科学过程技能..ppt

科学过程技能,科学过程技能就是在科学探究中必须具备的一些最基本的思维方法和操作技能。,观察推断与预测分类测量确认变量制表作图提出假说实验实施和结果分析,基本科学过程技能,综合科学过程技能,第一节观察,一、观察：借助于人的各种感觉器官（视觉、触觉、味觉、听觉、嗅觉）对周围环境有意识的感知，我们称之为观察。二、科学观察科学观察是有目的、有计划的一种研究方法。是通过人的感觉器官或借助科学仪器对自然发生的现象或变化进行考察、记录和分析从而解决一个科学问题或验证一个科学假说,是有理论指导的观察。,科学的本质是通过观察来验证，即观察是为了寻找证据。科学观察是一种客观、理性的活动，是具有假说指引的观察。学生的课堂观察活动应是围绕着建立一个核心概念有目的地进行。,郁波,诺贝尔物理奖获得者美国科学家费曼的故事,费曼的父亲要他观察的内容围绕着建立一个核心概念：哪里有食物存在，哪里就一定会存在以它作为食物的、有生命的生物。费曼的父亲关注的不是表面的知识点，而是要求他学会探究：观察、设想、不断地用观察来检验自己原来的设想。（提高证据意识）我们每个人不可能都有像费曼那样的父亲，培养孩子们的责任，就应该落在教师的身上。,二、科学观察的方法,感官观察非视觉观察比较观察近距离观察定量观察野外观察随录连续观察反复观察观察实验,三、观察教学中应注意的问题,1、观察的目的要明确观察教学首先要让孩子们明确观察的目的和观察的对象，并试图提出假说。教师用简洁明了的语言引导学生明确观察的目的：这个观察的要求是什么？需要解决什么问题？追问：你看到了什么？它们是什么样子的？它们是这个样子的吗？对于这件事你们有什么想法？（提出假说）你为啥这样想（通过观察找证据）？逐渐深入的观察、假说、质疑，建立相关的科学概念。,2、科学观察追求真实,科学观察最重要的特征是真实性。要求我们在选择观察对象、确定观察条件、进行观察、记录现象、撰写观察报告时，尽量避免主观性的、情感上的东西的参与。包括：选用的观察仪器要合适，观察的方法要合理，能排除无关因素的影响，获得的数据要真实，观察过程要科学严谨，结果的解释要合乎逻辑。,3、观察一定要配合记录与描述,记录是科学家最重要的工作和责任，是为了保存证据、分享发现和相互交流。记录可以让孩子们留下自己探索的全过程；记录可以帮助孩子们更仔细地观察，才会注意细节。记录可用于对观察和实验的回顾和反思，以促进科学概念的构建和理解科学概念的形成过程。,我们强调学生应有一本连续使用的记录本。记录问题、猜想、预测、实验计划、实验的主要过程、实验现象、观察的数据、得出的结论。特别是出现的问题和失败的原因。记录的形式：数字的形式、绘画的形式、文字的形式。观察记录必须保证客观性和准确性。描述是证据，解释是观点。,4、人的观察能力的局限性运动错觉、色彩错觉、时间错觉、大小错觉、几何错觉等等。观察教学与思维活动要结合起来有思维加入的观察才可能是科学的观察，思维可以帮助我们排除错觉干扰。真的是这样的吗？会不会是别的什么原因呢？假如我变化一下，还会是这样的结果吗？,5、努力发展学生的观察品质,教师要抓住观察的契机加强培养学生细心、耐心、恒心等心理品质；尊重事实、寻找证据的态度；克服困难、勇于发现、大胆质疑的精神。,第二节推断与预测,一、推断与预测的意义及其特点：推断：是人们根据个人的经验和知识对观察结果的理解与解释。预测：是一种对未来事物发展的推断。,你看到了什么？,你的推断是什么？,你看到了什么？,你的推断是什么？,你看到了什么？,你的推断是什么？,区别观察与推断、预测,1、教师讲课的声音很轻。2、两个学生在交头接耳地讲话。3、学生在量他们的身高。4、学生看到一条蛇很害怕。5、学生们情绪很兴奋。6、今晚会有雨。7、教师对课堂纪律很不满意。8、全班有41个学生,区分观察和推断、预测推断的依实性推断的合理性推断的逻辑性推断是一种学习的过程,二、发展小学生推断与预测技能中的要点,第三节分类,一、分类和能力培养分类是磨练小学生概括推理能力，从而提高他们思维能力的有力手段。二、“顺序排列法”、“多级二分法”和“集合法”及其特点：1、顺序排列法就是把一些事物按照某一个属性（如大小、形状、轻重等等）依次排列。通过箭头来表示。例如张三，李四，王二，陈五,最矮（厘米）,最高（厘米）,2、多级二分法按一定标准每次把事物分成两类，直到不能分为止。多级二分法要遵循以下规则：1、每次按一定标准分成二类，这标准由学生自定。2、在选用标准时，最好用“是”或“不是”模式。3、每一个事物占一个空格也只能占一个空格，直到不能分为止。例如：用多级二分法把下列事物分类：蛇，卵石，电话，猫，狗，西瓜，桌子，月季花。,3、集合法：按事物某一个或几个相类似的特点将被分物归到一起。如：汽车、椅子、梯子、自行车、卡车、桌子、沙发、书架,第四节测量,测量是借助于各种不同类型工具对周围世界的一种定量观察，也是一种通过数学语言与别人进行交流的工具。测量可分为两大类：精确测量和粗略测量一、精确测量：1、精确测量中的“不确定数值”的确定,温度计读数,1,2,3,4,5,2.液体体积的读数,你能正确念出以下量筒各自的读数吗？（单位ml）,3、测量中平均值的使用4、养成良好的测量习惯，培养正确的科学态度5、长度、质量、体积、温度、时间的测量长度的测量：注意不确定数值的确定、测量工具的选择,体积的测量,水置换法,样本法：先在一个整体中取一个小的样本，然后从这个样本出发来推算出整体的读数。例如：“1斤米有几粒？”,二、不精确测量（科学估算方法）,质量的测量：,第五节确认变量,1、变量：在科学实验中数据会随外界环境变化而变化的一种量。2、自变量（操作变量）：实验者可以自由操作的变量，即实验者有主动权任意改变这个变量的数值。3、应变量：随着自变量改变而改变的一种变量。它的变化只是对自变量变化的一种反应。它没有改变的主动权。4、控制变量：我们要使应变量的改变完全是因为自变量的改变造成的，我们就要把其他影响应变量的变量“控制”起来，保持不变。这些变量就称为控制变量。,例：确认以下实验中的自变量、应变量和控制变量：注意：自变量和应变量最好是可量化的变量1、阳光对向日葵成长高度的影响2、斜坡高低对小球滑行距离的影响3、温度对面包上霉菌繁殖的影响,第六节制表作图,一、标题的命名和制表的一般格式实验标题一般必须明确包括自变量与应变量的关系，而且也要包括1-2个主要的控制变量。一般格式为：自变量在控制变量情况下对应变量的影响。例如：1、温度对100mL水中食盐溶解量的影响。2、温度在50空气湿度下对面包霉变情况的影响。,表格的一般格式：,二、作图的必要性和规范性,实验标题应写在上方中央。自变量在水平数轴上（x轴），应变量在垂直数轴上（y轴）。自变量的名称应写在x轴的下方，应变量的名称应写在y轴的左边，变量的计算单位在斜线后注明，跟在变量名称后面。x轴y轴的刻度单位不一定要统一。,例如：弹簧上挂件数目对弹簧长度的影响,挂件数目/个,弹簧长度/cm,第七节假说的定义与特点,对实验结果的科学预测我们称之为假说假说有下列特征：1、推断/预测的结论基于某一特定的事物或事件，所以带有很大的特殊性及局部性，而假说是描述两个变量之间的一般关系，所以带有普遍性、科学性与可推广性。2、推断/预测只是个人的一些主观看法和判断，要不要论证、能不能论证有时并不十分重要。而假说解释的是两个变量之间的一般关系，具有普遍推广意义，所以必须要论证。3、假说中一般应该包含自变量、应变量和控制变量及三者之间的关系。4、假说一般不能被证明，只能被“支持”或“否定”5、假说经过论证被支持以后，经过反复考验最后上升到科学定律或理论，所以我们说假说的论证是科学理论发展最强大的原动力。,赵明的头发是黑色的赵明可能是中国人中国人的头发是黑色的,例：面包上霉菌的研究（面包放在教室几天以后）观察结果：面包上有三个绿色斑点。（视）面包闻起来有异味。（嗅）面包摸上去很干。（触）教室的温度是25。（视）推断/预测：天太热了，导致面包变质。（推断）吃了这个面包会拉肚子。（预测）这绿色斑点可能是霉菌。（推断）明天绿色斑点会增多。（预测）再过一个星期，这面包会变成粉末。（预测）假说：温度越高，面包上出现霉菌的速度越快。,一天中天越黑，越容易下雨9月20日下雨量比10月20日要多回形针比小木棒更容易导电物体中金属成分越多，越容易导电温度越高，大多数物体越容易溶于水温度越高，溶解物就越容易溶于水磁石越大，能吸起的小铁片越多把一块磁石放在文具盒中，它能吸起很多回形针身高2米的学生的心率要比矮的学生的心率快人长得越高，心率就越快绿色植物接受的阳光越多，它的叶子就越多绿色植物接受的阳光越多，它长得越好食醋在比较高的温度下与小苏打反应得比较剧烈温度越高，食醋与小苏打反应速度越快,注意：,我们强调假说应带普遍性，不宜对某些特定现象提出假说；假说应能被测试假说要描述自变量与应变量的关系。,第八节实验实施和结果分析,一、实验实施（假说论证）的一般步骤：例：阳光对植物生长的影响第一步：变量的确定（自变量、应变量）第二步：罗列所有会影响应变量的变量第三步：设定假说第四步：设计实验步骤，实施计划第五步：制表、记下实验结果，作图,在小学生实验实施过程中的注意事项,注意对小学生科学态度的培养。要求小学生以科学家严谨、仔细、客观、坚韧、刻苦的精神为榜样，防止任何敷衍了事、马马虎虎、主观武断或虎头蛇尾的工作态度。自始至终严格把握“控制变量”的恒定性。每次自变量改变后，应变量的变化要反复测量，然后求其平均值。认真作好记录。,二、结果分析,借助图表及表格来描述随着自变量的变化，应变量的变化趋势和情况。,只有两种结果：实验结果否定了假设或实验数据支持了假设。,三、结论,结论不仅是对假说部分提出的课题的回答，也是对整个科学研究的总结。结