第1章 科学入门 第5节 科学探究 教案

第5节　　科学探究
教学目标：
1．了解科学探究的基本过程和一般方法。
2．理解提出问题对科学探究的意义，理解猜想和假设在科学探究中的作用。
3．理解科学探究需要收集、处理的信息和相关的技术。
4．初步学会运用科学探究的方法解决生活生产中的一些简单问题。
教学重点难点：
科学探究是了解科学的基本方法。学习科学探究的方法，需以学生日常生活中较为熟悉并有初步体验的实例为载体。结合学生初步具有的观察、分析和实验能力，进行简单的科学探究实践活动。在活动的过程中认识、体会科学探究的一般过程，学习科学探究的方法。在认识、理解科学探究的一般过程中，要着重提高提出问题、建立猜想与假设、收集并处理数据，以及分析数据得出结论的能力。启示学生要有意识地、主动地运用所学的科学探究方法解决日常遇到的问题，为今后的学习和探究奠定基础。
教学方法：
讲授法、讨论法、实验法
教学过程：
一、引入新课：
1．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）为什么一颗小小的种子会长成参天大树？
（3）我们又是怎样从小小的婴幼儿长成现在的青少年？
小结：对于这些问题，大家都思考过，但你有没有研究过？你想知道该如何去研究吗？今天我们就来学习研究问题的方法——科学探究。
2．了解了“天花和牛痘的故事”后，可以让学生谈谈科学家进行探究活动的基本过程，同时谈谈自己的感受。然后引入自己身边的探究。
二、新课探究：
（一）介绍科学探究的一般过程。
什么是科学探究？科学探究的一般过程是怎样的？首先通过日常生活中一个简单的例子来了解科学探究的一般过程。
出示两展台灯。
问：家里有没有这样的台灯？
生：有。
问：你们会使用台灯吗？
生：会。
请两位同学上台演示台灯的操作。（现象：一盏台灯亮了，另一盏不能亮。）
问：我们观察到什么现象？
生：一盏台灯亮了，另一盏不能亮。
问：从观察的现象中，你思考到什么问题？
生：台灯为什么不亮？
问：你认为导致台灯不亮的原因有哪些？
生：可能停电了；可能开关坏了；可能导线断了；可能插座未插好；可能灯泡坏了……
讨论：
（1）原因1：停电，不可能，其余灯都亮着。
（2）原因2：电线断了，可能性极小。
（3）原因3：可能是插头、开关、灯泡中某一个部位故障。
问：在这么多的猜想与假设中，你想先验证哪个假设？为什么？
生：灯泡。因为，灯泡出故障的可能性最大，检验灯泡最简单。
问：我们怎么判断灯泡的好坏？
生：（1）观察灯泡；（2）换新灯泡；（3）或将此灯泡换到另一台灯上。
请学生演示（怎么检验？）。
观察到现象：甲台灯亮了，说明灯泡坏了。
台灯不亮的问题我们已经解决了，现在请你说出我们解决问题的过程。
1．提出问题：台灯为什么不亮？
我们是怎样提出问题的？根据观察，观察到乙台灯不亮，提出问题的基础往往在于仔细的观察。
2．建立猜想与假设：
你们是怎么想到这么多的猜想与假设的？依据日常生活中的经验。日常生活经验或所学知识越多，越有利于猜想与假设的提出。
3．设计实验、收集证据、验证假设：
我们怎样设计实验？在实验中你是如何验证假设的？通过观察实验现象，在观察中收集证据，验证假设。
4．得出结论：灯泡坏了。
小结：上述过程是我们探究《台灯为什么不能亮的基本过程，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，建立猜想与假设，能设计更好的实验验证他们的猜想与假设罢了。我们把这个通过发现问题、建立假设、设计实验、验证假设、得出结论的探究过程称为科学探究的一般过程。
了解科学探究的一般过程后，我们能否运用所学的知识探究身边一些有趣的现象？
（二）一起探究。
1．脚印的探究。
问：每天，我们都在行走，都会留下一串串脚印。你是否观察和研究过自己和同学们的脚印？
生：没有。
问：但有些人却十分关注人们留下的脚印，他们是谁？
生：警察在犯罪现场勘察罪犯留下的脚印。
问：为什么警察如此关注罪犯留下的脚印？
生：可能通过脚印了解罪犯的身高、体重、职业、性别等。
问：除了警察，还有哪些人关注人们留下的脚印？
生：考古学家测量古代人的脚印，希望了解古人的身高、体重、性别等。
师：可见脚印可能与人的身高、体重、性别有关。
现在我们主要探究：脚印的长度与人的身高有什么关系？
问：你认为脚印的长度与人的身高到底有什么关系？
生：脚印长度可能与身高成比例，或身高越高，脚印长度越长。
问：你是怎么想到的？
生：小时候脚印小，长大后脚印大。
问：你该如何来验证自己的假设？
生：通过测量不同人群的身高和脚印的长度。
问：测哪些人的脚印长度与身高？
生：测量不同年龄、不同性别、不同体重人的脚印的长度与身高，多测几组数据。
问：测量时使用哪些测量工具？
生：刻度尺和钢卷尺。
问：怎么记录这些数据？（表格法和图象法）表格包括哪些内容，使用表格有何优点？（便于对数据进行处理、分析，从而得出结论）如何再次检验结论是否正确？（通过讨论、交流、另测数据检验等）
在台灯的探究中，我们可以直接观察台灯各部分的结构；在我们研究脚印的实验中，我们可以直接测量脚印的长度。但日常生活中，有些问题是我们无法直接观察和测量的。如当我们生病发烧时，能否直接观察到病变的器官？不能。这些我们无法直接观察和测量的问题就像被包裹在盒子里的东西，该如何去探究呢？
2．黑盒实验。
出示一个盒子。
问：首先从这个盒子开始。
不打开盒子，该怎么运用我们的智慧和已有知识来了解盒子里装的东西？
生：通过实验测量与判断。
问：怎么测量与判断？
生：摇，感觉物体的大小；移，估计物体的形状；吸，判断是否为铁制物体……
师：下面请同学们自己体验一下。
分组实验：进行黑盒探究
师：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？……并将操作记录在表中，最后阐述自己的探究过程。看看哪组猜得最快，判断得最准确。
请学生依据表格，阐述自己探究的基本过程
当学生叙述完之后，打开盒子，观察盒内物体，检验学生推测的结果。若学生判断错误，则引导学生思考，为什么会判断错误。操作步骤是否合理？有没有更好、更接近被推测物体的方法？（分析操作步骤）
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、验证假设中逐渐逼近真理。
思考：黑盒是否一定是黑的？日常生活中，有哪些问题是黑盒问题？……
三、总结：
在这节课中，我们从台灯熄灭了解了科学探究的一般方法，然后通过所学的科学探究的方法探究了脚印和黑盒问题。除了今天我们所研究的问题外，在我们的身边，在日常生活中，在自然界中，你还能发现或提出问题吗？你知道该如何去研究吗？
四、家庭作业：
五、课后反思：