以项目式学习培养科学思维和方法

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑 以项目式学习培养科学思维和方法 卢君辉 以学生生活中常见的真实问题“我养的鱼为什么总是死为出发点，先后通过“摸索鱼死亡的真正理由“摸索影响鱼生存的水质指标及如何操纵“动手搭建水族箱生态系统“放入欣赏鱼并进行养护操作“在实践中调整提升养护方案和“总结评估6 个规律上紧凑相连的环节，经历试验探究、动手搭建和反思调整等过程，逐一分析、解决并扫清任务途中遇到的种种问题障碍，最终达到“稳定健康地饲养一缸欣赏鱼这个总目标。在此过程中，锻炼学生分析问题、解决问题的思维能力，学习科学探究的一般方法和过程，把握成为养鱼小达人的基础知识和技能。 适用学段 小学高年级、初中。

2、教学目标 本活动的核心目标并非让学生把握养鱼的相关知识和技巧，而是让学生在探究、制作的过程中经历完整的科学探究和科技制作的过程，把握科学方法，培养思维能力;学会利用设计试验的根本原则科学有效地设计、实施对照试验;在“自我质疑、自我否定、自我完善、坚持不懈最终获得真相的过程中培养坚韧不拔、勇于战胜困难的科学精神;明白科学进步的道路充满局限、片面、错误，不断试验、假设、试错构成了科学史的连续步伐，是科学进步的必经之路，提高学生对科学本质观的理解。 教学过程 阶段 1：我养的鱼为什么总是死？ 活动内容：该阶段分为初探、再探两轮探究。分析探讨“把鱼养死的理由，将问题聚焦在“鱼会不会被撑死。作出假设，设

3、计对照试验验证，试验组饱和投喂，对照组正常投喂，观测、记录并分析数据。饱和投喂试验鱼死亡，但剖检发现消化道并未因充满食物而涨破，甚至是空的。对“鱼被撑死这个假設产生质疑，结合试验中发现的水浑浊等反常现象猜测，提出可能由于水质败坏引发死亡。据此设计第2 轮试验，试验组饱和投喂但通过大量换水维持水质清洁，对照组饱和投喂且不换水。发现对照组鱼死亡，氨氮、亚硝酸盐等污染物达到致死量，而试验组存活且水质良好。试验说明鱼不会被过量投喂直接撑死，而是由于饵料、排泄物等大量有机物分解导致有毒污染物（氨氮、亚硝酸盐等）累积至致死浓度导致。因此，操纵好水质是养鱼的必要条件。 学情分析及教学策略：该阶段本身即为一个

4、完整的科学探究过程，该学段学生很少具备完整的科学探究实践经历，不熟悉探究的过程，不熟悉科学思维、科学方法的运用，难以做到高度自主完成试验，这需要教师不仅要逐个步骤引导，更重要的是思维层面的引导，学生只有真正明白了探究过程的整体规律思维推导过程，才能真正理解为什么要进行这一系列操作，让学生在这一过程中体验并学会科学探究的一般过程，学会运用设计对照试验的几个重要原则，如操纵变量、设置对照、设置重复等。 阶段 2：摸索影响鱼生存的水质指标及如何操纵 活动内容：每种鱼对水质的要求都是有区别的，因此养好一种鱼需要摸索适合它的氨氮、亚硝酸盐、水温、溶解氧、余氯等水质指标，并且通过人工操纵手段将这些指标调整

5、至适合范围。学生通过自主试验探究、查阅资料，或通过教师传授，明确如何将各种水质指标操纵在适合的范围。 学情分析及教学策略：在上一环节的探究中学生明白了水质指标的重要意义，紧接着需知道到底要将这些指标操纵在什么范围、如何操纵。每种水质指标的摸索都可以设计一个探究试验，但实践中既没有时间精力也没有必要逐一自主摸索。教师可通过这一步让学生尝试自主构思设计试验以评估上一轮的教学成果，在学生有余力或有兴趣的状况下开展试验，多数水质指标的信息可通过间接阅历的传授完成。 阶段 3：构建水族箱生态系统 活动内容：水质指标的操纵需要通过硬件设备实现，也就是需要构建一个循环维生系统，学生依照饲养品种、数量、场地等

6、条件选择适合自己的维生系统类型并组装搭建，有针对性地选配器材以满足各种水质指标的操纵。 学情分析及教学策略：经过前2 个环节学生虽已把握一定理论基础，但实践操作仍缺乏阅历，维生系统的选择、购买、搭建、调试及运行过程中难免会遇到问题，这需要教师及时沟通指导，帮助学生总结、思考并解决各种各样的问题和困难。 阶段 4：放入欣赏鱼并进行养护操作 活动内容：理论基础和硬件条件都已经满足，这一步就要进入饲养、维护的实践操作环节，学生需学习欣赏鱼转运的技术和日常养护的主要原则，开始正式饲养欣赏鱼。 学情分析及教学策略：学生普遍缺乏转移并饲养欣赏鱼的阅历和技术，技术和方法的传授不仅要让学生知其然，还要知其所以

7、然，了解背后的科学原理。 阶段 5：实践中不断调整提升养护方案 活动内容：学生在日常饲养过程中不断摸索、试验、调整，摸索出适应自身状况的喂食频率和喂食量、换水频率和换水量，渐渐形成适当的日常养护方案。了解几种最常见的欣赏鱼疾病，简单了解病因、病理和防治手段。 学情分析及教学策略：饲养活体生物的人工生态系统是繁杂多变的，实践过程中遇到的好多问题即使有再完备的前期理论教学也难以完美解决，学生在实践摸索中需要教师及时给予指导、解惑，让学生懂得理论和实践是有差距的，实践才是检验真理的唯一标准。 阶段 6：总结、评估 活动内容：学生经过一段时间的饲养实践，总结形成养护方案，可以涉及欣赏鱼的生存状态，饲养过程中遇到的问题，获得的阅历教训，提升措施及提升后效果等。 学情分析及教学策略：在饲养过程中，学生确定会遇到各种各样的问题、困难、失败，甚至出现欣赏鱼全军覆没的状况，教师需要及时给予充分的激励、开导，让学生明白失败可以暴露不足，是迈向进步的起点，并引导学生找出问题、查漏补缺、提高水平。 总结与思考 本活动最大的亮点是以“如何养好一缸鱼作为工程总目标，将科学探究试验与动手制作结合起来，让学生在科学探究中运用科学思维和方法，在反复摸索和试错的过程中培养学生的质疑精神和实证意识。科学方法、科学思维和科学精神的传递是比学