科學探究的一般過程

1、科學探究的一般過程 1提出問題 從日常生活或化學學習中發(fā)現(xiàn)有價值的問題，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 對問題可能的答案作出猜想與假設。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：蠟燭燃燒時各層火焰的溫度不同，其中外焰溫度最高等。3制定計劃 在老師指導下或通過小組討論提出驗證猜想或假設的活動方案。如驗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進行實驗 按照制定的計劃正確地進行實驗，注意

2、觀察和思考相結合。5收集證據(jù) 獨立地或與他人合作，對觀察和測量的結果進行記錄，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解釋和結論 對事實或證據(jù)進行歸納、比較、分類、概括、加工和整理，判斷事實、證據(jù)是肯定了假設或否定了假設，并得出正確的結論。7反思與評價 對探究結果的可靠性進行評價，對探究活動進行反思，發(fā)現(xiàn)自己和他人的長處和不足，并提出改進措施。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表達與交流 采用口頭或書面的形式將探究過程和結果與他人交流和討論，既要敢于發(fā)表自己的觀點，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行探究。幾個科學探究的實際案例幾個科學探究的實際案例 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，教師做演示實驗，要學生認真觀察。 教師把一根導線懸吊在  幾個科學探究的實際案例例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，教師做演示實驗，要學生認真觀察。教師把一根導線懸吊在蹄形磁體的兩磁極中間，導線的兩端跟電流表連接（如圖），然后，讓學生觀察電流表指針，發(fā)現(xiàn)指針并不偏轉(zhuǎn)。學生通過討論對上述現(xiàn)象作出解釋：可能是沒有電流，也可能是因為電流太微弱，觀察不到指針讀數(shù)的變化。為了檢驗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，學生仍然看不到電表指針讀數(shù)的變化。學生議論：也許還是因為電流小不夠大，再換個強磁體試試。教師按照學生的建議，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，有幾個細心的學生叫道“指針動了”，然而令他們失望的是，再進一步仔細觀察時，指針卻仍然停留在零位置上一動不動。此時，學生中產(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？教師不失時機地啟發(fā)學生：“在我更換磁體的時候，有同學發(fā)現(xiàn)電流表指針動了，這是偶然的嗎？” 學生要求再重復一次更換磁體的操作，以便重現(xiàn)剛才的情景。老師請一名學生上臺試驗，經(jīng)反復操作，發(fā)現(xiàn)磁體運動時，電流表中確實有電流通過，而且，磁體不動、導線運動時，也會產(chǎn)生相似情況。這說明：在一定情況下磁場中的導線可以產(chǎn)生電流。究竟在什么具體情況下磁場中的導線才能產(chǎn)生電流？學

6、生開始分小組進行自主探究，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，而是側重在觀察、發(fā)現(xiàn)和邏輯思維方面發(fā)展學生的探究能力。本課之所以選擇了上述目標，是由于電磁感應的內(nèi)容特點，它能為學生的觀察和發(fā)現(xiàn)提供了有利的情景。另外，通過師生交流，學生無意中明確了兩點：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動時才能產(chǎn)生電流。這就為接下去學生的自主探究作了很好的鋪墊，使學生能把探究目的集中到“怎樣運動才能產(chǎn)生電流”這一主題上，從而能在有限的課堂時間內(nèi)從容地完成科學探究任務。本例還使學生體會到，嚴謹?shù)膽B(tài)度

7、和敏銳的觀察在科學探究中多么重要。 例2 探究凸透鏡成像的規(guī)律 課堂上，全班學生分成了12個實驗小組，每個小組配一套實驗器材，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取一組實驗數(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，當兩小組測量結果相同時才把實驗數(shù)據(jù)填入全班的表格中，以確保實驗數(shù)據(jù)的可

8、靠性。教師告知學生，如果反復觀測不到發(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驗數(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，教師要求學生從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)和總結凸透鏡成像的規(guī)律，這是本次探究活動的重點。物距/cm像的性質(zhì)實像的像距/cm實像還是虛像正立還是倒立實像的長度/cm69要發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律，需要對實驗數(shù)據(jù)進行比較，教師提示學生觀察表格中像的虛實、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；成實像時，測出的像有時被放大了，有時被縮小了。進一步對比數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)，當物距是30cm時，實像的長度恰好為3cm，跟發(fā)光體的長度相同。當物距大于30cm時，實像長度小于3cm，是縮小的，當物距在15cm到30cm之間時，實像長度大于3cm，是放大的。4. 比較像距的

10、數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：當物距在15cm至30cm之間時，像距大于30cm；當物距大于30cm時，像距在15cm到30cm之間。學生還進一步找到一些規(guī)律。例如，在成實像時，如果發(fā)光體離焦點越近，像的位置就離凸透鏡越遠，這就是物距為18cm的測量小組為什么找不到像的原因，因為此時的像距已經(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)進行科學探究的實例。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、設計實驗等要素上花費功夫，而是根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律的內(nèi)容特點，側重發(fā)展學生科學探究的“分析與論證”能力，讓學生把主要精力用于對收集的信息進行簡單的比較和分析，經(jīng)歷根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納科學規(guī)律的一次比較細致、深入的過程。本例還采用了分工的方式收集了比較多的實驗數(shù)據(jù)，不僅讓學生獲得一次合作探究的體驗，也節(jié)約了時間，保證了本次探究任務

12、能在有限的課堂教學時間內(nèi)順利完成。本例是在分析實驗數(shù)據(jù)的基礎上來形成結論的，教師有意把收集實驗數(shù)據(jù)和分析實驗數(shù)據(jù)作為兩個清晰的不同過程，這有利于加深對科學探究的理解，它使學生具體感受到什么叫事實、什么叫規(guī)律，什么是證據(jù)、什么是結論，體驗到科學的結論來自于對證據(jù)的深入分析。專家：畫無標準答案“正是因為一種尋找標準答案的心理，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準答案，因此得不到比孩子更多的答案。鄒紅認為，想象力本來不應該隨著年齡的增長而減弱。相反，因為經(jīng)歷得更多，看到的更多，成年人應該比孩子的想象力更豐富?！皢?/p>

13、題在我們的學校教育中，一直教孩子尋找標準答案，束縛他們獨立的思想；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)于西南大學的兒童心理學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雜、完全不同的故事。3鼓勵孩子拆裝廢舊物品，適當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，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行思考。這些行為扼殺想象力1唯一正確的標準答案。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”，結果這個答案被老師打上紅叉，因為它