科学探究的方法范例6篇

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科学探究的方法

科学探究的方法范文1

——以函数关系统领初中科学探究性实验的设计与操作

湖州三中科学组: 严佩龙ypl00@tom.com

初中科学的学习,其目标之一就是“必须体验科学探究的过程,学会一定的科学思维方法,以解决自身学习、生活、工作和社会决策中遇到的问题”,而“突出科学探究”是科学新课程的五大基本理念之一,学会科学探究是新课程要实现的四大目标之一,也是科学新课程改革的一大亮点。

科学课程中明确列出了探究过程的六要素,分别是:

1.提出科学问题

2.进行猜想和假设

3.制定计划,设计实验

4.观察和实验,获取事实和证据

5.检验和评价

6.表达和交流

但是,在学生科学探究能力的培养中,处核心地位的是实验设计。其中所蕴含的科学性、可操作性和程序性是学生难于把握的。

按实验在科学认识中的作用,可以把科学实验分为析因实验、对照实验、中间实验和模拟实验。其中对照实验探究对于培养学生科学探究能力有极大的重要价值。

一、对照实验的过程分析

人类对自然的认识,不仅限于现象的认识,更要揭示其本质规律。实验方法是一种科学认识事物本质的手段。

对照实验过程:①对所观察到的现象提出问题

②分析影响实验现象的因素,作出各种假设

③分析现象产生的各种影响因素,确定各类变量,进行实验设计,制订可操作性的步骤。

④按设计好的程序进行实验,对实验现象——观察到的和记录的数据进行处理分析。

⑤归纳出实验结论,确定上述假设的真伪。

⑥将实验结论公布发表

二、实验设计中的变量分析——无关变量(k)、实验变量(x)和反应变量(y)

现以导体电阻大小的影响因素为例加以说明。

现象:不同导体的电阻大小不同

假设:导体的电阻R的大小可能与导体的材料ρ,长度l和横截面积S有关

探究:导体电阻R的大小是否与材料ρ有关

实验设计中的变量分析:

无关变量:影响实验现象的因素往往不止一个。当我们设计实验时,往往要控制一些条件保持不变,只留下一个变量,这样才有利于对实验结果进行科学的归因。

本例中,要比较电阻R与材料ρ(电阻率)的关系,必须控制两导体相同的长度l和相同的横截面积,

无关变量:由于这时实验结论得出与这两个因素无关,故称无关变量,它是基于实验的目的而定的。在数学函数关系中,相当于常数K;

实验变量:即自变量x,指实验中由实验者操纵的可变因素或条件。

本例中,即实验操纵导体的材料应不同。如用镍铬合金丝和铜丝;

反应变量:从函数角度,即因(应)变量(y),指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。

本例中,由于材料不同而引起不同导体的电阻大小的不同,即电阻R的大小。

通常,实验变量是变化的原因;反应变量是变化的结果,二者有因果关系,而无关变量是产生结果的条件。

以上分析,从物理学角度,导体电阻大小受导体材料、横截面积、长度以及温度的影响,它们的关系符合:R=ρ,当探究R与ρ的关系时,可写作:R=·ρ从数学函数关系来看,符合y=kx一次函数(即正比例关系),其中,应变量y是R,自变量x为ρ,而k即。

如果要实验探究R与S的关系,则符合y=,即R=ρ·。其中, 常数k(无关变量)是ρ,自变量x是导体横截面积S,R是应变量y,可见,导体电阻R与导体横截面积S之间成反比例关系。

三、变量分析思想在化学实验中的应用

示例:湖州三中某206班的探究小组同学在学习了催化剂的知识后,他们想研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用。

提出问题:氧化铜是否在氯酸钾分解制氧气中充当了催化剂的作用?

作出假设:氧化铜在氯酸钾分解制氧气中充当了催化剂的作用。

反应变量检测原理:氧化铜的存在改变了氯酸钾的分解速率。

变量分析:影响氯酸钾分解速率的因素,可能有氯酸钾的用量大小、反应容器的大小、加热时对酒精灯火焰大小的规定等等,使它们成为无关变量。而在一支试管(充当反应容器)中加入一定量的氧化铜粉末,另一支试管中不加氧化铜粉末,这样,使加与不加氧化铜作为实验变量,即自变量x(也就是实验变量),至于反应变量,当然是氯酸钾分解所得氧气的速率大小了。但是,对于反应变量,在探究实验中如何用可操作性的方法来检测是很关键的:本实验中,探究小组的同学用了如下的方法:

将氯酸钾分解产生的气体通入水槽中,看气泡放出时的速率,观察加了氧化铜的氯酸钾加热分解产生氧气的速率,与不加氧化铜的那份氯酸钾分解产生氧气气泡时速率有没有改变。在此,同学们又发现,导管的长度和粗细也会影响气泡产生的先后和速率,因此,采用了同样粗细和长短的导管,这样,使它们也成了无关变量加以控制,可见,变量分析出应该是个动态的过程。

最后,同学们设计的对比实验如下:

①任取两份相同质量的氯酸钾,分别放入两支相同的试管,在其中一份中加入经精确称量的n克氧化铜粉末。

②将两份氯酸钾同时在相同的条件下正确加热,将放出的气体通入水中观察放出气体的快慢。

③停止加热、冷却,将原先混有氧化铜的反应后的混合物加水溶解,心小过滤,得滤出物,洗涤并干燥。

④观察滤出物的状态和颜色。如果发现是黑色粉末状固体,则继续作如下操作:

⑤用天平称出黑色粉末的质量,观察并记录,看是不是仍为n克。

⑥将滤出物和炭粉混合,在密闭容器中高温加热,将反应产生的气体通人澄清石灰水中并观察实验现象。

结果预测:如果两支试管中的氯酸钾分解速率不一样,且

Ⅰ:反应后称量黑色固体粉末(即步骤⑤)仍为n 克;

Ⅱ:步骤⑥中实验结果出现黑色粉末变红色现象,且澄清石灰水变浑浊,说明氯酸钾分解反应后,所加的氧化铜没有被分解。

小结:以上对照组实验变量分析可知,对照组实验的函数本质是:y=f(x),即反应变量y关于实验变量x的函数,当然,作为y=f(x)中,无关变量k是隐含的,它作为对照实验的控制条件,是同样的。

四、生物探究实验设计中的函数关系

由于生命现象规律的探究对象是生物,因此,必须考虑生物材料的特殊性,主要表现在:实验时除必要的无关变量控制外,还必须提供生物生存的最基本要素,如生存空间和食物来源以保证正常的生命代谢,不能让生物都在病理条件下进行对照组实验。

示例:湖州三中204班科学兴趣小组的同学从池塘里捞取一些青蛙卵进行人工孵化,在适宜的温度下孵化后,他们想用实验探究一下甲状腺激素对蝌蚪发育的影响。他们的思路是:利用所孵化的蝌蚪,提供相同的玻璃缸两只,甲状腺激素制剂少量和池水若干,培养数天后发现,两只玻璃缸中的蝌蚪相继死亡。他们去请教了教他们的沈老师,她看了他们的实验设计,情况如下:

第一步:将两个相同大小的玻璃缸分别贴上标签A和B,分别放入等量池水。

第二步:取他们用同一批卵孵化的、健康状况良好且正常的蝌蚪各一百只,分别同时放入A和B两个玻璃缸中。

第三步:在A玻璃缸中加入了少量的甲状腺激素制剂,而在B玻璃缸中不加甲状腺激素制剂。

第四步:放在相同的温度下培养数天后观察两缸中蝌蚪的生长状况。

沈老师一看哈哈一笑……现在我们来看沈老师的分析:

无关变量:两个相同大小的玻璃缸、等量池水、同一批卵孵化的、健康状况良好且正常的蝌蚪,相同的温度下培养。

实验变量:一个玻璃缸中加了少量的甲状腺激素制剂(激素具有高效作用特点,所以,只加少量即可),而在B玻璃缸中不加甲状腺激素制剂。

反应变量:A、B两玻璃缸中蝌蚪的发育状况比较。

为什么会造成蝌蚪的死亡呢?从无关变量控制、实验变量的设定和反应变量的检测来看,似乎都没有问题,但该小组同学忽略了一个生物活体实验的基本点:蝌蚪在A、B两玻璃缸中培养时,都没有给与一定的食物(饲料),数天后,导致蝌蚪全部饥饿而死。

但是,在蝌蚪的选材上,沈老师还是表扬了该组同学:“取他们用同一批卵孵化的、健康状况良好且正常的蝌蚪各一百只”,沈老师进一步强调:生物材料的选择上,必须是健康、正常的普通材料,生长势相同的、同品种的,如果是高等动物,还必须考虑同一性别,因为,生物越高等,性别差异性就越大,而性别差异所带来的生理差异必然会对有关生理学方面的探究实验结转带来影响,从而使实验不科学。

实验小组的同学一听,恍然大悟,他们改进了当初的实验,在A、B两个玻璃缸中都加一定量的饲料并进行定时定量喂饲,一段时间的培养后观察,最终有了结果。

以下生物探究实验的函数关系可描述为:y=f(x)+b,其中,b就是指诸如食物、合适的温度和pH等能保证生物基本生存的“无关变量”,也就是在非生物实验同样要控制的无关变量以外的变量。

同样的错误在植物生理探究实验中也会发生,如:

湖州三中有一小组在探究Mg元素是不是植物生长所必需的元素时,作了如下对照组设置:

第一步:取两株相同生长势、相同品种的幼苗;

第二步:再取两只相同的玻璃缸,一只标记为A,另一只标记为B;

第三步:在A中只加蒸馏水,在B中加蒸馏水和镁元素(如氯化镁);

第四步:将两株幼苗都放在阳光下培养,观察结果。

结果预测:如果在B缸中的幼苗能正常生长,而在A缸中的幼苗不能正常生长,则证明镁元素是植物生长所必需的元素。

这个小组的同学同样没有成功,数天后,两株幼苗都枯黄而死。

其实,该同学的实验变量应该如下设置:在A缸中加完全培养液,而在B缸中加完全培养液减去镁元素的培养液。

可见,从函数关系统领对照组实验的整个过程,只有本质的理解和掌握,才能使学生对于对照组实验的原理、方法和程序设置,能随时随地随材料的不同而作灵活应用,在探究实验中培养自己的探究能力。

【参考书目】

《中学生物教学》2002年七-八合期

P57:用实验设计理论指导高三实验复习 作者:周李邻

《中学生物教学》2004年七-八合期

P49:函数关系与生物实验设计 作者:陈利民

《初中探究型课程导师指导手册》上海科技教育出版社

科学探究的方法范文2

一、准备一个记录本,让记录内容安个家。

分析苏教版小学科学教材,记录的种类有观察记录、统计记录、调查记录、测量记录、动植物生长记录、信息收集记录、检测记录、实验记录等十多项,据调查发现,绝大多数学生没有收藏自己记录表的习惯,下课时将它丢弃。要知道这小小的一张纸,凝聚了老师们多少的心血、孩子们的智慧,收藏了多少的科学证据。为了不让有价值的东西随便流失,让学生准备个记录本,使它更好的收集起来。记录本以A4大小的带插页本硬面本为佳,这种本子记录、插页添加两宜。记录的内容除了上述课堂上的各种记录项目外,还可以把课堂笔记记在本子上,把课堂内外产生的问题记在本子上,把收集到与课文有关的资料记录到本子上,使科学记录本成为学生科学课学习的信息仓库。如三上年级“植物单元”中让学生在课前收集不同的树叶这类的学习任务,再如五上年级“在阳光下”单元中要求收集关于太阳资料等。

二、因人因时而动,使人人记录成为可能。

既然培养科学记录也是科学课学习的目标,那记录就不是个别人的事,而是应该人人动手,都来记录。老师应引导学生把观察结果,实验现象、课堂笔记,资料收集都记在记录本,让每个人准备一个记录本,人人须记笔记,人人有信息可记。在三、四年级阶段科学学习需记录时,应做好对小组成员进行相应分工,记录人员定期调整,一般以半个学期为佳,这样一年下来,小组的每位成员都有机会担任小组记录员,记录就不会再成为在小组里个别人的事了。五、六年级阶段有时为提高课堂教学效率,也可采用这种办法,在课堂上由记录员来完成其中一份,其他成员在课后把记录下的内容抄在自己的记录本上。教师要鼓励学生积极地开动脑筋,把自己独有的观点亮在各自的记录本上,成员彼此之间相互交流、相互探讨,个别地方还可以相互“抄袭”。

三、指导记录技巧,让记录具有实效性。

科学记录是科学探究的重要方法,也是孩子们科学课学习的内容,教给学生必要的记录技巧,提高记录水平在科学课中是非常重要的,教师要在具体的记录中给予指导。主要包括:

1.记录内容――精选

在记录时,对观察结果、实验的现象、测得的数据等,不管是否需要,正确与否,全都记在记录本上,我们提倡人人记录,人人有信息可记,并非是不加选择的全记,而是选择对有价值的信息,老师要指导学生学会对杂乱的信息的进行筛选。如:在课堂要记那些有事实根据的,记体现探究证据的信息,记体现本课重点的教师板书;在课外,资料的收集要有针对性,要有利的本课内容的学习,有利后拓展学生视野的。

2.记录语言――简练

在探究活动中,为让学生把更多的注意力集中到科学研究上,要求学生在记录过程中学会长话短说,精缩语言,抓住“关键”字和“核心”内容,做到严谨简练。当遇到写不来的字,可以用拼音、别字代替,但老师要注意提出,引导学生课后纠正,有的信息也可以用符号或图画代替。这利于提高的学习效率,有利于锻炼学生的语言能力、思维再现能力。

3.记录形式――多样

学生在一开始学习记录的时候,不要让孩子们过多地使用文字,他们往往对书写抱有厌恶、抵制情绪,在记录时要根据小学生心理,可以使用图表、画图、标本(照片)等孩子喜欢的形式来记录。如:在学习三上《校园里的植物》一课让学生到校园中观察开花的植物,可通过文字描述与画图形式相结合;在五上年级《测量呼吸与心跳》可采用统计表来记录。在三年级的《校园里的动物》一课可以采用贴照片或图片的形式来记录各种动物。

三、重视记录评价,使其成为学生成长袋。

科学探究的方法范文3

一、朗读,读出意蕴

1.读要融情。正确、优美的诵读是一种语言艺术,也是走入古诗意境的一条道路。朗读古诗时,要使学生的情感自然而然地与作者的情感交融在一起,入情入境,使学生朗读真正做到流畅自如,感情丰富。因此,在朗读教学中绝不可急于求成,应引导学生由易到难,循序渐进,逐步深入。

2.读应有悟。古诗一解释往往就容易变成标准答案,这恰恰是古诗文教学的弊病。教学中,通过熟读慢慢体会诗的意境。引导学生用读诗文的形式来回答问题,反复诵读。通过联系古诗的上下文并结合看图,让学生熟读自悟一些内容。在熟读的基础上,然后质疑问难,教师请他们通过查字典等方法印证自己的看法,让他们感受自学成功的愉悦,疑问处还可让学生展开讨论。通过熟读,质疑解疑,大家自然能体会出诗中意思,达到自悟自得。

3.读必交流。古诗中所表现的既是诗人对宇宙万物关怀的感情,也表现了诗人的品格、修养和怀抱。如果能把诗歌中感人的力量传递出来,对于提高少年儿童的资质品格一定能收到很好的效果。在学生初读的基础上,师生初步交流互读,从师生相互读、互评、再读、再评的过程中逐步领会诗歌的意境,要求能从读诗到吟诗。

二、想象,激发潜能

1.读诗,展开想象,感受音乐之美

诗歌,讲究音律的和谐押韵,极富有音乐的美感。格罗塞曾说:“每首原始的诗,不仅是诗的作品,同样也是音乐作品。”有些古诗文形式,像宋词、元曲,本来就是供艺人演唱之用。教学古诗中,我们首先要指导学生将诗文读出感情,读出音乐感来,“悦耳有时比悦容更为重要”。给古诗配以恰到好处的音乐,营造氛围,可以触发学生的想象力。

2.画诗,展开想象,给古诗配以插图

古人讲究诗画统一,王维云:诗画兼具,则传神也。不少写景状物的诗歌本身就是一幅优美的图画,教学这类古诗时,我们可以引导学生借助想象,拿起七彩的画笔,将读到的东西“画”下来。如《绝句》(小语第六册):黄鹂、白鹭、茅屋,披雪的山峦、泊岸的船队,春意融融下却不乏荒凉寂寞之感。学生画诗的过程,实际上就是理解诗意的过程,是想象力得以驰骋、个性得以张扬的过程。尽管“一千个读者就有一千个哈姆雷特”,但只要学生的“画”不背离诗的原意,我们就应该予以肯定与鼓励。

3.写诗,展开想象,增补诗中空白

补充古诗的“空白”, 古诗讲究字词的精炼,但又要在几十个字中表达完整的内容,所以,诗句中存在大量的“空白”,即“言未及但意已寓”之处,内容上跳跃性强。教学中,我们要引导学生在尊重诗歌本意的基础上发挥想象,来补充这些“空白”。如教学《游园不值》,我就启发学生想象:“小扣柴扉久不开”,是主人不愿还是主人不在?叶绍翁会想些什么?又会怎么做?学生充分想象后组织交流,然后再去理解“满园春色关不住,一枝红杏出墙来”,水到渠成,事半功倍。

三、论诗,提升品位

1.析词句。王安石的《泊船瓜洲》教学中,我补充了关于“春风又绿江南岸”的故事,引导学生通过将“绿”与“过“、“到”等词的对比品味,想象江南勃勃春景,最后很好地理解了“绿”的精妙之处:“绿”把江南融融春意的动态之美淋漓尽致地表现出来,同时又传神地表达了诗人思乡念归之情。

2.品诗境。如果说诗句只是一块块砖石,那么,整首诗才是完整的建筑物。在古诗的教学中,我们更应该注重引导学生对整首诗的把握,通过对诗句的诵读、感悟,启发想象,感受这架建筑体的艺术效果――诗的意境之美。如《渔歌子 西塞山前白鹭飞》,白鹭、桃花、流水、鳜鱼、戴青箬笠穿绿蓑衣的渔者,好一幅美景!如果孤立地看这一个个孤单的意象,我们是不可能很好地体味到诗的意境的,只有把它们联系起来融为一体,借助想象的力量,才可以享受到那份桃花源般的境界下怡然自得的超然心态。

科学探究的方法范文4

【 关键词 】科学课 探究性学习

《科学课程标准》将探究性学习既作为学习内容,又作为一种重要的学习方式,促使教师的教和学生的学发生根本性变化。对探究性学习的实施过程,从知识和技能上看,是一个“不知――知道――应用”的渐进过程;从过程和方法看,是一个“不会――会――熟练”的渐进过程;从情感、态度、价值观看,是一个“体验快乐――享受快乐――追求快乐”的渐进过程。因此,我们在实施探究性学习课程时,分三个渐进过程来有效实施。

一、如何让学生迈出探究性学习的第一步

初中生刚接触科学这门新的课程时,还不知道什么是“探究”,更不知道如何去探究。对此,教师要像对待蹒跚学步的幼儿那样,扶着他们走好第一步,让他们体验探究性学习的过程与快乐。科学是一门以实验为基础的学科,实验是学生探究及获取物理化学生物类知识的重要途径之一。基本的科学实验技能是学生进行探究活动的前提。因此,在学生学习科学的伊始,一是要“扶”实验基本操作技能。通过教师的演示与讲解以及一些模仿性的训练,掌握好一些基本的实验操作技能。二是要“扶”对实验现象进行观察和描述的方法。从落实教学的第一个探究活动“对蜡烛及其燃烧的探究”开始,就应注意有目的地引导学生,通过对蜡烛在点燃前、燃着时和熄灭后的3个阶段有引导的观察,着重培养学生对实验现象的观察、记录和描述的能力,养成良好的实验探究习惯,为后续探究活动的开展奠定基础。

在科学学习的初始阶段,教师就要有意识地在实验探究活动中逐步向学生渗透科学探究的一般步骤,让学生体验完整的探究过程。例如:在对“我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的探究中,采用“实验探究单”的形式来出示“提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表现与交流”等环节,学生通过亲身经历和体验科学探究活动,逐步熟悉科学探究的一般步骤。

例如,在教学《改变物体在水中的沉浮》中,上课伊始,我就将做成船形的橡皮泥轻轻放入水中,让学生观察,然后让学生提问。 师:看了之后,你想研究什么?

生1:橡皮泥应该是沉下去的,可为什么会浮在水面上呢?

生2:什么样的橡皮泥会沉?什么样的橡皮泥会浮呢?

生3:橡皮泥的沉浮与什么有关呢?

生4:橡皮泥的构造是怎样的? ……

在生成的许多问题中,显然偏离了我预设的探究主题,我并没有急着将本课的探究问题生拉硬拽地强行出示,而是引导学生将其他问题转化为本课的中心问题。

师:是啊,橡皮泥照理应该是沉下去的,但却浮了起来!其他物体会这样吗?

生:会。

师:生活中有很多沉的东西浮起来,浮的东西也会沉下去,那么我们今天研究什么问题呢?

此时把提出问题的主体抛给学生,就显得水到渠成了,因为马上就有学生提出:怎样改变物体在水中的沉浮?

这一“石”击中学生的“最近发展区”,使学生对本课的学习内容产生响应和共鸣,从而生成本课要研究的问题,可以说是探究学习成功的良好开端。

二、如何让学生参与探究性学习的过程

一个有效的探究活动的实施,始于一个有探究意义的问题。因此,我们在领着学生开展探究活动时,首先要创设真实的探究情景,让学生发现有探究价值的问题,进而引导学生把自己发现的问题演变为一个具体的、有意义的科学问题来开展探究。

在学生提出有探究价值的问题后,教师要指导学生根据猜想设计实验方案,从操作的角度把探究的猜想具体化、程序化,并进行实验。学生的创新精神和实践能力是在不断的实际探究过程中逐渐形成的。在探究过程中学生往往会遇到各种困难,教师首先要鼓励学生大胆探究,排除心理上怕失败的障碍。其次要注意及时提供信息、启发思路,决不能“包办代替”。看到学生学习方案不对或偏差过大不要急于下结论,要给学生留下足够的独立思考的时间和空间,要让学生独立在对实验装置的自主选择、描述实验过程中出现的现象、根据实验现象分析推理得出探究结论等过程中,独立解决实验过程中遇到的各种意想不到的问题。这样,学生在亲身经历知识的产生和发展过程后才会体会到探究的乐趣,从而维持持久的探究兴趣。

三、如何让学生享受探究性学习的快乐

有了“扶”、“领”做铺垫,作为教师要尽早让学生自己走,只有学生自己走,才能充分发挥学生的主观能动性,主动追求探究性学习的快乐。

1、自主选择课题、自主合作探究

开展探究性学习的最终目的是要让学生能主动发现问题、主动进行探究并最终能解决问题,从而在活动中培养学生的创新精神。因此,在学生具备一定的探究基础后,教师要主动放手让学生发现科学学习过程中及生活中的一些物理、化学、生物等问题,并能及时抓住问题,开展探究。但放手并不是“放羊”,为了使学生能开展有效的探究,教师要适时地进行有效的引导,指导学生选择好探究的问题是成功进行探究性学习的关键。在实际教学过程中,教师可以将学生感兴趣的、想要探究的问题进行汇总,帮助学生筛选出有探究价值的问题,来开展探究。

2、开放实验室,为学生提供一个探究的舞台

大多数科学课问题的解决需要利用实验来获取结论。因此,开放的实验室,让学生随时随地能进行各种实验,是学生在探究性学习中能否自己走好的必要条件。作为老师,要克服困难,努力为学生服务,要有牺牲休息时间陪学生探究的忘我精神。只有满足了学生的探究需求,才能使他们持久地保持良好的探究兴趣,才能使学生的创新精神和创新能力得到发展,才能开发学生的个性特长,使学生的科学素养得到提高。

科学探究的方法范文5

小学科学课包含着科学概念,科学理论,科学知识的方法和技能等丰富的内容,在这门学科的教学中,教师要引领学生对科学进行探究,培养学生的抽象思维能力,使学生在学习中学科学、爱科学、用科学,从而培养学生的动手动脑能力和创新能力。因此,我们要对小学科学课进行综合性学习和研讨,从现象和事实出发,帮助学生进行概括总结,得出结论,发展学生的科学探究能力。从引导学生的学习方法上。下面我结合自己的教学谈谈如何在科学学科中运用自主探究的学习方法。

一、导入是关键,在情趣中学习

良好的开端是成功的一半。一个好的导入就是一个导火索,可以点燃学生求知的火焰,进而使学生主动而积极地参与到探究活动中,否则探究就会成为学生的负担,为此在教学中教师要重视导入环节,设计新颖而巧妙的导入,以激发学生更大的探究热情。

1、实验导入。实验是科学课程的重要内容与学习方法,具有很强的操作性,现象更明显,更能吸引学生的注意力,激发学生的探究热情。如在学习《食盐的溶解》时,教师首先为学生做演示实验,准备好一杯清水与若干食盐,将食盐放水杯中轻轻摇晃,学生发现食盐不见了,这样学生自然会产生困惑,食盐去哪儿了?进而激起学生强烈的探究热情。

2、多媒体导入。多媒体集图文声像于一体,将其运用于教学中更能突出科学课程的学科特征,更符合小学生的心理特点与思维特点。多媒体展现的不再是单一而静止的内容,而是将难以理解的抽象而深奥的知识寓于直观的事物与生动的场景之中,这样更能集中学生的注意力,激活学生的思维,调动学生参与科学探究的主动性与能动性。

3、悬念导入。小学生好奇心强,运用悬念可以引发学生的好奇心,激发学生的求知欲,引导学生展开主动思考与积极探究。如在学习磁铁时,教师可以将磁铁提前放于衣袖中、口袋中,放于乒乓球中,为学生表演魔术,随着衣袖的移动,可以将乒乓球吸附于衣服上。学生跃跃欲试,但是学生拿在手里就不灵验了,这是怎么回事呢?这样自然可以引发学生的关注与思考,更利于学生探究活动开展。

二、让有效问题,成为探究的内动力

学起于思,思源于疑。疑问是学生探究的内在动力,是发现的基石、智慧的开端。我们要善于运用问题引发学生的好奇心,让学生进入求知的愤悱状态,从而使学生展开主动探究以解决心中的困惑。这样的教学改变以教师为中心的讲解,而是建立在学生主体参与与积极思考基础上的自主探究与自主构建,实现学生学习方式的根本转变,这正是培养学生探究能力的关键。

1、问题要具有探索性。过于简单与过于复杂的问题都不利于学生探究活动开展,会打击学生学习信心,甚至让学生失去学习兴趣与探究热情。学生的认知是经历从已知到最近发展区再到未知的循环过程,不断将未知转化为已知。在设计问题时要在已知与未知的联结处最近发展区提问,这样才能基于学生基础,又具有一定深度,能够通过学生的自主探究将未知转化为已知。

2、问题要具有层次性。学生之间存在一定的差异性,这是客观存在的教育事实,但也是最宝贵的教学资源,可以引导学生展开创造性探究,促进学生富有个性化地发展。因此,针对不同水平的学生不能提出“一刀切”问题,这样的问题并不能面向全体,只能成为部分学生的探究。要尊重学生间的个体差异设计不同层次的问题,这样才能满足不同层次学生的不同学习需求,实现全体学生的共同探究。

3、问题要具有开放性。传统教学提出的大多是检测型问题,只限于学生对知识的识记,并不利于学生思维与探究的开展。不能拘泥于标准答案,而要提出开放性问题,给予学生更大的思维空间,让学生将学习与运用结合起来,突破传统教学的束缚,摆脱固有思维的枷锁,激活学生思维,激发学生创新,这样才能引导学生开展有效的科学探究活动。

三、质疑问难,引导学生主动探究

巴尔扎克说:“打开一切科学大门的钥匙毫无疑义是问号。”有效的科学探究不仅要关注学生探究的结果,更要关注学生探究的过程,要鼓励学生在探究过程中勇于提出问题,这是高效课堂的一个重要标准。小学生活泼好动,好奇心强,想象力丰富,喜爱追根溯源。教师要根据学生好问的特点,营造民主的教学氛围,鼓励学生大胆发表个人见解,引导学生自主提出问题,让学生学会学习、学会探究。如在学习《观察土壤》时,我首先让学生课下采集土壤,课上我引导学生思考,我们采集土壤是为了研究,那么我们要研究土壤的什么呢?一石激起千层浪,打开学生思维的闸门,学生展开认真而积极的思考,结合生活经验与所学知识提出要研究土壤的成分、是否含有水分等。学生自主提出的问题,探究热情更高。当然小学生受各种条件的影响,提出的问题难免肤浅甚至是错误的,此时教师不可武断地否定,首先要肯定学生提问的积极性,发挥教师的主导作用,引导学生展开深入思考,进而提出有价值的问题。

四、实践活动,提高学生探究能力

科学探究的方法范文6

 

随着科技的发展与进步,人们更加善于利用大自然赋予的资源和能源,但在利用自然的同时,也使自然发生了无法逆转的改变。废弃物品的增多与能源的过度利用使自然环境已经遭到了大规模的破坏,这对人类的未来生活带来很大的影响。为了解决环境污染问题,不少院校专门开设了环境科学专业,并设置系统的环境知识课程。环境基础化学课程就是环境科学专业众多课程当中最重要的专业基础课,化学课程的存在使学生们懂得了更多处理环境污染的方法。然而,由于师资力量以及教学思想等各方面问题,该课程内容和教学方法需要进一步完善和改革,否则学生无法从该课程当中真正获得专业相关的实践知识。因此,为了改变环境基础化学课程的教学现状,立足基础知识,适应专业需要,对该课程的教学方法做出一系列的改革。

 

一、环境科学释义

 

环境科学是一门研究人类社会活动与环境演化规律之间的相互关系,寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径的科学。在宏观上,环境科学要研究人与环境之间的相互作用、相互制约的关系,要力图发现社会经济发展和环境保护之间协调的规律;在微观上,要研究环境中的物质在有机体内迁移、转化、蓄积的过程,以及其运动规律对生命的影响和作用机理,尤其是人类活动排放出来的污染物质。为了解决环境问题,实现人类与环境的和谐发展,需要人们学习更多的化学知识,因此环境专业的学生需要开设化学类相关课程[1]。 《环境基础化学》是环境科学专业的学生首先要学习的一门重要的专业基础课。

 

二、现有环境科学专业课程模式的弊端

 

在环境专业类的院校当中,学生需要涉及的知识面很广,课程构架比较复杂[2]。 学生们不但要掌握化学基本知识、生物及生态学、环境可持续发展、工程制图、污染控制工程、环境评价、土壤学、大气学、海洋学等,还需要参与很多社会实践、实习活动。由于专业特点,环境科学专业的化学类课程比较少,通常包括《环境基础化学》、《环境化学》、《环境监测》以及《化工原理》等课程。 因为课时关系,现今状态下的环境基础化学在教学过程中由于教学系统的不完整,致使教师们只能按照课时来选择其中比较重要的知识进行讲解,由于讲解内容比较随意,因此学生们学习环境基础化学时缺乏关联性,很多时候无法将已经学习的知识运用到实践当中。而且环境科学当中的化学课程无论是开课较多还是课程种类较少,都避免不了教学内容的重复,该种重复不仅不能使教学效率提高,反而打消了学生的学习积极性。

 

三、《环境基础化学》课程教学改革

 

(一)注重教学内容与实践相结合

 

要想改善现在的教学现状,需要充分认识到环境基础化学的重要性,尤其是教学过程中对于教学内容的选择。高等院校的教学目标就是培养实用型人才和技能型人才,但在真正开展课程时往往注重理论知识的培养,反而忽略了实践知识的教授。因此教师要根据环境专业的特征,以及该专业日后的工作岗位类型来选择教学内容。因为环境科学专业的学生所学习的课程的大多数都与环境有关,因此在学习化学时,教师可以专门挑选跟环境有关的内容来加强学生的学习和实践[3,4]。使学生们掌握的知识都能在日后工作当中用到,增加就业机会,成功地成为应用型人才。

 

(二)基础化学教学中渗透环境教育理念

 

随着化学的不断发展,虽然丰富了人们的物质生活,但也带来了环境问题,所以在化学教学中渗透环境教育理念有着非常重要的意义。对于环境科学专业来说,所有的教学工作应该围绕对环境知识的教授[5]。学校在改革课程教学方法时,要注重化学课程内容与环境方面的关联,教师所讲解的案例也尽量与环境知识有关。所有的教学活动都围绕环境专业的特征展开,可以使学生更加了解相关环境问题应该如何处理。

 

但是在基础化学教学的实践中,不能脱离教材随心所欲地进行环境教育,否则影响教学效果。例如在 “物质的聚集状态”一章涉及到溶液的内容时候,可增加有关水的环境污染问题,通过了解重大水污染事件,使学生加深学科认识。教师通过案例分析,并结合化学原理来引导学生思索相应的污染治理方案。在讲解“渗透压”以及“反渗透原理”时,可结合医学以及一些生理现象,帮助学生理解抽象的概念,并结合实际废水处理,以及海水淡化等案例,引导学生灵活地学以致用;另如在“沉淀溶液平衡及沉淀滴定”章节的学习时,可结合溶度积、同离子效应、沉淀平衡以及分步沉淀等规则,引导学生计算实际污染废水或矿山废水中有害金属离子或贵金属的最低含量,同时引导学生设计可行方案,净化废水, 回收提取金属,“变废为宝”,或“以废治废”,培养学生综合利用能源的观念。在教授基础化学知识的同时,兼顾学生认知水平、生活经验、教学实际等因素,对环境知识进行组织、加工,并以恰当的方式呈现, 从而使学生在不知不觉中接受环境教育,增强环保意识。总之,教师在进行化学教学的过程中加强环境知识的教育,能够使学生在以后的工作和生活中具备环境保护意识,并通过课程的学习提高学生的环境保护能力。

 

(三)教学手段多元化

 

新型的教学模式要依托现代社会的网络教学形式,高校在对环境基础化学的教学改革时也要充分利用多媒体教学的优势[6]。如果教师只是大量介绍化学原理,会显得抽象枯燥无味,不但不能引起学生学习兴趣,并弱化了环境教育的效果。为了帮助学生更容易地理解复杂的化学反应机理, 对物质结构产生直观的认识,并同时形成环境意识,在教学中必须要形象化、生动化。那么在进行课程教育时,要用多媒体手段,把图表、照片、录像资料等展现出来,以生动和真实的案例,向学生展示微妙的微观物质世界、化学反应过程,并直观地与环境现象和环境问题相连接。譬如展示电泳过程、吸附溶胶团的形成过程以及大气污染造成的雾霾、臭氧空洞的图片,酸雨造成破坏的视频资料,沙尘暴的图片等等。利用多媒体演示对环境有毒有害的生产工艺及其造成的危害,这样使学生感同身受,印象深刻。通过多媒体教学平台上课件的趣味性,为学生们打造生动活泼的课堂气氛,使原本枯燥深奥的化学公式变得更加具体简单,且带有图文和动画,学生们的思维将伴随着多媒体课件的使用变得更加开放。借助多媒体,抽象的理论公式等将不再成为学生们学习化学知识的阻碍,并利于环境教育理念与环境基础化学知识的融合。

 

除了课堂教学外,在实际教学中,还要经常利用生产实习的机会,带学生去参观附近的生产车间,用已有的知识去分析某些零件电镀的生产流程,废水、废渣、废气的处理。通过学生自己亲眼所见所闻,提高学生环境保护的意识。此外,教师要结合目前国内外形势和环境科学的热点问题,根据学生的知识基础,定期给学生举办环境知识专题讲座,例如,世界著名的公害事件、吸烟与健康、温室效应、酸雨的形成与危害等。不仅开阔学生的视野,同时也使学生受到良好的环境教育。

 

(四)突出实践教学方式与参与性原则

 

在对环境基础化学改革的方案当中,应该注重突出实践教学,将实践性的教学模式贯彻到专业课程的学习当中,使理论与实践互补,形成教学内容和职业特色相结合的教学特色[7]。环境基础化学理论课与实验课相互补充,为学生开放化学实验室,通过实验教学和实际操作,加深学生对抽象知识的理解,激发学生的求知欲望。鼓励学生在实践过程中根据自己的疑惑提出问题,经过教师的指导,自己动手得出最终答案。为了充分发挥学生的主体作用,鼓励学生对现实中环境问题进行探究。教师可以根据专业特点以及环境污染问题,提炼出综合性实验题目,鼓励并引导学生设计出合理方案,利用实验室条件进行实际样品的分析测试、和资源的再回收利用等。并在化学实验教学中,鼓励学生探究如何用最少的药品,获得最佳的效果,改善实验环境,减少化学废弃物污染。如果实验教材没有考虑到毒气体的污染、废液的污染情况,教师这时要引导学生对这个问题讨论,找出可能产生的危害,通过共同讨论,优化实验步骤,减少实验药品的用量,最后再根据实验改进方案重新进行实验。学生经过这样多次的体验就会逐渐培养他们的环境意识和技能。这种教学方法的改变,能够充分锻炼学生的思考能力和动手能力。当学生就业以后,在工厂或者公司里就可以凭借着已经掌握的实验技能和知识解决解决环境问题以及其他相关工作问题。

 

(五)实行综合考核形式

 

一般情况下的教学考核通常都只注重对学生课程知识考核,经常会在期末的时间段里出一套关于专业知识的试卷,仅凭着学生对试卷的作答来考核和评定学生的能力。该种考核方法比较片面,不能使学校和教师完全了解学生的掌握知识的程度,也不能代表学生的实际能力[5]。在工作岗位当中,需要学生拥有良好的实践能力和对待工作的责任心。实践能力不是凭借试卷就能考核出来的,因此学校应该改变考核形式,使考核变得更加多样化。新型的环境化学基础考核可以包含卷面成绩、日常表现成绩以及综合实验设计及分析成绩。卷面成绩所考核的自然是关于环境基础化学方面的理论知识,而日常表现成绩就能评定出学生的责任心以及个人素质问题。综合性设计实验成绩代表的是学生的动手能力和总结能力。该种考核形式能够综合且全面的掌握到学生的实践能力,也能充分体现改革后环境基础化学课程的教学效果。

 

四、结论

 

在环境科学专业的《环境基础化学》课程的教学中,注意教学内容与实践相结合,基础化学教学中渗透环境教育理念,教学手段多元化,突出实践教学方式与参与性原则,并实施综合考核形式,将有利于提高学生的学习积极性和主动性,实现自身实践技能的突破,提高学生学以致用、解决实际问题的能力。高等院校也需要对新的教学模式和教学理念形成一定的管理体系,确保新的教学方式行之有效地开展,并为学生提供更多的职业实践机会,实现环境科学专业的人才培养目标。