科学探究[上学期]

第七节 科学探究
一、目标导航
[知识与技能]
初步认识科学探究的基本过程和一般方法；
[科学思考]
a.学习从日常生活、自然现象或实验观察中发现问题，提出问题；b.学习通过观察和简单实验收集相关数据的方法；c.尝试对探究结果进行描述和解释
[解决问题]
初步学会探究的基本方法：提出问题——建立假设——分析——作出结论——交流；
[情感与态度]
a.体会科学探究是人们获取知识，认识客观世界的重要途径；b.感受探究活动的乐趣和成功的喜悦；c.体会合作学习精神在科学探究中的作用。
二、要点扫描
[课标解读]
创新教育的立足点是使学生具有学习新知识的能力，以及运用知识去创新的能力。在教学过程中应注重发挥学生的主体作用，强调师生交往、互动，更主要是让学生自己动手、动脑，通过学生探索直接主动地参与获取知识的过程。
[内容分析]
“科学探究”是初中科学第1册第一章《科学入门》中，第7节“科学探究”的内容。在前面6节渗透科学探究基本思想的基础上，本节主要通过实例对科学探究的方法作了直观的阐述，让学生体验到科学探究是一种非常有用的方法，科学离我们并不遥远。为了学生熟练掌握这节内容，又能顺利掌握实验技能。这节课我用实验合作探究和课外小组独立探究的方式进行探索学习的。这样，既能锻炼学生的动手实践操作能力和科学探究能力，又可以训练学生发现问题，分析问题，解决问题的能力，并培养创新精神，形成合作意识，团队精神和实事求是的科学态度。
[学情分析]
这节课我用实验合作探究和课外小组独立探究的方式进行探索学习的。这样，既能锻炼学生的动手实践操作能力和科学探究能力，又可以训练学生发现问题，分析问题，解决问题的能力，并培养创新精神，形成合作意识，团队精神和实事求是的科学态度。
[学法点拨]
通过科学探究，让学生小组合作学习、讨论，使得本课的教学更合学生的口味。让学生的思维发散，相互交流，使课堂气氛跌宕起伏。
本节课的教学重点：了解科学探究的过程和方法，培养学生科学探究意识，激发学习《科学》的兴趣。
难点：理解提出问题、建立假设在科学探究中的意义和探究意识的养成。
[经验介绍]
本节主要通过实例对科学探究的方法作了直观的阐述，让学生体验到科学探究是一种非常有用的方法，科学离我们并不遥远。为了学生熟练掌握这节内容，又能顺利掌握实验技能。这节课我用实验合作探究和课外小组独立探究的方式进行探索学习的。
三、教学文档
[课前准备]
1. 投影练习(CAI辅助教学)、学生学习报告单；
2. 台灯（2台）、灯泡（3）插座、螺丝刀、卷尺（8）、磁铁、多个黑盒（内置铁球、苹果、香蕉、乒乓球、等等）。
[教学流程]
亲身体验、导入课题
在日常生活中，有许多问题曾经在我们脑海中盘旋过，例如：
1、当我们跳起后，不论跳得多高，为什么总是落到地上？
2、为什么一棵小小的种子会长成参天大树？
3、我们又是怎样从婴儿长到现在的青少年？
小结：（对于这些问题，大家都思考过，但你有没有研究过？你想知道如何去研究吗？今天我们就来学习研究问题的方法——科学探究。）
（通过生活实例引入，从而创设问题情境，使学生产生兴趣，培养他们学习本课的愿望和积极性，从而引出新课的教学。）
新课探究：
（1） 科学家与科学探究
什么是科学探究？科学探究的一般过程是怎样的？
科学家们为了进行科学探究作出了非常艰辛的努力，下面我们先来阅读科学史上一位科学家依次成功的探究活动，然后完成（学案一）
交流、评价
（叙）：------------
（琴纳的探究：天花与牛痘，让学生早一天阅读并思考，完成学习报告单一）
学生积极阅读课文内容——天花与牛痘的故事。然后完成学案一（具体见报告单）
学生汇报、交流--
（培养学生的阅读能力，小组合作学习精神。）
（二）探究的一般程序
下面就让我们从日常生活中一个简单的例子来了解科学探究的一般过程。（老师出示两台灯）
问：同学们家里有没有这样的台灯？
答：有
问：你们会使用台灯吗？
答：会
下面老师就请2位同学上台演示台灯的操作。
问：我们观察到什么现象？
答：一盏台灯亮了，另一盏台灯不亮。
问：针对这个现象，那你们能提出什么问题？
答：另一盏台灯为什么不亮？
问：你认为台灯不亮的原因有那些？
2位同学上台演示台灯的操作。（一盏台灯亮了，另一盏台灯不亮。）
（更加符合学生的认知规律，激发学生的学习气氛和求知欲，培养学生综合能力。）
组织学生进行讨论：====
（学生组织小组合作学习、讨论）
问：在这么多的猜想与假设中，你想先验证哪个？为什么？
（述）台灯不亮的问题我们解决了，现在请同学们说说我们解决问题的过程。
问：我们怎么判断灯泡的好坏？
请学生进行演示
小结：上述过程是我们探究“台灯为什么不亮”的基本过程，也是我们研究其他问题的一般过程，更是科学家探究科学的一般过程，只不过科学家在探究中比我们更善于发现问题、建立假设与猜想、设计实验、收集证据、验证假设、得出结论的探究过程。
（过度）我们了解科学探究的一般过程后，大家想不想运用所学的知识来探究我们身边的一些有趣的现象？
答：停电？开关？导线？插头？灯泡？-
原因1：停电，不可能，其余灯都亮着。
原因2：电线断了，可能性极小。
原因3：可能是插头、开关、灯泡中某一个部位故障。
答：灯泡。因为灯泡可能性最大，又便于检查。
答：1、观察灯泡；2、换新灯泡；3、转移。
（学生演示）
现象：灯亮了，说明灯泡坏了。
1、提出问题：台灯为什么不亮？（问题的发现往往在于观察）
2、建立假设与猜想
3设计实验、收集证据、验证假设
4、得出结论：灯泡坏了。
答：想
培养学生动手能力，体验科学探究，师生交流，过度到：一起探究。
（三）一起探究：脚印的探究
问：我们每天都在行走，都留下一串串脚印，你是否观察和研究过自己和同学们的脚印？
答：没有
问：但有些人却十分关注人们留下的脚印，他们是谁？
答：警察在犯罪现场勘察罪犯留下的脚印。
问：为什么警察会如此关注脚印？
答：可以通过脚印了解罪犯的身高、体重、职业、性别等。
问：除了警察，还会有谁？
答：考古学家测量古代人脚印。
（述）看见脚印可能与人的身高、体重、性别等有关。
今天我们主要探究：脚印的长度与人的身高有什么关系？
（见报告单）
（过度）在台灯的探究中，我们可以直接观察，在脚印的实验中，我们可以直接测量。但日常生活中，有许多问题我们是无法直接观察或测量的。比如；生病发烧时，能否直接观察到病变的器官？不能。这些我们无法直接观察或测量的问题就像被包裹在盒子里的东西。该如何去探究呢？
1、提出问题：脚印的长度与人的身高有什么关系？
2、猜想与假设：脚印的长度可能与人的身高成正比。
3、设计实验、收集证据、验证假设（见报告单）
4、得出结论：人的脚印长度越长，身高也越高。
（学生进行汇报、交流）
（启发、探究、自主、合作学习，学生思考，学生提出问题，进行猜想，汇报、交流）
一起探究：黑盒实验
出示一个盒子。
问：让我们从这个盒子开始。若不打开盒子，该怎么运用我们的智慧和已有知识了解盒子里装的是什么？
答：通过实验测量与判断。
问：怎么测量与判断？
答：摇，感觉物体的大小；移，估计物体的形状；吸，判断是否是铁制物体-------
学生进行实验：黑盒探究----
问：那下面就请同学们自己体验一下——
（述）请同学们通过自己的探究了解盒内物体有多大/什么形状？估计是什么材料做的？
看看那组猜得最快、判断得最准确？（进行比赛）
小结：
对黑盒中物体的探究，是在不断地提出问题、建立假设、验证假设中逐步接近盒中的物体。人们对许多问题的探究也是如此，科学家对科学的探究也是在不断地提出问题、建立假设、验证假设中逐步逼近真理。
（完成实验报告）
当学生完成之后，打开盒子观察，若判断错误，引导学生思考，为什么会判断错误？操作是否合理？有没有更好的方法？
（学生进行探究，组织小组合作学习。培养了学生的动手能力、思考能力、探究精神。）
课堂评价：黑盒是否一定是黑的？日常生活中，有那些问题是黑盒问题？
附：
科学探究学习报告单
1、 认真阅读天花和牛豆的故事，完成下列内容：
1、琴纳发现了什么问题？ 、 、
。
2、琴纳提出了怎样的假设？ 。
3、琴纳收集到了什么证据？ 。
4、琴纳作出什么解释？ 。
二、讨论：
1、你认为导致台灯不亮的原因有那些？
2、请你说出我们解决问题的过程：① ②
③ ④
三、脚印的探究
1、提出问题：脚印的长度与人的身高有什么关系？
2、建立假设：
调查号 姓名 性别 脚印长度 身高
1
2
3
结论：
3、设计实验方案、制定计划
4、进行实验和收集证据
5、检验假设（分析与论证）
6、评估
7、交流与合作
四、黑盒实验
1、不打开盒子，该怎么运用我们的智慧和已有知识了解盒子里装的是什么？你能提出什么问题？
2、你提出什么假设？
3、设计实验验证：
操作 目的 现象或感觉 判断
4、你的结论是： 。
思考题：黑盒是否一定是黑的？日常生活中，有那些问题是黑盒问题？
教学说明：
在这节探究式教学课活动中，我能够非常充分地调动了学生的积极性，发挥了学生的主体作用。这样的教学与以往的任何一次科学课堂教学相比，都具有参与面大、学习深刻、接触的知识面广、活动范围大的优越性。
初中一年级的学生知识面还比较狭窄，容易提出许许多多不着边际的问题。但是兴趣特别浓厚，同学们间的学习成绩也参差不齐，对科学的学习态度也不一样，在平时学生的科学作业反馈问题也颇多。可是这次教学活动，使绝大多数人都对科学产生了兴趣，对老师产生了亲近感。这使我认识到，师生之间的情感加深，师生之间的互动加剧，非常有利于学生智力的发展。
这次探究学习，给了我们很大的触动。我认为，触动最大的是教师角色的转变。在这样的学习形式里，教师不再是课堂教学的主宰，课堂教学也不再在教师的垄断和控制下进行，而是在学生自主探究、小组合作学习中开展，学生真正学到了知识。这种知识，不仅是科学知识，而且还有学习方法，有科学态度与科学精神，有协作精神与交际能力的知识。
学科作为一门以实验为基础的学科，需要学生参与大量的实验、探究活动。这次教学活动中，首先让学生阅读关于琴纳 “天花与牛痘的故事”，设计问题，让学生完成，进行交流，培养学生的阅读能力和小组合作学习的精神，使他们了解了科学探究并不是高不可攀的事，其实科学就在我们身边。然后，从一个日常生活中的例子“台灯不亮”进行探究，让学生了解到科学探究的一般过程，辟开书本的内容，更接近实际。对于脚印的探究，我设计了实验方案让同组的学生进行探究：人的脚印与身高的关系。在课堂中测量、实验，进行交流、汇报，使学生学会了不少实验技能，培养了学生的观察能力、发现问题、分析问题、解决问题的能力。而黑盒的探究，学生的参与面就更广了，每个小组都事先做好黑盒，上课时相互交换进行探究。学生的热情达到了高潮，对学习这门功课的信心更足了，兴趣更浓了，与老师的距离也更近了。
就教师的教学设计来看，这样一种教学方式，的确是一种创新。以前的教学设计（备课）只注意教学目的、教学内容，有时备课注意一点，有时备点板书设计。但是不管怎么备，绝对是备不到教学过程中让学生自己探究的，备不出学生主体意识的突出。相这样的探究教学活动，是真正把学生推到了主体地位上去了，让学生全部主动参与了学习，参与了知识形成的过程。知识不再是教师灌输的，而是学生主动建构的。这里学到的学习方法，不再是老师硬性塞给学生的，而是学生主动摸索出来的。所以说，这样的学习活动，有利于学生人格的提升，有利于学生的健康成长，有利于学生智力的发展，有利于学生的自我意识的发展与矫正。
在探究性学习中，学生的自我意识是有比较充分的显露的。上课过程中，许多学生在坚持自己的观点时，在坚持使用自己的操作方法时，在发表自己的看法，而自己的看法又不能被别人认同时，学生的表现各种各样，这恰好使我们观察到了一些平时根本看不出的东西，探究性教学给我们打开了一扇观察学生自我意识的方便之门，是我们进行新课程教学研究的好机会。有时还得让学生牵着老师走，在探究“台灯不亮”时，我让一位学生演示，恰好灯丝给搭上了，与我原来设计的台灯不亮的原因是灯泡坏了，相差太远。于是只好随机应变顺着学生的思路探究下去。
然而，在这节探究式教学过程中，老师投入的精力实在是太大了，老师很累。虽然师生对这样的教学活动肯定的多，但是，大面积地推广这样的活动，短期内是有困难的，实验室还太落后，实验员的水平有待于提高。
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