什么是科学探究？

验证性 与 探究性
(心理活动不同) )
已知的知识
未知的知识
〖研究性学习〗 研究性学习〗
研究性学习是体现探究能力培养的最好方 式.在上个世纪六,七十年代就风靡美国, 它有一个别称:做中学. 但是研究性学习的开展需要有很好社会价值 观,评价体系,物质条件以及操作者的教育 理念,教育水平做支撑.否则很难真正的贯 彻落实下去.
揭示新的事实 与原有认知之 间的矛盾 根据原有经 验和知识去 推测 教师可提出研 究方案的样例 信息,资料的 收集,实验仪 器的使用 描述,比较, 处理信息
〖探究性学习〗 探究性学习〗 提出问题
猜想和假设 制定计划与设计实验
问题背景中 的有关质疑 尝试对事物的因果关 系,规律性做出解释
要求不一定统 一 教师指导 与学生自 我评价 用简洁的语言 陈述探究结 果
3.作秀——形式主义
很多老师为了营造探究的氛围,做 了大量的铺垫.但是往往忽视了学 生头脑中的现有经验,降低了教学 效率.同时也降低了学生的兴奋 度.这是形式主义的"探究",不会 达 到预期的教学效果.
4.规律的应用与规律的 形成的探究同样重要
目前对课堂教学中概念的建立和规律 的形成探究做的研究比较多.但是对 规律的运用做的比较少,就目前我国 的高考体制下,难免给老师的生存造 成压力,阻碍了新课标理念的落实. 这是全体老师面临的一个大课题.
浅谈 科学探究
新课程学习方式
自主学习 合作学习 探究学习 其核心是探究学习,因此如何 在课堂教学中体现探究学习,是 新课程课堂教学的最重要的课题 之一.
什么是探究? 什么是探究?
按照我国的(汉语大词典)的解释,探究是指 "探索研究",即努力寻找答案,解决问题.
大体上可将其分为广义和狭义两种.广义的探究泛指一 切独立解决问题的活动.人们通常所说的追根究底,好 奇,好问,企图自己弄清事理,实际上是广义探究的日 常表现. 它既指科学家的专门研究,也指一般人的解决问题的 活动; 既包括成人那种深思熟虑式的"思想实验",又包 括儿童那种尝试错误性的摸索或探索; 既有自觉的,又有自发的; 既可能是新颖独创的,又可能是模仿的. 可以说,广义的探究倾向是人类的天性,人皆有之.
8.综合的过程技能—识别与控制变量 8.综合的过程技能—形成和验证假设 8.综合的过程技能—下操作性定义
老师们可能对"下操作性定义"这个词不很熟悉.我们在 每做一个实验时,都要对所做的实验进行界定,这个界定 就是我们对该实验所下的操作性定义.例如做摆的实验, 在验证摆线的长短与摆的快慢有关时,我们会在实验步骤 里这么描述:"取50厘米长的绳子一根,取100厘米长的 绳子一根……"这个"取50厘米长的绳子一根,取100厘米 长的绳子一根……"就是我们对当下所做实验下的(操作性) 定义.
学——做——做中学
【案例】热辐射和量子论(选修3-5第28页)
教材在这一节中简要回顾了历史上最 早提出量子论的以下过程: 黑体辐射→经典电磁学→矛盾→普朗克假 设→推理(数学)→验证 学生可以从中体会科学探究的要素, 科学探究的精神.这也是科学过程与科学 方法的教育.这类教学内容主要是让学生 了解,体会前辈的探究过程,并不要求学 生复述,也没有必要考查.
什么是科学探究?
"探究是人类寻求信息和理解的一般过程" ——美国学者韦尔奇 "科学探究是一种系统的调查研究活动,其目的在 于发现并描述物体和事物之间的关系.其特点是采 用有秩序的和可重复的过程;简化调查研究对象的 规模和形式;运用逻辑框架作解释和预测.探究的 操作活动包括观察,提问,实验,比较,推理,概 括,表达,运用及其它活动." ——彼得森
科学探究的方法
1.提问法 1.提问法 2.发现法 2.发现法
(1) 纯粹的发现:学习者在活动中自主的发现过程. 如在玩磁铁的过程中,学生们会有很多的发现,不但 发现磁铁可以吸铁,还可以隔着书吸,隔着水杯也可 以吸;如果把条形磁铁调一个头,它们不仅不吸了, 而且还相斥,所以,孩子们在玩磁铁的过程中可能会 有一种纯粹的发现. (2) 指导下的发现.当我们希望学生们都具备某种 经验时,可以采用指导下的发现.比如当孩子们并没 有知道磁铁还可以隔着水杯对铁起作用时,老师们可 以建议学生们这样去试试看,这就是指导下的发现.
案例: 案例:李政道与费米
2.分类
这是将观察到的事物加以 整理的过程,分类后有利 于作进一步观察.科学家 为了使调查研究条理化, 创造了种种分类的方法. 可以说,早期的生物学实 际上就是在分类的基础上 形成的.
3.应用数数学知识
指把观察所得的结果用精确的数学关系表达 出来.运用数学语言来描述和分析资料,既 省事又能说明问题.所以科学家常常从事计 算,测量,制图,列方程式等工作.
表现:八股式的课堂教学,教条化的评课标准
创设情景 分组讨论 设计实验 分析现象 归纳总结 课外实践
提出问题 大胆猜想 探究新知 体验感悟 交流评价 发展个性
探究只是课堂教学的策略之一而不是全部. 探究只是课堂教学的策略之一而不是全部. 探究能力只是学生能力一部分而不是全部. 探究能力只是学生能力一部分而不是全部. 传统的学习方式基本是"老师讲, 传统的学习方式基本是"老师讲, 学生听,学生练" 学生听,学生练".不应该全盘否 定过去,今后老师还要讲, 定过去,今后老师还要讲,学生还 要听,还要练;但是在讲, 要听,还要练;但是在讲,听,练 的过程中提倡"独立思考, 的过程中提倡"独立思考,同伴交 师生互动" 流,师生互动". 引导课程方向, 教科书的作用之一是引导课程方向 教科书的作用之一是引导课程方向, 包括对学习方式的引导 引导. 包括对学习方式的引导.
科学探究的本质
科学探究在本质上是科学家用来解决自然领 域或科学问题的一种思维方式.它追求知识 的确凿性,即对任何理论不轻信盲从,不迷 信权威,而是用证据来证明.与其他形式的 思维相比,科学思维具有广阔性,深刻性, 独立性和敏捷性等特点.正因为科学思维具 有这些特点,它才能揭示客观世界中纷繁复 杂现象的本质,发现它们之间的相互关系, 掌握自然发展的规律.
2.探究并不一定要做实验
有的老师认为探究离不开实验,所以所有 的探究都是以实验为依托.这是对探究理解 的偏差. 科学探究不仅是一种教学方式,它还是一 种教学内容,学生除了在探究中学习怎样进行 探究外,还可以通过科学前辈们的工作——"了 解历史"学习科学探究.也就是说,在物理课 程 中学生要学习怎样进行科学探究.
科学探究的基本特征
1. 学习者围绕科学性问题展开科学活动. 2. 学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性 问题的证据. 3. 学习者要根据事实证据形成解释,对科学性 问题做出解释. 4. 学习者通过比较其他可能的解释,特别是那 些体现出科学性理解的解释,来评价他们自 己的解释. 5. 学习者要交流和论证他们所提出的解释. ● 探究就是在学生好奇心驱使下,以问题为 主导的,让学生参与,体验,思考,然后针 对问题寻求可能解释的形式多样的活动.
探究的目的
【生物重演律】 种细胞
(胚胎发育)
成熟体
(物种进化历程的重演) 物种进化历程的重演)
【教学重演律】 未 知 真 知
(教学过程)
(人类认识历程的重演) 人类认识历程的重演) 历程的重演
波利亚: 波利亚:
"在教一个科学的分支(或一个理 在教一个科学的分支( 一个概念) 我们应该让孩子重 论.一个概念)时,我们应该让孩子重 蹈人类思想发展中的那种最关键的 步子, 步子,当然我们不应该让他们重蹈过 去的无数个错误,而仅仅是重蹈关键 去的无数个错误,而仅仅是重蹈关键 步子. 性步子."
5.探究教学的瓶颈
缺乏一个完整系统的评价体系 阶段性评价的作用和信度 考试制度改革滞后,对教学无 法起到促进作用
如何在教学中运用探究
〖物理概念教学〗 物理概念教学〗
(具体)
创设情景
感 知 材 料 形 成 表 象
(抽象)
抽象加工
分 析 比 较 抽 象 概 括
(具体)
巩固深化
变 式 迁 移 完 善 结 构
〖物理规律教学〗 物理规律教学〗
(演绎法)
推理 论证 提出 课题 猜想 假设 实验 观察 分析 归纳 实验 检验 总结 规律 应用 延伸
让学生重演物理知识的发生过程
◆充分还原稀释—— 充分还原稀释 让学生体验物理概念的形成过程 坚持延迟判断—— ◆坚持延迟判断 让学生探寻物理规律的发现过程 ◆渗透思想方法—— 渗透思想方法 让学生参与物理实验的设计过程 注重过程分析—— ◆注重过程分析 让学生亲历物理问题的解决过程 介绍物理学史—— ◆介绍物理学史 让学生了解物理科学的进化过程
4.测量
运用尺子,天平,温度计,量杯等有助于获取 准确的研究资料,复杂的测量涉及到高度精密 的仪器,需要对仪器的误差加以计量和校正. 也就是我们常说的实验操作技能.
5.应用空间与时间关系
指使观察对象在时空架构中获得定位,包括对 形状,距离,运动和速度的研究及应用等.确 切的说就是要学会描述对象的的各种状态.
研究问题
进行实验与收集证据
分析与论证 评估 交流与合作
勇于修证研究方案
有自我评估的意识
开展研究性学习必要的条件
1.要有先进的教育理念支撑. 2.有坚实的社会基础作保证. 3.有充分的时间给学生操作. 4.有可观的评价和鼓励机制. 5.要有持之以恒的敬业精神.
对探究的几个误区的理解 1.逢课必究,唯究是从
6.整合表述
就是将观察的结果呈现出来,方式包 括数字,图表.图片或语言文字等.
7.预测和推断
预测和推断有联系,但不是一回事, 推断是在事实的基础上面,对事实之 间的联系(可以是因果联系,整体与 部分的联系)所作出的一种判断,一 种解释. 预测是推断的一种高级形态,是根据 已知的经验对未知事物所做的一种推 断.