 辐合型思维就是当认知主体面临一个认知任务时，通常考虑各种相关因素，收集尽可能多的相关信息，找出各因素之间的相互关系，最后提出一种解决问题的具体方案。发散型思维的表现通常是，当认知主体面临一个认知任务时，往往倾向于思考多种不同的解决问题的途径，而不是集中于一种途径和具体的方法。 * 案例1 动物与环境 师：同学们，今天我们研究动物与环境 师提问：蚯蚓喜欢生活在什么样的环境中？（提出问题） 师: 我们了来做一个实验，看一看蚯蚓喜欢生活在什么样的环境中。 师出示了一个由干湿土壤铺成的纸盒，把蚯蚓放入盒中，观察蚯蚓在土壤中的反应。（观察实验） 学生讨论观察到的现象，形成结论。（形成概念） 案例2. 下完小雨，凸凹不平的地面上出现一些小水洼。刚刚做完课间操的一群小学生蹲在花池旁，热烈地议论着什么。还有几分钟就要上第三节课了，教小学科学的王老师从工具库中提着一大包下节课要用的教具朝教室走去。经过花池时发现他的学生还未进教室，他低头一看，原来他们正对草丛中的两条蚯蚓感兴趣。 “它们为什么从泥土中钻出来了？”（提出问题） “是因为缺氧。下雨时，小鱼也会从水中探出头来呼吸。”（假设1） “或许是准备搬家。不是蚂蚁下雨前要搬家的么。” （假设2） “现在的雨都是酸雨，把土都给腐蚀了，蚯蚓在土里呆不下去了。” （假设3） “土里有空气，下雨后土里灌满了水，没有了空气，蚯蚓憋得慌。蚯蚓不喜欢太湿的地儿。” （假设4） “他们出来让雨给他们洗个澡。” （假设5） …… 科学假说是对观察现象的一个假定性的解释,或者说是对所提出的科学问题的一个推测性的回答。假说之后必定有验证的活动，通过验证才能成为科学结论。科学假说是有一定的理论（经验）准备的，是符合逻辑的，而不是随意的猜测。 1.关于科学假说 科学研究的过程是一个不断循环往复的回路。科学发展正是由新一代科学家在前人的理论上发现不足、提出新问题、建立新假说开始的。而且一旦新假说被证实成为新理论之后，也就会成为“众矢之的”，更年轻一代的科学家便会进一步发展、修正你的理论。由此可见，假说是部分的建立在前人的理论基础之上的。 2.假说要以现有认识成果为基础 猜想和假设是架构在新旧知识之间的桥梁，猜想与假设要以现有认识成果为基础，没有知识作基础的学习是不成立的。 学生对探究的事物，不可能是完全陌生的，他们或多或少了解探究对象的一些信息，或是与该事物有联系的信息，这些信