第5章+小学科学过程技能研究

1、第第5章章 小学科学过程技能小学科学过程技能“教育一旦被看作是一种探究式的活动，就会产生一些重大改变。教育的中心将转向学生的学习，而教学的任务则变成如何去支持探究活动的开展.” 哈斯特（Harste 1993） 导学问题导学问题n科学课的教学应该秉持科学课的教学应该秉持“以探究作为过程的以探究作为过程的核心，以过程作为建构的载体，达到经验唤核心，以过程作为建构的载体，达到经验唤醒、经验累积与经验转化醒、经验累积与经验转化”的教学理念的教学理念.n孩子们必须用孩子们必须用类似科学家类似科学家的方法去做科学的方法去做科学.自自然引出下列问题然引出下列问题: 类似科学家类似科学家? 科学家如何做科学

2、科学家如何做科学? 做科学的方法有哪些做科学的方法有哪些?可能我们中的多数人都牢牢记住了科学的方法：n问题n假设n证据n结论n讨论n应用如何提出如何作出如何拿出如何得出如何引出如何导出什么是怎么办？科学过程技能什么是科学过程技能？什么是科学过程技能？ 科学过程技能就是科学过程技能就是科学工作者在科学研科学工作者在科学研究过程中所需的一些最基本的思维方法究过程中所需的一些最基本的思维方法和操作技能和操作技能。包括。包括5项项基本过程技能与基本过程技能与7项项综合过程技能综合过程技能。 综合科学过程技能综合科学过程技能n识别与控制变量识别与控制变量n制表作图制表作图n形成与验证假设形成与验证假设n

3、操作性定义操作性定义n实验论证实验论证n建立模型建立模型n得出结论得出结论基本科学过程技能基本科学过程技能n观察观察n推断与预测推断与预测n交流交流n分类分类n测量测量综合过程技能是基本过程技能的发展与综合应用综合过程技能是基本过程技能的发展与综合应用章节学习需要形成的认知、能力与理念章节学习需要形成的认知、能力与理念n认知：过程技能的类型、特点与教学应用n能力：过程技能的专项训练与掌握专项训练与掌握n理念：统一的科学概念是科学课程的概念结构，统一的过程技能是科学课程的方法结构。两者构成科学课程的“学科结构” 。科学课的教学就是以“以探究为核心的过以探究为核心的过程方法程方法”去建构概念去建构

4、概念、形成观念形成观念 。n知识永远不能代替简单的观察 -Arnold Lobel n用背诵代替鲜明的感知和观察观察,只会使学生变得愚蠢。 -苏霍姆林斯基第一节第一节 基本过程技能基本过程技能 :观察观察1.辞海辞海中的观察：中的观察：有计划，有目的地有计划，有目的地用感官用感官来观察现象的方法来观察现象的方法.2.科学观察科学观察:是指不对研究对象施加任何控制，用是指不对研究对象施加任何控制，用人的人的感官或借助仪器感官或借助仪器，纯自然纯自然地对研究对象进行地对研究对象进行了解。观察是了解。观察是有目的有计划有目的有计划的认知活动，是获得的认知活动，是获得经验和对经验进行分析研究最基础的工

5、作。经验和对经验进行分析研究最基础的工作。3. 科学观察是与科学观察是与一定课题一定课题相联系的，相联系的，有计划、有有计划、有目的、有一定控制设计目的、有一定控制设计的感性认识活动。的感性认识活动。 一一、 什么是观察什么是观察? ?建构自已的理解建构自已的理解 科学观察科学观察:此看非彼看此看非彼看(日常观察日常观察)有目的的有目的的“看看”有计划的有计划的“看看”获取感性材料获取感性材料形成看法形成看法.问题问题建构自已的理解建构自已的理解 科学观察科学观察:此看非彼看此看非彼看(艺术观察艺术观察)下雪场景记住记住: :科学观察与其它观察不同的是科学观察是理论负载的科学观察与其它观察不同

6、的是科学观察是理论负载的科学教育中的观察 应是科学观察案例讨论:小学生从看向观察的话语转变从看向观察的话语转变-教科版三上第一单元第1课时我看到了什么?讨论话题n几个活动来构成几个活动来构成n这些活动有何教育价值这些活动有何教育价值?n本课后学生对观察的认识可有哪些方面本课后学生对观察的认识可有哪些方面?我看到什么的三个活动n第一个活动，看大树照片的活动。第一个活动，看大树照片的活动。 我看我看到了什么？到了什么？n第二个活动，在一棵真正的大树前，我第二个活动，在一棵真正的大树前，我看到过什么？看到过什么？n第三个活动，叫做再去看看是不是能看第三个活动，叫做再去看看是不是能看到更多的内容。到更

7、多的内容。 三个活动的两个教育价值n1。鼓励孩子们去看周围的实际事物 2。想知道多一点，带着这样的目的去看，这叫做观察。 科学教材从此以“观察”两个字代替“看”这些词，观察这个词也从这里开始了。 此课之后孩子应自然形成对科学观察的初步认识n看不等于观察n有目的地去看才会有真正的观察n制定观察目的与方法有利于观察n可以用各种感官去观察n可以借用仪器去观察与观测当然以后我们还必须让孩子认识：当然以后我们还必须让孩子认识：可靠的观察需可靠的观察需要正确的理论指导，有可靠的观察才有可靠的理要正确的理论指导，有可靠的观察才有可靠的理论。这就要突出交流与重复观察的重要性论。这就要突出交流与重复观察的重要性

8、.n进一步思考的问题：为什么把 “我看到什么” 作为科学的第一课呢?二、观察有何价值n在科学认识中的价值在科学认识中的价值 “我既没有突出的理解力，也没有过人的机警，只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上，我可能在众人之上。” -达尔文“观察、观察、再观察。” -巴甫洛夫 观察在科学研究中的价值n问题的发现（科学始于观察?）n寻找证据n理论检验（可重复）n积累n在教育中的价值：在教育中的价值：证据意识，求真品质证据意识，求真品质张红霞教授认为：我国目前的小学科学教我国目前的小学科学教育目标的育目标的重点：观察重点：观察n勤于观察、善于观察的勤于观察、善于观察的能力能力；n初步学

9、会根据观察事实来初步学会根据观察事实来解释解释不同现象之间的关系，不同现象之间的关系，n养成尊重事实、严谨求实的养成尊重事实、严谨求实的品质品质。n在这基础上，根据学生的具体情况，进行创造性地提在这基础上，根据学生的具体情况，进行创造性地提出问题、出问题、分析实验数据分析实验数据的能力和素质的发展的能力和素质的发展 课后阅读：课程博客：课后阅读：课程博客：主题文章科学究竟是什么？主题文章科学究竟是什么？三、观察有哪些类型观察有哪些类型n1. 直接观察和间接观察直接观察和间接观察n定性观察也称质的观察，重点放在对观察对象的性质、特征等方面n定量观察也称量的观察或观测、测量，它主要确定观察对象的各

10、种数量关系。案例:从一杯水的观察到比较水的多少 -教科版三上第4单元水 从淀粉的观察到淀粉的踪迹 -教科版三上第6单元米饭与淀粉2.定性观察和定量观察。定性观察和定量观察。3.自然观察(纯粹观察)与实验观察n纯粹观察纯粹观察只能提供观察对象整体的表面认识，并不直接也不完全地反映研究客体的本质及其规律性。 自然观察的不足将由实验观察来克服。依靠实验方法，并借助理论思维，才能达到必然性的证明. 案例:观察纸的纤维四、观察具有哪些特点，有何四、观察具有哪些特点，有何教学启示教学启示 ？ 1.选择性。 科学观察是与一定课题一定课题相联系的，应集中在有意义、有价值的信息上，筛集中在有意义、有价值的信息上

11、，筛选掉那些无用或无关的信息选掉那些无用或无关的信息. .在观察前明确观察什么和为什么而观察是非常重要的观察选择性对教学的启示n在让学生进行观察活动时，必须明确与在让学生进行观察活动时，必须明确与择选观察的择选观察的目的与任务目的与任务 例如例如 活动：吹奏乐器；活动：吹奏乐器；观察蜗牛观察蜗牛n-预测与排除干扰因素预测与排除干扰因素 ，例如，例如，我的我的大树大树n培养培养坚持性的观察品质坚持性的观察品质。例如，饲养蚕宝宝、例如，饲养蚕宝宝、种植凤仙花种植凤仙花 明确目标才能集中注意力明确目标才能集中注意力,收集更多有收集更多有意义与价值的信息意义与价值的信息,才有深入的发现才有深入的发现案

12、例:观察要有目的性与选择性案例分析案例分析我看到了细菌我看到了细菌 一杯水的观察一杯水的观察是三年级上册是三年级上册“水水”单元单元的第一课时。的第一课时。 生：我发现手放进去水位会升高。生：我发现手放进去水位会升高。生：摇一摇，水像龙卷风。生：摇一摇，水像龙卷风。师：不错！还有吗？师：不错！还有吗？生：我看见水里有细菌。生：我看见水里有细菌。师：观察真仔细！师：观察真仔细！ 2.观察的客观性观察的客观性 科学必须以客观事实为基础来探索客观科学必须以客观事实为基础来探索客观规律。规律。科学观察是必须科学观察是必须尊重客观事实并尊重客观事实并如实描述，如果观察失真，理论也就失如实描述，如果观察失

13、真，理论也就失去了客观真实性。去了客观真实性。在美国在美国,一个科学家如果违背了求实这点一个科学家如果违背了求实这点,就没有人请他参加学术活动就没有人请他参加学术活动,也没有刊物发也没有刊物发表他的文章表他的文章,他在科技界就没有立足之地他在科技界就没有立足之地,只能去卖冰棍只能去卖冰棍.-钱学森钱学森 n“求实、客观”是培养科学过程技能的基础，更是科学精神的精髓。n对小学生来说最基本的求实就是在观察时说真对小学生来说最基本的求实就是在观察时说真话，严禁伪造结果和凑数据。话，严禁伪造结果和凑数据。n观察要客观，记录要客观观察要客观，记录要客观 -蜗牛不是胆小鬼蜗牛不是胆小鬼n宁要真实的缺陷，也

14、不要虚假的完美宁要真实的缺陷，也不要虚假的完美观察的客观性对教学的启示观察的客观性对教学的启示当结论与事实相矛盾时,要么观察错误,要么推论错误.怎么办?宁要真实的缺陷，也不要虚假的完美宁要真实的缺陷，也不要虚假的完美n观察是从某一个侧面或局部开始进行，要培养观察是从某一个侧面或局部开始进行，要培养学生从不同角度、不同层次、不同方法对观察学生从不同角度、不同层次、不同方法对观察对象进行综合感知。对象进行综合感知。观察的全面性对教学的启示：观察的全面性对教学的启示：n多角度观察多角度观察-案例水的多少案例水的多少n观察要注重细节观察要注重细节-没有两片相同的叶没有两片相同的叶n多种感官的观察多种感

15、官的观察: :嗅觉嗅觉, ,触觉触觉, ,听觉听觉, ,视觉视觉, ,味觉味觉 -案例：生熟马铃薯n有序的观察有序的观察-案例观察一杯水案例观察一杯水观察的全面性观察的全面性观察记录单案例:观察一杯水有序的观察-看,闻,尝,摸,听五、观察教学的设计与教学建议五、观察教学的设计与教学建议 n观察教学的活动设计观察教学的活动设计P80-82P80-82n多感官观察多感官观察n非视觉观察非视觉观察-从盲人摸象到触摸袋,听觉,嗅觉,味觉观察n比较观察比较观察-它们都会流动：沙与水的比较，油与水的比较n近距离观察近距离观察-放大观察奇妙的指纹n定量观察定量观察-从1袋米有多重到1斤米有几粒n观察实验观察

16、实验观察水在加热过程内部的变化 n观察日记观察日记观察并记录着n连续观察连续观察观察并坚持着n反复观察反复观察观察并检验着n自我提问自我提问观察并思考着n命名游戏命名游戏观察并快乐着观察教学设计的目标取向观察教学设计的目标取向n形成对观察的科学认识形成对观察的科学认识n培养观察能力培养观察能力n塑造观察品质塑造观察品质观察教学的基本环节（1）确定观察的目的任务，）确定观察的目的任务， 择选择选（2）制定观察的方案，）制定观察的方案， 条理条理（3）进行实际观察，）进行实际观察， 细致细致（4）翔实的记录与描述，）翔实的记录与描述， 客观客观 （5）初步解释）初步解释 逻辑逻辑 （6）观察结果的

17、核实。）观察结果的核实。 质疑质疑 教学建议教学建议）观察发展要循序：）观察发展要循序：先先感官后工具，感官后工具，先定性后定量；先定性后定量；先静态后动态；先静态后动态；先单体后多体；先单体后多体； 先局部后整体；先局部后整体； 先外部后内部；先外部后内部； 从短期到长期从短期到长期）观察能力的培养水平有层次n带着想要了解得更多、知道得更多这样带着想要了解得更多、知道得更多这样的目的去看，就叫做观察了的目的去看，就叫做观察了 n在观察过程中提出一些问题，可以帮助在观察过程中提出一些问题，可以帮助我们观察到更多的内容。我们观察到更多的内容。 n观察的对象不同，观察的方法也不同。观察的对象不同，

18、观察的方法也不同。 n定性观察并定性描述定性观察并定性描述n定量观察并定量描述定量观察并定量描述 3)所观察的主题和变量要少一个主题一个主题,两个变量两个变量案例:沙与水哪种吸热快控制变量控制变量:同体积的沙与水同体积的沙与水,同样的容同样的容器器,起始温的相同起始温的相同,温度计所插入的位温度计所插入的位置置,同样的容器同样的容器,同样的地点同样的地点,同时测温同时测温4)观察与描述要成对,描述与解释得区分n案例讨论案例讨论:描述纸的特点时，有学生描述描述纸的特点时，有学生描述“纸可以烧纸可以烧”，这是描述吗？，这是描述吗？观点观点:n观察是获得证据观察是获得证据,描述是保存证据描述是保存证

19、据,解释是解释是运用证据运用证据.n观察是描述的基础，描述是观察的呈现观察是描述的基础，描述是观察的呈现 ，解释，解释是观点是观点,是基于描述的推论。是基于描述的推论。档案袋活动档案袋活动-这是观察结果还是推论结果这是观察结果还是推论结果这蜡烛已用过这蜡烛已用过蜡烛是蜡制的蜡烛是蜡制的燃烧的蜡烛灯芯是黑的燃烧的蜡烛灯芯是黑的观察与描述的协调发展n由于受年龄特点和认识水平的限制，儿童由于受年龄特点和认识水平的限制，儿童早期主要用早期主要用感官直接观察感官直接观察，并进行，并进行定性描定性描述述，随后发展到借助工具进行，随后发展到借助工具进行间接观察间接观察，一些观察还往往需要预先对观察对象进行一

20、些观察还往往需要预先对观察对象进行实验处理，使实验处理，使描述结果更为鲜明、精确与描述结果更为鲜明、精确与有利于发现必然性有利于发现必然性,随着随着定量观察定量观察（观测）（观测）的产生，的产生，定量描述定量描述将观察结果体现得更将观察结果体现得更科科学和简明学和简明，观察结果的描述渐渐，观察结果的描述渐渐严谨到具严谨到具有统计学的意义有统计学的意义。5)5)动动“眼眼”观察观察, ,动脑思考动脑思考n眼见不一定为实眼见不一定为实(错觉与幻觉错觉与幻觉),不要看到不要看到什么就是什么什么就是什么?n需要多问需要多问“真的是这样吗真的是这样吗” “会不会是会不会是别的什么原因别的什么原因”, “

21、假如我变化一下还会假如我变化一下还会是这样吗是这样吗?” ,n观察观察-思考思考观察观察-思考思考再观察再观察-再思考再思考,重重复才有可靠性复才有可靠性,才会逼近真理才会逼近真理.6)6)观察活动要突出科学原理观察活动要突出科学原理 n观察是为了获得经验和对经验进行分析研究，观察是为了获得经验和对经验进行分析研究，所以观察的重点在理解科学的概念及其形成过所以观察的重点在理解科学的概念及其形成过程，也就是要突出科学原理。程，也就是要突出科学原理。-关注科学概关注科学概念念n如学生观察一枚硬币可滴多少滴水不溢出如学生观察一枚硬币可滴多少滴水不溢出, ,重重点不是在我溢的比你多点不是在我溢的比你多

22、, ,而是在体会水的表面而是在体会水的表面张力张力这是这一活动的科学原理。这是这一活动的科学原理。 7)7)讨论是获得正确观察结果的讨论是获得正确观察结果的重要步骤重要步骤 n一个人的观察往往有限，通过交流可以分享彼一个人的观察往往有限，通过交流可以分享彼此的观察，互相弥补经验上的不足，达到重复此的观察，互相弥补经验上的不足，达到重复观察的效果。但要注意，观察的效果。但要注意，观察和讨论不要同步观察和讨论不要同步进行进行( (中国作法中国作法) )，讨论要在充分的观察、实验，讨论要在充分的观察、实验活动之后活动之后( (美国作法美国作法) )。 n讨论后应形成一个讨论后应形成一个共同认可的观察

23、结果共同认可的观察结果,让让学生明确什么是学生明确什么是可靠的观察可靠的观察,怎样可以怎样可以获获得可靠的事实与证据得可靠的事实与证据.作业：自选一个主题，设计一次完整的观察活动，并简要说明设计意图及其教学建议。 第二节基本过程技能：测量n当你能够对你所谈及的事物进行测量并用数字来表示它时，你就对这一事物有所了解了；但当你不能测量，不能用数字的方式来表示你所谈及的事物你的思想就不能提升到科学的阶段Willian Thompson,Lord Kelvin,Popular Lectures And Addresses,1899-1894n测量是实现科学观察高级阶段的重要手段测量是实现科学观察高级阶

24、段的重要手段一、什么是测量n测量是借助不同类型的工具对研究对象的某一方面或特征的一种定量观察，也可以说是对事物某一方面特性的精确描述。二、测量有何价值二、测量有何价值n在科学认识中的价值测量是实现科学观察高级阶段的重要手段提供量化信息，发现本质规律n在教育中的价值将思想就提升到科学的阶段发展小学生良好的测量能力与习惯是他们在做定量观察、比较、分析数据时的重要保证。 三、测量有哪些类型三、测量有哪些类型（一）精确测量和不精确测量。（一）精确测量和不精确测量。精确测量是指用测量仪器直接获得数据案例：比较水的多少（量筒）-教科版三上第4单元水，我们在生长（头长，身高，肺活量）-教科版三上第单元我们自

25、已测量物体的温度-教科版三下第单元冷与热盐水重还是清水重（天平）教科版三下第单元沉与浮不精确测量亦即估测或估算案例：叶的观察大小（方格法）-教科版三上第单元植物之各种各样的叶（二）长度、体积、重量、温度、时间等的测量标准化测量系统（米，升，克，度，秒等）与非标准化测量系统（脚长，小杯，回形针，滴水等）的选择与应用记住：标准化测量系统仅仅是测量的一种记住：标准化测量系统仅仅是测量的一种方法，对于儿童，教师应鼓励他们自己方法，对于儿童，教师应鼓励他们自己设计自己的设计自己的“非标准化非标准化”测量系统测量系统案例：用图表来记录植物的生长四、测量有哪些特点，有何教学启示？ n测量要规范测量要规范对教

26、学的启示n从对测量工具的观察到使用测量工具，“你们想怎样用它？” ，“哪一种更科学呢？”，“注意什么？”n认真对待测量数据的差异，“你们是怎么测的”，“哪一种更准确呢”达到规范的认同，生成规范意识，自觉规范行为n不要再三强调，反复罗嗦，而是在讨论与质疑中，在失败反省中认识与学习规范，自省性规范比他律性规范更有效n一些易损、复杂的测量工具可以直接讲解与演示示范使用，如天平的使用n测量有误差误差测量有误差对教学的启示误差对教学的启示n需要科学方法需要科学方法，精确测量与不精确测量如树的横断面积不规则物体的体积n需要多次测量，数据处理需要多次测量，数据处理，如测量长度，可以测量多次，取平均值；测量摆

27、动周期，测量一次误差较大即偏大或偏小的可能性较大，可以采用测多个摆动周期的总时间，除以摆动次数，得到更接近周期真实值的测量值。 n（一）测量教学的设计n测量技能专项训练n例如测量物体的温度（教科版）n用工具测量（苏教版三上第单元观察与测量）n主题情境下的测量学习n例如比较水的多少，叶的大小，用水计量时间（教科版五上）五、测量教学的设计与教学建议n教师的讲解与示范测量仪器的使用和操作的规范仅是一种方法采用“尝试错误反思操作” 方法教师应鼓励他们自己设计自己的“非标准化”测量系统，这种方法不管是否比标准化方法，成人的方法先进，都是小学生科学学习的重大收获 规范操作，科学操作，客观记录保证测量数值的

28、真实性重视记录单的设计，数值的统计处理和图表处理，基于数值进行理性分析，重在发现原因，发现表层现象后的内在规律案例：冷水与热水的重量比较（二）教学建议（三）测量活动案例档案袋活动-长度的测量选用合适的测量工具，测出下列物体长度，注意保留一位不确定数值不确定数值使用使用工具工具估算长度估算长度/单位单位实际长度实际长度/单位单位差异差异讲台讲台大树的周长大树的周长书的长度书的长度我的身高我的身高档案袋活动档案袋活动-读温度计读温度计下面是五个不同物体在不同温度计上的温度显示。你下面是五个不同物体在不同温度计上的温度显示。你能正确念出它们各自的读数吗？能正确念出它们各自的读数吗？档案袋活动档案袋活

29、动-如何测量如何测量如何测量如何测量1块小石头的体积？块小石头的体积？如何测量空气的重量如何测量空气的重量?极小物体的重量极小物体的重量(如如1根头发根头发)如何测量如何测量?档案袋活动档案袋活动-不精测测量不精测测量1斤米有几粒？斤米有几粒？如何测量树叶的面积如何测量树叶的面积?联系科学课联系科学课-植物的生长植物的生长植物的高度可以用一张图纸上方格的数目来测量。把植物的高度可以用一张图纸上方格的数目来测量。把坐标纸垂直立于待测植物的后面，把纸超出植物部分坐标纸垂直立于待测植物的后面，把纸超出植物部分 切去，然后数出整个坐标纸所代表的植物高度的方格切去，然后数出整个坐标纸所代表的植物高度的方

30、格数，以画图表示，不同的时期，随植物的生长，方格数，以画图表示，不同的时期，随植物的生长，方格数会发生变化。数会发生变化。联系科学课联系科学课-记录温度和时间记录温度和时间1.让孩子们记录每天让孩子们记录每天11：30时的户外温度，然后制时的户外温度，然后制成图表，以显示每天户外成图表，以显示每天户外 温度的变化。温度的变化。2.装半杯热水装半杯热水,每隔每隔2分钟测一下水的温度分钟测一下水的温度,然后制成然后制成坐标图坐标图, 显示热水变冷的过程显示热水变冷的过程.3.太阳底下水热还是土热？一杯水和一杯土同时放在太阳底下水热还是土热？一杯水和一杯土同时放在室外，先测基温（记录插入的深度与位置

31、）每隔室外，先测基温（记录插入的深度与位置）每隔1小小时测时测1次，水温与土温变化有区别么？思考原因？如次，水温与土温变化有区别么？思考原因？如果是石子代替土又将如何？果是石子代替土又将如何？第三节、第三节、基本过程技能：比较比较与分类与分类n比较和分类比较和分类是分析和综合结合的最初级形式，是最普遍采用的科学研究方法。n比较是把两个或两个以上的研究对象进行对比，以确定其相同点和不同点的研究方法。n分类是在比较的基础之上按照一定的标准将多个研究对象进行归类，以探询其联系与区别进而发现某种规律的研究方法。n还有一种比较的方法称为类比，类比是指将研究对象与已知对象进行对比。对科学研究而言是通过类比

32、，发现研究对象的本质性东西或规律，对科学教学而言是加深对研究对象的理解和认识。 （一）比较与分类的特点（一）比较与分类的特点 n比较的同质性 对两个或两个以上研究对象进行比较，必须对其同种性质进行比较，或者是对具有同种性质的研究对象进行比较，也就是比较首先要具有可比性。如果实的比较，要颜色、大小、光滑程度分别进行比较。动物与动物、植物与植物的特征进行比较等。 比较的普遍性n比较的方法广泛存在于科学学习的全过程。观察的结果、测量的数据、实验的结果以及与之对应的方法，都要进行比较。观察、实验的解释、推理与预测的结论，也都要进行比较。新知识、新技能的学习、对科学新的认识也是在与小学生已有的知识、技能

33、和认识的比较中获得的。 分类的灵活性n分类是依据一定的标准进行的，但分类标准的选择具有很大的自由度。只要学生的判断是合理的，他们就可以按照各自的生活经验或科学知识任意选择和创造分类标准。 4、分类的规律性n分类是对观察的深化，分类是对测量数据或实验结果的分析与归纳。因此，分类的结果将反映出研究事物间的某种规律，表示小学生对科学认识的深化。 （二）比较与分类的训练 n要有意识地引导学生在比较中认识科学事物要有意识地引导学生在比较中认识科学事物 由于比较广泛存在于科学学习的全过程，尤其是小学生新的科学体验是在与原有的科学经验的比较中获得的。所以教师要重视比较的方法，创设进行科学比较的学习情境，引导

34、小学生在比较中学习科学。低年级的小学生重点在两个事物的比较，高年级小学生要进行多个事物间的比较，逐步提高其比较技能。 n要指导学生运用科学的分类方法要指导学生运用科学的分类方法 科学研究中分类方法很多，适合小学生科学学习的分类方法主要有“顺序排列法” ，“多级二分法”和“集合法”。顺序排列法n就是把一些事物按照某一个属性，如大小，轻重、形状依次排列。n小学生较易理解这种分类法，但有一点要特别注意的是划分的属性要有统一的度量单位，“大，中等，小”一般不宜做标准。n最简单的表示方法是用箭头表示 李红雷鸣苏红最矮（厘米） 最高（厘米）多级二分法n按一定标准每次把事物分成二类，直到不能分为止。n分类标

35、准一般采用“是”与“非”模式档案袋活动-多级二分法用多级二分法把下列事物分类：蛇，卵石，电话，猫，狗，西瓜，桌子，月季花高年级小学生可以穿插一些多步逻辑推理，以提高其分类与逻辑推理能力档案袋活动-你能画出这个海洋动物吗？1.有一种奇怪的海洋动物，下面这些都是它们的家庭成员。2.下面这些都不是它们的家庭成员.3.指出下面哪些是它们的家庭成员4.描述这类海洋动物的特征.5.你能另外画一个这类海洋动物吗?集合法n指按事物一个或几个相同或相类似的特点将被分物归成一类。如果说“多级二分法”是依据事物间的不同之处，“集合法”分类的依据则主要是事物的相同点。 n儿童习惯从外表的相似性加以分类，教师应有意识地

36、引导学生从内在相似性进行观察。档案袋活动-集合法用集合法可下列事物分类：椅子，锅，沙发，消毒柜，餐桌，碗，电饭煲，书架比较活动实例兔子和萝卜的比较n材料：一张萝卜的种子苗开花结果的生长图，图中有生长要素的表示n 一张兔子的四个生长时期的图片。n过程：1、萝卜和兔子的不同之处，比一比。看谁找得多。 2、看下面两张图，说一说萝卜和兔子有哪些相似之处。 兔子生长图 萝卜生长图 第四节基本过程技能： 推断与预测n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。n预测是一种对未来事物发展的推断。 档案袋活动-区别观察与推断、预测？1. 教师讲课声音小。2.两个小学生在讲话.3.学生看到蛇很害怕。4

37、.全班有41个学生.5.孩子们盼望下课。6.今晚会有雨档案袋活动-从观察与好奇心中产生出来的问题：如果的话，会发生什么？这涉及到预测1. 如果把几小滴醋滴到一个爬满幼虫的盘里，会发生什么？2.如果把一节电池的上下端用导线连接会发生什么？n如果的话，会发生什么？是小学教师最常问的问题也是最重要的问题。n把预测结果与实验结果进行对比，而不是被动地接受实验事实，两者的不一致性，就会引发新的领域的探讨，例如孩子们认为硬币可被磁铁吸引，但实验结果相反，这时他们就去探讨不被吸引的原因。档案袋活动-神秘的足印1.目的:帮助学生认识观察与推理的区别帮助学生认识到相同的观察(观察的专一性)可能导致多种合理的推断

38、(推断的多重性)2.材料:图3.过程:你观察到了什么?你的解释(推论)是什么?神秘的足印观察推断客观主观借助感官或工具借助经验与知识结果专一性结果多重性n推测、预测、推理、假设是不同的，其主要区别在于：n1推测：即猜想，无明确的依据，随便说的。n2预测：依据已知的信息资料，推测“大概会变成这样”。根据现在事实推测将来。n3推理：依据已知的信息资料推测“大概是这样的”。推论事实的实在性、可靠性。n4假设：依据已知的信息资料，组成一个“规律”。 （一）推断与预测的特点 n推断与预测具有很强的主观性 推断是人们对外界事物的反应，是人类思维活动的结果，它与儿童已有的科学经验和科学知识有紧密关系又产生新

39、的结论，因此具有很强的主观性，这是它与观察之间本质的区别。 n推断与预测具有发散性 观察以客观性为其基础，观察结果或说描述就有一定的专一性。每个学生的科学经验和知识都有差别，推断与预测又具有很强的主观性，所以观察与预测的结果就具有多重性。 n推断与预测是科学探究中思维活动的开始 科学研究从科学观察开始，而对客观事实及其规律的认识，则要进行思维加工。推断与预测是思维加工中重要的思维活动，是揭示事物本质或认识事物联系规律的思维活动的开始。 （二）推断与预测的训练 n强调推断的依实性 n虽然推断与预测是人们主观思维活动的结果，但这并不是无边际的猜测与想象。推断的结果必须是以事实（观察结果）为依据的。

40、 n强调推断的合理性 n推断一般是以学生过去的生活经验和知识为出发点对观察结果的解释与理解。显然，如果过去经验和知识不足或所依据的经验是错误的，就会产生不合理的推断。这就要求小学生在进行推理时，要认真仔细并要反复检查作出推断依据的正确性。不能以“想当然”代替积极的思维 n学习推断的逻辑性 n推断应该是一个严密、细致的思维过程。如同几何问题的证明，要依据一步一步系统的逻辑关系。小学生在发展推断技能时，要指导他们学习一些基本的逻辑推理知识，使他们的推断结果更合理。 n将推断作为学习的过程 推断不仅取决于观察结果而且也取决于学生所具有的经验和知识。在科学学习中，教师要精心设计学习活动有意识地将“老”

41、的经验、知识与“新”的观察所获信息联系起来，使学生的推断与预测进行顺利，更易于积累新经验和理解新知识。 档案袋活动-解暗箱n根据外在现象推测内部结构的方法,这种方法叫解暗箱 n这是科学家常用的方法,比如说地质学家根据火山爆发时喷出炽热的岩浆推测出地球内部是炽热的。n材料：暗箱、电池、小灯泡、导线(每个小组一套) 要求：分析和画出暗箱电路图。 关于暗箱材料的准备：注射液药盒、泡钉、电池、小电珠、导线、电烙铁、焊锡、胶带等。关于暗箱的组装：在药盒上打6个孔，装上6只泡钉。在盒盖背面任意2只泡钉间焊接一节电池，另外2只泡钉间焊接一只小电珠，将其中一只泡钉与另外一只泡钉用导线连接。用胶带将盒盖封好。检

42、测器的制作：在一节电池的正极焊接一根导线，负极焊接一只小电珠，小电珠的另一极引出一根导线，做成检测工具。暗箱及检测器电路示意图： 联系科学课联系科学课-解暗箱法的应用解暗箱法的应用n观察我们的身体观察我们的身体观察身体的内部：观察身体的内部：1、 我们先来做个游戏，不能打开来看，猜猜老我们先来做个游戏，不能打开来看，猜猜老师的黑袋子里有些什么？（一串钥匙、半瓶水、师的黑袋子里有些什么？（一串钥匙、半瓶水、一辆小汽车。袋子不透明。）一辆小汽车。袋子不透明。）2、 我们知道了我们身体的外部情况后，你还想我们知道了我们身体的外部情况后，你还想知道身体内部的情况吗？你能想办法观察到身知道身体内部的情况

43、吗？你能想办法观察到身体里面有什么吗？分组试一试。体里面有什么吗？分组试一试。如：听心跳如：听心跳心脏，看呼吸的起伏心脏，看呼吸的起伏肺，肺，摸摸肌肉，捏肌肉，捏骨头骨头 联系科学课-预测的应用：哪种物质可以吸水目的： 学生们将对给定物体的吸水性进行预测。 提供下列物体：蜡纸、纸巾、纸袋、餐巾纸、打印纸、塑科袋、油布，把物体分别放在有一定倾斜度的硬纸板上，用吸管滴一或二滴水于物体上，然后记录水沿斜面流下来的速度，以演示水流速度与物体吸水速度的依赖关系。让孩子们预测哪些物体吸水性好，哪些物体吸水性差，把预测结果记录下来并实验验证。实验过程中，可以鼓励孩子们对许多变量进行测试，如，如果物体平放在桌

44、子上会如何?放在一只空咖啡罐口上呢7不用水而用油会如何？鼓励孩子们去试做不同的物质。联系科学课-预测的应用：哪种物质可以吸水目的： 学生们对物体的上沉还是下浮作出预测。 提供下列物体：1角硬币，1元硬币，纸板，木块，铁片，橡皮。物体物体 预测预测 结果结果上沉上沉下浮下浮上沉上沉下浮下浮1角硬币角硬币1元硬币元硬币实验过程中，提出一些问题：如果改变物体的形状，如铁片折实验过程中，提出一些问题：如果改变物体的形状，如铁片折成船形，会发生什么现象？实验结果如何？如果改变物体的大成船形，会发生什么现象？实验结果如何？如果改变物体的大小，会发生什么现象？实验结果如何？小，会发生什么现象？实验结果如何？

45、联系科学课-推断的应用n学生通过观察土样，将对土样的来源进行推学生通过观察土样，将对土样的来源进行推断断n学生根据树的年轮，将对树龄进行推断学生根据树的年轮，将对树龄进行推断n学生将对小树死亡的原因作出推断性解释学生将对小树死亡的原因作出推断性解释 玻璃球和水位的关系n材料：内装20ml 水100ml 的量筒、25个玻璃球n过程：1将20ml 水倒进量筒。n2把水位高度记在下表和图上。n3往量筒里放5个玻璃球，将水位高度分别记录在下表和 图上。n4再往量筒里放10个玻璃球。这样量筒里一共有15个玻璃球了。把这时的水位记下来。n5预测：当量筒里有10个玻璃球时，水位是 ml n6预测：当量筒里有

46、20个玻璃球时，水位是 ml n7预测：当量筒里有25个玻璃球时，水位是 ml n8一一验证你的预测。 第五节基本过程技能：交流交流n交流可以定义为人们让其它人了解自己思想的任何方面及所有方式。n对于教师来说，发现孩子们如何构建知识的惟一途径可能就是聆听他们的解释。n交流包括语言和非语言的行为，人们可以通过谈话、手势、写、画、讲故事、口头报告、实践、唱、木偶戏等进行交流。n在课堂里，孩子们以小组、大组、个人谈话、与教师交谈等方式进行交流。n图、表、条形图、海报、符号、地图和数学等式等等是研究过程中所采用数据采集的交流形式：每天的最高和最低温度图可以表示大体的温度趋势；孩子们每天所吃的食物则显示

47、了大部分孩子的营养习惯。 教师的课堂语言教师的课堂语言你知道了哪些事？还有什么问题？你知道了哪些事？还有什么问题？你想研究什么？你想研究什么？你打算怎样研究？你打算怎样研究？谁还愿意说出自己的意见（发现）？谁还愿意说出自己的意见（发现）？你能对自己和小组的同学在这节课的学习作一个评价吗？你能对自己和小组的同学在这节课的学习作一个评价吗？谁能完整说一遍？谁能完整说一遍？这些语言比从前的这些语言比从前的“满堂灌满堂灌”当然进步很大，但怎样让当然进步很大，但怎样让孩子们参与教学过程，参与什么，还不甚清楚。让我孩子们参与教学过程，参与什么，还不甚清楚。让我们与兰本达书中的课例们与兰本达书中的课例1“里

48、面是什么？里面是什么？”里的提问比里的提问比一比：一比：“你们猜这里面是什么？你们猜这里面是什么？”“你们怎么知道是这样？你们怎么知道是这样？”“你为什么会这么想？你为什么会这么想？”（证据呢？根据呢）（证据呢？根据呢）“谁还有什么别的发现？谁还有什么别的发现？” 这四句话代表四个认识过程：第一句是猜想；第二句是这四句话代表四个认识过程：第一句是猜想；第二句是认识方法；第三句是证据；第四句是寻找更多的证据认识方法；第三句是证据；第四句是寻找更多的证据或修正已有的解释。这是一个微型的科学发现的再现。或修正已有的解释。这是一个微型的科学发现的再现。从上面两套课堂语言的对比看，我国的科学情况像是从上

49、面两套课堂语言的对比看，我国的科学情况像是在编写科学研究课题的申请报告，还没有开始进行研在编写科学研究课题的申请报告，还没有开始进行研究。教师扮演的是项目主持人或是课题负责人的角色，究。教师扮演的是项目主持人或是课题负责人的角色，学生是课题组的成员。而在课例学生是课题组的成员。而在课例1“里面是什么？里面是什么？”中，中，教师与学生都已经开始研究，那些申请报告式的问题教师与学生都已经开始研究，那些申请报告式的问题已经在教师的备课过程中得到回答，教师在上课前对已经在教师的备课过程中得到回答，教师在上课前对孩子们将要研究什么已胸有成竹，上课一开始就引导孩子们将要研究什么已胸有成竹，上课一开始就引导

50、孩子们实施研究过程。孩子们实施研究过程。 交流活动n目的目的n孩子们将对沙子、大米、水的特征进行交流，并孩子们将对沙子、大米、水的特征进行交流，并利用这些特征辨别物质。利用这些特征辨别物质。n为每组孩子提供下列物品：三个容器、沙子、室为每组孩子提供下列物品：三个容器、沙子、室温水、大米、量杯、量匙、纸巾和一个蒙眼布，温水、大米、量杯、量匙、纸巾和一个蒙眼布，把大米、沙子和水分放在三个容器内，探讨三者把大米、沙子和水分放在三个容器内，探讨三者的特征、相似性和不同之处，可以通过闻、观察的特征、相似性和不同之处，可以通过闻、观察颜色、透明度、温度、结构、倾倒，用漏斗过滤颜色、透明度、温度、结构、倾倒

51、，用漏斗过滤等手段。观察完后，互相描述，直等手段。观察完后，互相描述，直n至相互均满意为止。然后一个接一个地把组里成至相互均满意为止。然后一个接一个地把组里成员的眼睛蒙住，把手伸入其中一个容器里，在以员的眼睛蒙住，把手伸入其中一个容器里，在以前的观察基础上，推断容器里是什么？前的观察基础上，推断容器里是什么？档案袋活动n收集或设计训练“观察、分类、比较、测量、推测与预测、交流”等的活动案例第六节 综合过程技能n识别与控制变量n制表作图n形成与验证假设n操作性定义n实验论证n建立模型n得出结论一、识别与控制变量n变量是相对于定量而言，就是在科学实验中数据随外界环境变化而变化的一种量。n自变量：又

52、称操作变量，实验者有主动权任意改变这个变量的数值。n应变量：由于自变量的改变而发生改变的变量。n控制变量：其它影响应变量的变量，在研究中要保持不变，这些变量称为控制变量。档案袋活动-研究温度与盐溶解度的关系1.哪些是自变量2.哪些是应变量3.哪些是控制变量?下面是一些小学科学小实验，你能讲出在每一个实验中什么是自变量，什么是应变量，什么是控制变量吗?n1阳光对向日葵成长高度的影响n2斜坡高低对小球滑行距离的影响n3学生体重对弹跳高度的影响n4水的酸碱度(pH)对草生长的影响n5钓鱼线的粗细对钓上鱼大小的影响n 联系科学课：温度对面包上霉菌繁殖的影响n讨论题：n1.我们今天的课题仅仅想知道温度在

53、面包上繁殖的影响.所以什么是我们想改变的变量? n2. 我们能不能随意改变每次实验时的温度?n3.那在这个实验中哪个是自变量? n4我们如何来改变这个变量? n5温度改变了，面包的霉变情况会不会改变?n6这个实验中什么是应变量?n7我们如何来测量霉变的情况? n8除了温度以外，还有什么因素会导致面包变质?n9这次实验的目的我们仅针对温度对霉变情况的影响，我们如何来排除其他因素的影响呢?n10如果我们不对这些变量做控制，会造成什么后果?发展小学生确认变量能力中的要点n(1)学生在表述三种变量名称时往往会用句子代替。譬如在问前述实验中什么是自变量时，很多同学会说“我想我会改 变温度”，“温度变高了

54、，面包就会更容易霉变”。这些都是不正 确的。我们要引导他们找寻变量名称，或更确切说找寻单个词，而不是一个句子，这是确认变量的关键。譬如上述例子，自变量应是温度”，应变量应是“霉变情况”或“小时数”，控 制变量应是“湿度”、“阳光”、“面包”这不仅能帮助学生对这三个变量的本质有更好、更深的了解，更重要是在今后制表作图及数据分析时有很大帮助。n(2)由于我们在以后步骤中要制表作图，数据分析自变量和应变量最好是可量化的变量，或者说我们可以做定量观察的。如果自变量和应变量不是量化变量，至少它们可以被划分成不同等级，例如， “大，中，小”， “最强，强，次强，弱，最弱”等。在上述例子中，温度很容易被量化

55、，但应变量“霉变情况”就需动一番脑筋把它量化。我们可以用“小时数”(从新鲜面包到霉点开始出现的小时数)，也可以用“面积”(发霉部位的面积)。活动实例 小球可以滚多远小球可以滚多远n材料材料：布或毯子（铺在桌子上，以免玻璃球滚得太远）、中间有槽的12英寸尺子，玻璃球、皮尺、6本一样厚的书n过程过程：n1、把尺子放在一本书或一块积木上，形成一个斜坡。n2将玻璃球从斜坡顶上滚下来，看看它能滚多远（从斜坡底部开始算起）。n3填写下表。n4增加一本书，再滚玻璃球，看看它能滚多远（从斜坡底部开始算起）。n5、逐渐增加书，重复这个过程，一直到6本书都用上为止。 斜坡高度 玻璃球滚动距离（从斜坡底部开始算起）

56、（）1本书 2本书 3本书 4本书 5本书 6本书 n6、 你改变了什么变量? 7、哪些因素随之发生了变化? 8、哪些因素保持不变? 二、制表作图n(一)标题的命名和制表的一般格式n 制表作图的第一步就是实验标题的命名，标题不同于实验问题。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。例如，在前述温度对食盐溶解量影响的实验中，我们就可以把标题写成“温度对100mL水中食盐溶解量的影响”；当然标题可写成多种形式，当小学生刚开始学习命名时我们不妨可以套用下列一般式：“自变量在控制变量情况下对应变量的影响”。n 表格是作图的依据，在科学研究领域中虽不能说绝对规定，

57、一般对表格的格式有统一的写法。我们必须从小让学生养成良好的制表习惯。下面是食盐溶解量实验的表格。 表表 温度对温度对100 mL水中食盐溶解量的影响水中食盐溶解量的影响温度/ 食盐溶解量/g平均溶解量/g 123（二）作图的必要性与规范性n图形比表格更为形象，能比较清楚的地看到自变量与应变量的关系和总的趋向n图形有时比表格能提供更详细的信息作图同制表一样，也有一定规范，从以上的图形中我们可以看出以下一些特点：(1)实验标题应写在上方中央。(2)自变量在水平数轴上(x轴)，应变量在垂直数轴上(y轴)。(3)自变量的名称应写在x轴的下方，应变量的名称应写在y轴的左面，变量的计量单位在斜线后注明，跟

58、在变量名称后面。(4)x轴y轴的刻度单位并不一定要统一，但由于科学单位都是10进制，一般以1，5,10，100为单位。通常原点为0，在一些特殊的情况下，也可以不用0为原点。(5)图的大小不能太大也不能太小。图的大小至少要大于全页的1/4。以下是决定刻度单位的步骤： 在自变量(应变量)中，找出最大数与最小数的差。如138-4098。 大致决定划分成几个刻度单位。譬如说10，算出每个刻度的大小，98/109.8。 用9.8作为每个刻度单位显然不适宜。从1，5，10，100中找一个相近的数，所以我们就取10为刻度单位。 (6)按照实验数据，依次在图上标出对应点。(7)如果自变量和应变量均为连续变量，

59、用直线或者“最接近光滑曲线”勾画出实验结果线。所有数据点应尽量靠近实验结果线，且均匀分布在线的两侧，这种勾画直线或光滑实验曲线的过程，与前面所讲的多次测量取平均值的方法是一致的。这里重点介绍一下“最接近光滑曲线”的含义，在科学实验中，学生所接触的数据(质量、长度、温度、时间)大多属于连续变量。连续变量就是任意两个邻近的数据中永远存在着另一个数。譬如，长度是连续变量，在4.50cm与4.60 cm之间就有可能有455cm，而4.55cm与4.50cm之间会有4.52cm从理论上讲，这些数是无限可分的。所以我们的实验结果仅是实际情况沧海一粟的反映。图形的优点之一是便于使用内推或外推的方法求得超出直

60、线测量值之外的信息。连续变量实验结果的图一般只有两种可能性：直线或“最接近光滑曲线”。(8) 当自变量或应变量为不连续变量时(如：性别、动物种类、人数等)，直线或光滑曲线图均不合适，应考虑使用直方图等其他形式。n概念图概念图 用气泡图描述一个事物的某些特征 * 用双泡图描述两个事物之间的相同与不同 * 用维恩图描述两个事物之间的相同与不同 * 用支线图或树形图描述整体与部分的关系 * 用箭头表达概念之间的关系 * 对比表格对比表格 用表格的形式列出两个事物间不同与相同 * 用表格的形式同时列出多个事物间来同与相同 * 数据表格数据表格 在已有的数据记录表格中记录数据 * 制作简单的数据记录表格