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教学目标
科学探究
1、经历感受重力的活动,能根据所观察到的现象对重力的方向进行猜想并用实验的方法进行验证。
2、大胆猜想重力的产生与什么有关,能用资料查询和阅读的方式将重力与地球引力对应起来并初识牛顿的万有引力学说。
3、能制定研究计划设计实验探究不同物体所受到的重力大小,初步练习估测生活物品的重力。 情感、态度、价值观
1、敢于猜想,尊重证据,实事求是,愿意合作与交流。
2、从牛顿研究苹果落地的故事里懂得要善于思考、坚持不懈才能取得成功的道理。
科学知识
1、知道地球表面附近物体所受到的地球引力叫做重力,重力的方向是竖直向下的,知道万有引力的存在。
2、初步了解身边常见物体的重力一般是多少。
教学准备
1、牛顿研究苹果落地的场景图,儿童提水、抛石子等关于重力现象的动画课件或图片,绘制一个供全班交流汇总使用的统计表和统计图。
2、准备好学生分组实验的材料:支架、细线、钩码、圆筒式弹簧测力计。
学生准备:玩具小车、钢笔、苹果等小物体。
课时安排
本课安排2课时,第1课时完成活动1的教学,第2课时完成活动2的教学。
教学过程
一、教学导入
本课导入时,教师可以先板书课题,然后提问学生:谁知道这个课题里面所包含的故事,给同学介绍介绍。
二、活动——感受重力
1、学生体验:提水、抛石子等
教师应及时从中梳理出“向下”这个词来,帮助学生从众多现象中找到“下落”的规律并形成对重力方向的猜想。
2、用实验的方法进行验证。
① 用带重物的细线固定在支架上,固定支架观察它们受到重力后朝哪个方向。
② 数次调整支架的倾斜角度,再观察重物朝向哪个方向。
得出结论:重力的方向总是竖直向下的。
3、学习重力产生的原因
首先鼓励学生进行大胆猜想,如果学生当中有说出“地球引力”的,教师可提供一些材料让学生进行验证性实验。例如,在前面做实验用过的支架上改吊一些别的物体,并再次倾斜支架,继续观察重物朝哪个方向;或者就用细线拴一石块,摇晃石块并观察石块静止后朝哪个方向。但是,尽管这些实验可以间接证明地球引力的存在,学生依然不能由此得出肯定的结论。这时,可以让学生通过资料查询和阅读“指南车信箱”的方式来解决这一问题。
三、活动——重力的大小
1、明确研究主题——身边常见的不同物体的重力有多大呢?
2、接着,指导学生针对准备好了的材料(钩码、玩具小车、钢笔、苹果等小物体)分组制定研究计划。应要求小组活动人人参与、个个动笔或动手。教师应及时掌握情况并给予必要的技能指导,包括计划内容是否齐全、记录表栏目是否科学、统计图是否标好了刻度、材料是否便于测量等。
注意:如果被测物体超出了测力计的测量范围,必须调换。
3、学生动手测量:测量时,要提醒学生正确使用测力计,可以多次测量取平均值以减小误差,要分工合作,要如实记录等。
4、制成统计图
5、组织全班同学进行交流。以苹果为例,可以一边出示苹果一边说它重力的大小,使学生了解生活中常见的苹果的重力大小一般在多大范围内(通过多次进行这样的测量练习,可以增强学生的估测能力),然后师生一起完成统计表和统计图的汇总。
一、创意说明:
实验是科学之母,才智是实验之子。一切推理都必须从观察与实验得来,学会积极地动手动脑,在实验中学习、体会科学与真理,必定会为孩子的成长之路洒下一片更灿烂的阳光。我们大家都知道人、动物、鸟类都是用腿走路的,但是我们日常生活中见到的玻璃杯虽然没有腿也可以走路,你相信吗?
二、实验材料:
玻璃杯1个、蜡烛1支、火柴1盒、玻璃板1块、厚书2本、自来水少许
三、实验步骤:
1、首先把玻璃板放在自来水中浸泡一下。
2、接着把玻璃板的一头放在桌子上,另一头用两本书垫起。
3、再次将玻璃杯的杯口沾一些水,然后倒扣在玻璃板的上端。
4、最后将蜡烛点燃后去烤杯子的底部和四周。
四、实验结果:
我神奇地发现倒立在玻璃板上的玻璃杯居然自己慢慢地从上面“走”了下来。
五、注意事项:
经过自己多次反复的实验,我发现两本书加起来的高度大约只要在5厘米左右,如果太高或太低的话,玻璃杯在“向下走”的过程中不会很自由顺利、很自然。
六、研究结果:
用蜡烛去烤玻璃杯底部和四周的时候,杯子中的空气受热膨胀,体积变大,装不下的空气就会往外挤,但是由于杯口是倒立着的,并且又被一层水封闭着,热空气出不去,就只能把杯子向上顶起一点,在自身重量的作用下,杯子就自己慢慢地向下“走”了。
七、实验心得:
通过这个实验我认为创新是一个民族的灵魂,是国家强盛和社会发展的动力,是人才成长的基因,小学生科技创新能力的培养要从小做起、从现在做起、从小事做起。
4课.小吊车
活动1:做小吊车(分组实验)
制作目的:做小吊车并研究小吊车原理
制作材料及工具:小纸盒 吊车臂 吊臂支架 线绳两个 铁丝钩一个 剪刀 锥子 胶水 钩码 制作过程: 1.小组分工合作
2.观察小吊车模型组装各部分 ①四个点要对称,固定牢固;
②绳子要从前往后穿,不要穿反了;
3.调试小吊车分别拉动两根线,看看小吊车的臂能否灵活运动.实验现象:小吊车能提起或放下钩码
实验原理:放松上牵引绳,拉紧下牵引绳,吊臂向下运动;拉紧上牵引绳,放松下牵引绳,吊臂向上运动。8课.快与慢
实验目的:研究小车运动的快慢(分组实验)实验材料:秒表(或电子手表)、长尺、玩具车(学生自带),橡皮泥,马达、电池等(学生自带)实验过程: 1.小组做好分工:赛车手、计时员、测量员、记录员。2.找好起点(必要时确定好终点); 3.秒表做好归零;
4.在相同时间内必须进行多次测量(不少于3次),并做好记录 5..在相同距离内必须进行多次测量(不少于3次),并做好记录 实验原理:
1:相同时间内经过的距离越长,物体运动的速度越快 2:相同距离下所用的时间越短,物体运动的速度越快 9推和拉
实验目的:能够用实验体验探究出力有大小和方向,推和拉都是力。(分组实验)实验过程:
(1)三人一组,两人活动,另一人裁判,交替进行。
(2)活动前,要做好准备工作,推手掌双方要站在相距100厘米的位置,手掌放在中间位置,在准备过程中,不允许用力推或拉对方。
(3)裁判员下达命令后,双方用力推或拉,力争战胜对方。(4)同一规则再做拉手臂游戏。
实验现象:两个同学同时推,力气大的一方会将力气小的一方推出界线,要想赢,就要增大脚与地面的摩擦力,发现力有大小。用力推时,必须对正方向,方向偏了,也会输,发现了力有方向。
实验原理:推和拉的用力,方向和结果是不同的。推和拉会使物体移动位置或变形,推和拉是一种力,方向不同,大小不同,使物体移动的位置远近也不同。6课.做沙盘(分组实验)
制作目的:通过制作校园沙盘模型培养学生的设计制作能力。
制作材料:硬纸板 学校平面图 橡皮泥 潮湿的沙土 废旧泡沫 包装纸 小木棍 颜料盒 剪刀 制作步骤:
对校园建筑的布局进行观测
2.用大的硬纸板做底座。在纸板上画好学校平面图。(明确建筑物.树木等的位置)3.用橡皮泥 旧泡沫等材料做出立体的楼房等校园建筑物,根据平面图摆放好位置。(可以用长方体或正方体的泡沫做楼房,硬纸板做围墙,小木棍做旗杆等)。4.要注意建筑物的比例。(四年级的学生还不能很精确地计算出比例尺,教师适当指导。)9.推和拉
活动2:纸蝙蝠(分组实验)
实验目的:推和拉可以使物体的运动状态发生变化,推和拉都是力。实验材料:卡纸一张 彩笔 剪刀等 实验过程:
(1)将一张正方形的纸对折成一个三角形。(2)在有两层纸的一边剪一个三角形的口子。(3)在头部画出“眼睛”。(4)将每一侧的翅膀向下折。
(5)上下拉动两个翅膀感受力的变化。实验现象:推和拉使纸蝙蝠动起来
实验原理:推和拉各是一种力,推和拉的用力方向和结果是不同的 活动2:收与放
实验目的:推断动物与人的肢体运动原理(分组实验)实验过程:
1.弯曲手臂,感受上臂上下肌肉的长短松紧变化。2.伸直手臂,感受上臂上下肌肉的长短松紧变化。3.反复几次体会与小吊车的原理的联系。
实验现象:手臂骨骼就像小吊车的吊臂,肌肉就像绳子,手臂运动时,当肱二头肌收缩,肱三头肌舒张时,肱二头肌牵动前臂向内收缩;当肱三头肌收缩,肱二头肌舒张时,肱三头肌牵动前臂向外伸展.实验原理:前臂收缩类似小吊车抬起重物。前臂伸展类似小吊车放下重物。活动2:玩小车
实验目的:研究小车运动的快慢与载重物及路面光滑程度是否有关?(对比试验)实验材料:秒表(或电子手表), 木板, 玩具车(学生自带),钩码, 毛巾.实验方法:1做好小组分工:赛车手、计时员、记录员;2先测量空车时小车在木板上运动时间;3别的条件不变,向小车上加钩码,再测出改变后的小车在木板上运动时间;4先测量小车放在木板上运动的时间;5别的条件不变,在木板上铺上毛巾,再测出改变后的小车在木板上运动时间;实验现象:小车运动的快慢不同 实验原理:小车载重物越多运动越慢
小车运动的路面越不光滑运动越慢 拓展活动:玩滚轮
实验目的:探究滚筒转动的原因(演示实验)
实验材料:泡沫板或硬纸板、线轴、502胶或白乳胶、细木轴、小盘、细线、钩码或小石子、剪刀、锥子、圆规等。
实验步骤:课本36页 注意事项:
①剪下滚轮时边缘要整齐,否则不能滚动。
②圆板要尽量大一些,一般直径为20厘米~30厘米。
③粘木轴时,将胶涂在圆心的周围,线轴中心一定要置于圆心处。
④小盘细线的一端应固定在细轴上,可以粘在细轴上或与木轴一起插入线轴孔内。⑤使用胶时不要随意涂抹,万一不小心涂在了衣物和皮肤上,要立即用酒精清除。实验现象:滚轮转起来了
实验原理:滚轮受到钩码的重力得牵引才运动起来。14课太阳和影子
实验目的:分析一天中影子和温度变化的规律.(演示实验)实验材料:底座一个(木料或硬纸板)手电筒一个 粗铁丝一个 尺子一把 铅笔一支 实验过程: 1先在底座中心打一个孔(正好能套进粗铁丝)2再将粗铁丝插入底座中心孔,固定粗铁丝 3用手电代替太阳对准铁丝从东向西转动 4观察现象并用笔做好标记
5用尺子测量并填好记录表,分析现象 实验现象:一天中影子的长短是不一样的
实验原理:一天中早晨影子长,中午影子最短,傍晚影子又长 12课让运动的物体停下来 活动2感受摩擦力(分组实验)实验目的:摩擦力是帮助物体运动还是阻碍物体运动的.实验过程:
1、先让同学们把手平放在桌面上,手心朝下,用力推或拉,使手在桌面上运动,感受有没有一个阻碍手运动的力; 2.手平放在桌面上,用力推或拉,但保持手不动,感受有没有一个阻碍手运动的力; 3.手平放在桌面上,保持手不动,也不用力推或拉,感受有没有一个阻碍手运动的力; 实验现象:手受到桌面一个力
实验原理:摩擦力是阻碍物体运动的力 13课.我们的地球
拓展活动1:制作地球模型(演示实验)制作目的:加深对地球的认识
制作材料:旧报纸 一个旧皮球 颜料和颜料刷 一张世界地图或地球仪 面糊 胶水 制作过程:课本47页 1.用报纸制作一个底座
2.将旧报纸撕成条,用浆糊贴在皮球上,至少贴三层 3.用面糊在球上做出高山.平原的形状.4.给自制的地球模型涂上颜色.10.常见的力
活动2:自制重锤(分组实验)
实验目的:通过重锤说明重力方向是竖直向下的 实验材料:铁锁、(螺母、橡皮、橡皮泥、砖头、石子、)细线等。实验过程: 1.观察重锤由几部分组成,怎样连接的。2.将细线与铁锁连接在一起,检验是否接牢。3.用自己做的重锤检测教室是否与地面垂直。实验现象:重锤的锤线都是与地面垂直的。实验原理:重力方向是竖直向下的 15课.昼夜的形成
活动2 模拟昼夜的形成(演示实验)实验目的:模拟昼夜的成因
实验材料:地球仪 手电筒或蜡烛 小纸人 遮光窗帘 实验过程:
(1)将地球仪的北极对着北方,在桌面中间放好;
(2)在地球仪上找到中国北京(或其他省会城市)的位置贴上小纸人;
(3)用手电筒代替太阳光,在正对地球仪1米左右的地方打开手电筒,调整手电筒的远近,以地球仪上清晰地出现明暗两部分为宜;明确地球仪上的白天部分和黑夜部分;(4)面对地球仪,使它自西向东慢慢旋转(逆时针方向),将小纸人所在的位置旋转到黑夜部分,接着转动地球仪使小纸人再次转到白天部分;(5)两人一组,轮流演示同一位置的昼夜变化。
提示:为了帮助学生教师还可以在地球仪旁边放一块钟表,告诉学生地球仪旋转的方向要和表针转动的方向相反。实验现象:小纸人一会在明亮的一面,一会在黑暗的一面.实验原理:地球的自转形成了昼夜交替的现象
自然科学是以实验为基础的学科。实验是人们研究和认识自然的重要方法。因此,在自然科学的教学中,实验也是重要的教学方法之一。通过实验,不仅可以提供学生对科学现象的感性认识,更可以让学生获得初步的实验技能和观察分析问题的能力。
小学科学实验教学的设计是运用系统论的思想和方法,以学习理论、教学理论为基础,计划和安排实验教学的各个环节、要素,以实现教学效果最优化为目的的活动。通过多年来的实验教学实践与思考,我们可以让学生像科学家那样,亲历科学探究的过程,这有利于充分发挥学生的主体作用,让学生积极主动参与到观察、实验等学习活动中去,亲自感知实验所产生的各种现象和变化,提高自行获取知识的能力,而其中比较重要的一个环节就是学生实验报告的设计与记录。在学生实验的过程中,一份好的实验报告设计,就像是一盏明灯,能给学生指引实验的目标、方向,能提供给学生形成结论的分析数据,进而培养学生科学实验的基本素养,使学生的科学实验效果达到最优化。
一、观察实验报告的填写,有利于学生在实验中观察,进一步培养学生实验的责任心和有序观察能力。
教科版四下《油菜花开了》解剖花的实验中,我设计了如下实验报告,在教学中取得了很好的效果。
《解剖 花》实验人
花的名称
实验方法:用镊子把花的各部分,从外向里一层层撕下,整齐排列并贴在相应的名称左边,数一数,填在相应的空格上。
个萼片
个花瓣
个雄蕊
个雌蕊
在班级(1)上课时我没有设计实验报告,就按照书本上的要求,先介绍解剖花的方法、花的结构,然后让学生按照书本要求独立解剖油菜花。在实验过程中,学生非常认真,且相当活跃,但检查结果时,学生雌雄蕊不分,萼片、花瓣不分,桌上、地上掉落的都是花瓣,实验效果之不佳显而易见。
后来,我根据班级(1)出现的情况,设计了如上实验报告,实验的效果就相当出色。在这个实验报告中,我并没有限制学生解剖何种花,但学生可以根据实验要求很清楚地完成解剖的任务。充分体现了以教师为主导、学生为主体的课堂教学思想;而且在实验的过程中,桌上有了这份实验报告,便时刻提醒着学生做实验究竟是何目的,做实验时必须仔细观察什么,做实验的观察步骤是什么。在解剖花的过程中,动作快的同学还可在老师的同意下,多取一两张实验报告单,多解剖几种花,因此既避免了学生在一旁闲着无所事事而打闹的局面,又进一步提高了这些学生的科学素质。至于个别有困难的学生,教师可在巡视的过程中随时发现问题并加以辅导,让他们也能够尝到独立成功的喜悦,而避免了跟在其他同学后面蒙混过关的心理,以扎扎实实地学会实验操作要领,进一步巩固课堂知识,很好地培养了学生实验的责任心。
好动、注意力容易分散、自控能力差是小学尤其低中年级学生的特点。他们的神经系统较脆弱,感知事物还比较笼统,观察事物往往只注意大概轮廓与整体形象,不能精确地感知事物,也容易忽略事物的某些细节。他们的感知活动较少受目的控制,较多受兴趣控制。[2]他们选择对象往往从兴趣出发,不按老师的要求去感知。比如,老师要求观察花的形状、结构、颜色,他们却会被叶子上的昆虫所吸引。所以,这部分孩子的感知、观察能力只有在老师的严格要求和训练下才能逐渐培养起来。对三、四年级刚刚起步学习科学的孩子来说,老师如果能够为特定的实验设计好观察实验报告,这对培养孩子的观察事物的责任心和有序观察能力能起到事半功倍的效果。
二、探究实验报告的设计,有利于学生在实验中探究,进一步培养学生独立实验的能力。
教科版四上第3单元《声音是怎样产生的》一课,书前面几个小实验都非常简单,教师如做一个实验讲一个实验,不仅浪费时间,而且学生的主观性不能充分体现出来。为此,我就专门为这课设计了一份实验报告,如下:
实验观察记录表 课题 声音是怎样产生的
实验
器材
实验步骤
观察现象并记录
归纳共同点
1
锯条
一手将锯条一端按紧在桌子边缘,另一手向下用力压锯另一端,后放手。
(1)(有,无)声音,
(2)锯条发声时
2
空盒、橡皮筋
把皮筋绷在盒子上,用手指拨动皮筋
(1)(有,无)声音,
(2)皮筋发声时
3
队鼓、上有少许豆粒、小槌
用槌把队鼓敲响
现象:小豆
说明:鼓发声时鼓面
在这个实验过程中,学生根据实验报告的要求便可独立完成实验,也不受限制,多余时间可多做一遍,多研究一遍。
在课堂实验中,教师一般都喜欢采取边讲边实验的方式。教师一边讲解实验的原理和操作要领,一边示范过程,学生一边听,一边看,仿照教师的示范进行实验,学生在同一时间内做同一实验步骤,要求一致,步调一致,课堂次序较易把控。但这种方式下,学生做实验比较被动,不能充分发挥学生的主动性和创造性,不利于培养学生独立思考的能力,也不利于培养学生的独立工作能力。如果能培养学生进行独立实验,则能取得边讲边实验的方法所无法得到的效果。但如果由学生自己独立实验,教师则不易控制纪律,往往无法达到预定目标。在这课中,我设计了以上实验报告后,实验目的、注意事项学生一目了然,学生完全能够独立完成整个实验。这样,不仅培养了学生独立思考的能力,还可以培养学生独立工作的能力,并让学生在实验中总结规律。
三、探究实验报告的设计,有利于学生在实验中探究,进一步培养学生的科学探究能力。
科学探究是科学学习的中心环节。科学探究不仅可以使小学生体验到探究的乐趣,获得自信,形成正确的思维方式,而且可以使他们识别什么是科学,什么不是科学。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动,必须紧密结合科学知识的学习,通过动手动脑、亲自实践,在感知、体验的基础上,内化形成,而不能简单地通过讲授教给学生。③在小学阶段,对于学生的探究要求虽然不高,但如果教师在教学和学生实验的过程中,有意识地把探究的全过程或部分过程经过实验报告的填写、设计由扶到放地反复训练,那么学生对整个探究过程的基本方法便能初步地掌握,这便进一步提高了学生的科学探究能力。
科学探究的过程一般有以下八个要素: 1.提出问题 2.猜想与假设 3.制定计划 4.观察、实验、制作 5.搜集整理信息 6.思考与结论 7.反思与评价 8.表达与交流。[3]而一份较完整的实验报告一般包括以下这些部分:1.实验内容2.实验目的3.实验器材4.实验方法5.实验结果6.问题与讨论。将科学探究的实施和实验报告的填写两者相结合,老师在教学时就可以有意识地从扶到放来培养学生自主探究能力。以教科版四下三食物单元《面包发霉了》为例来设计:
问题的提出
霉菌的生长与 有关吗?
霉菌的生长与 有关吗?
猜想与假设
霉菌的生长与温度有关,温度高容易霉菌长得快。
制订实验计划
进行实验
实验方法:
相同条件:两块同样大小的面包,挑同样多少的菌丝,同时滴上10滴水,放入相同的保鲜袋扎紧。
不同的条件:一块放在厨房任一地方,一块放入冰箱
实验方法:
记录实验数据
第1天:
第2天:
第3天:
……
第1天:
第2天:
第3天:
……
结论
如果说“面包的发霉与温度有关”这一探究实验老师需要扶着走,那么另一个问题“面包的发霉与水有关吗?”学生完全可以模仿老师给出的模式自己来进行实验。这不仅能让孩子清晰地了解整个探究的过程,了解了探究的一般步骤,也教给了孩子科学的探究方法,今后再遇到相类似的科学探究问题完全能独立地运用所学的方法去解决,从而进一步提高了学生的探究能力。
四、实验报告的设计与填写,有利于学生在实验中创新,进一步培养学生创造能力和创新精神。
教科版5上《蚯蚓的选择》这一课中,设计了如下实验报告:
实验验证
蚯蚓适宜生活在
明亮还是阴暗的地方
潮湿还是干燥的地方(自己设计)
实验用品准备
一长方形纸和内涂黑,将盒低挖掉一半,贴一块透明塑料薄膜,一块黑湿布,5条蚯蚓。
实验环境准备
桌上铺一块黑湿布,布上放5条蚯蚓,用盒罩住,使蚯蚓在明暗交界处
观察记录
蚯蚓爬向 的地方。
(选择:(1)明亮(2)黑暗)
蚯蚓数量:高处暗处
(填“=”“”
得出结
论
蚯蚓适宜生活在 环境中
以上实验说明:蚯蚓适宜生活在 、 的环境中。
这张实验报告我重点设计了验证“蚯蚓适于生活在明亮的环境还是阴暗的环境”这一环节。上课前一天我便把实验报告发下去,学生可根据实验报告的要求自行先准备实验材料,而且还可自己设计验证“蚯蚓适于生活在潮湿还是干燥的地方”实验所需的材料,而后根据上课的实验结果进一步验证自己实验设计的正确性,或存在哪些方面的不足,如何改正。通过多次实验,学生自行设计实验的能力大大加强,学生的创造能力也得到进一步的发展。
五、学生实验报告的填写,还便于教师掌握信息反馈,进而针对性地进行辅导。
仍以《声音是怎样产生的》为例。第一年带学生时并没有准备实验报告,因此,在问及学生声音产生时皮筋和鼓有何新的现象,学生均能回答出“震动”。我以为学生所说的“震动”便是我想传授的“振动”,想当然地就写了“振动”两个字,便以为学生都理解了。第二年再上这课时设计了上述实验报告,许多学生根本不能写出“振动”这个词,许多学生经过细致观察能够写出“上下不停地动”“左右来回不停地动”。个别学生填写的是“震动”,“振动”这一词能填出者几乎没有。正是通过学生的实验报告,我才猛然惊醒,上届的学生岂不是稀里糊涂学了个“振动”,真的有必要清清楚楚明明白白告诉学生何为“振动”,此“振动”非那“震动”。
虽然教科版科学教科书相比原先的人教版自然教材有了一些实验记录的表格雏形,但也有一些内容并无实验报告设计,且由于科学书属于循环使用教材,学生不能在书本上随意填写,所以很多实验报告还需要老师结合学生的需要和实际重新进行设计,这就给科学教师提出了更高的要求。教师在使用实验报告的过程中应注意以下几点:
1.设计的实验报告必须以课本为基础,在尊重符合学生认知规律的前提下,巧妙地将掌握科学的学习方法融入到实验报告中。实验报告要精而细,切忌粗而广,让学生无从下手;不能过于死板,应有让学生发挥自我,创造自我的空间。
2.学生的实验报告教师必须认真批改,及时表扬并作出示范,切忌用后便置之不理。只有这样,学生才会认真对待而不马虎了事。
3.教师要注意案例的积累,多和周边学校的科学教育进行横向联系,这样可减少设计的重复劳动,并在学习其他学校先进经验的基础上不断地加以改进。
愿我们教师都能做一个有心人,让学生更好地掌握科学实验技巧,提高科学素养,为学生今后的可持续发展打下结实的基础。
学校:xx
年(班)级:xx
实验小组成员:xx
实验时间:xx
实验名称:盐到哪里去了
实验器材:玻璃杯2个、锯末、盐、玻璃棒、小勺、记录卡片、水
我的猜测:化在水里了
我这样做:
1、取一勺盐放一杯里。
2、擦擦勺取一些锯末放一杯
3、将两个杯中倒入相同质量的水
。4、用棒搅拌,下数相同
5、观察有什么现象发生
观察到的现象或测量结果:
1、盐不见了。溶解在水里了。在水中变成变成微小的颗粒。
2、锯末浮在水面
我认为:
1、盐不见了。溶解在水里了。在水中变成变成微小的颗粒。
2、锯末浮在水面,没溶解。
授课教师:xx
评定等级:xx
注:
1.本表由学生在实验课上根据实验情况填写送交实验室存放。
2.本表每学期按年级每个实验选样例装订成册存档。
1.实验名称:食盐在水中溶解了吗
实验目的:食盐能否在水中溶解
实验器材:烧杯2个、搅拌棒2根、沙、食盐、水。
实验步骤:
1、取一小匙食盐,放入盛水的烧杯内,用搅拌棒轻轻搅拌。2.观察 实验结果:食盐在水中溶解了
2.实验名称:面粉在水中溶解了吗
实验目的:面粉能否在水中溶解
实验器材:烧杯1个、搅拌棒1根、面粉、水。
实验步骤:
1、取一小匙面粉,放入盛水的烧杯内,用搅拌棒搅拌。
2、你发现了什么?实验结果:面粉在水中没有溶解
3.实验名称:过滤食盐、沙和面粉与水的混合物
实验器材:铁架台1个、漏斗一个、烧杯6个、玻璃棒3根、滤纸三个、(面粉、沙、食盐)溶液三份。
实验步骤:
1、折叠过滤纸放入漏斗中。
2、将漏斗放在铁架台上,漏斗下放好接盛滤液的烧杯。
3、分别倾倒食盐溶液、沙和水的混合物、面粉和水的混合物过滤 4观察比较滤纸。
实验结果:过滤后,食盐没有出现颗粒,沙留在滤纸上,面粉留在滤纸上。
4.实验名称:高锰酸钾的溶解
实验目的:高锰酸钾在水中溶解吗
实验器材:烧杯、高锰酸钾、钥匙、搅拌棒、水。
实验步骤:
1、水里放入几粒高锰酸钾,观察并描述高锰酸钾和水的变化。
2、用搅拌棒搅拌,再观察、描述高锰酸钾和水的变化。
实验结果:高锰酸钾在水中溶解了
5实验名称:观察胶水和洗发液是怎样溶解的实验目的:观察胶水和洗发液是怎样溶解的实验器材:烧杯2个、钥匙、搅拌棒2根、水。
实验步骤:
1、取一小匙胶水或洗发液,倒入盛水的玻璃杯中。
2、先轻轻搅拌,观察有什么现象,再充分搅拌,继续观察。
实验结果:胶水或洗发液在水中溶解了
6实验名称:观察醋、酒精和食用油是怎样溶解的实验目的:观察醋、酒精和食用油是怎样溶解的实验器材:试管3个、醋、酒精、食用油、三支滴管、水。
实验步骤:
1、在三个试管中,各盛约15毫升的水。分别用滴管往试管中加入2毫升醋、酒精 和食用油。充分震荡后,静置一会儿。
2、观察
实验结果:醋和酒精在水中溶解了,食用油不能溶解于水。
7.实验名称:观察食盐和小苏打在水中的溶解能力
实验器材:烧杯2个、2克食盐20包、2克小苏打20包、搅拌棒2根、水。
实验步骤:
1、取一小份食盐加入到盛水的杯中,用搅拌棒充分搅拌。食盐完全溶解后,再 加入第二小份食盐,继续搅拌。食盐再溶解后,再加入第三小份食盐„„直到食盐不能 溶解为止。
2、按照同样方法往另一个盛有水的烧杯中加入小苏打,直到不能溶解为止。实验结果:食盐比小苏打的溶解能力强
8,实验名称:观察气体在水中的溶解能力
实验目的:观察气体在水中的溶解能力
实验器材:汽水、注射器、橡皮塞。
实验步骤:
1、打开汽水用注射器吸出约1/3管汽水,再用橡皮塞封住管口。
2、观察汽水析出的气泡。慢慢地往外拉活塞,再慢慢地往回推,反复3 次.观察
实验结果:气体既能溶解于水,又能从水中析出
9.实验名称:哪一个溶解得快
实验目的:了解影响食盐溶解的方法
实验器材:烧杯2个、搅拌棒1根、热水、冷水、相同克数的食盐4份.实验步骤:
1、将两份食盐分别放入烧杯中,用搅拌棒搅拌其中的一杯水。看哪一杯中的食盐溶解的更快。
2、将剩余两份食盐分别放入烧杯中,看哪一杯中 食盐溶解的更快。实验结果:用搅拌棒搅拌的那杯溶解的快;热水的那杯溶解的快。
10.实验名称:加快方糖溶解的研究
实验目的:搅拌能否加快方糖的溶解速度
实验器材:.筷子、方糖、冷水、热水、烧杯、小刀
实验步骤: 1.在2个烧杯中分别倒入水温相同的100毫升水。2.把2块大小相同的方糖同时放入2个烧杯中。3.把其中一个烧杯中搅拌,另一杯不搅拌。4.观察
实验结果:搅拌能加快方糖的溶解速度
11.实验名称:100毫升水能溶解多少克食盐
实验器材:烧杯1个、搅拌棒1根、水、每份2克食盐
实验步骤:
1、取一份食盐加到盛水的杯中,用搅拌棒充分搅拌。食盐完全溶解后,再加入第二份食盐,继续搅拌。食盐再溶解后,再加入第三小份食盐„„直到食盐不能 溶解为止。
2、记录一共放入了多少份食盐。
实验结果:100毫升水大约能溶解36克食盐。
12实验名称:探究食盐和水会一起蒸发吗
实验目的:探究食盐和水会一起蒸发吗
实验器材:装有食盐水的烧杯1个。
实验步骤:
1、观察放在窗台上装有食盐水的烧杯,你发现了什么?
2、食盐和水会一起蒸发吗?
实验结果:食盐不会随水一起蒸发。
14.实验名称:听听音叉发出的声音
实验目的:听听音叉发出的声音
实验器材:大、小音叉各一个,音叉锤一个。
实验步骤:
1、取其中一种音叉,先轻轻击打,再重一点击打。
2、用同样的力度敲击大小音叉,你发现了什么?
实验结果:轻敲大音叉时,发出的声音弱、低音;重敲大音叉时,发出的声音强、低音。用同样 的力度敲击大小音叉,小音叉发出的声音强。
15.实验名称:使物体发出声音
实验器材:锣、鼓、钢尺、皮筋。
实验步骤:
1、用力按压锣、鼓,锣、鼓然后轻轻击打看能不能发出声音?
2、用力弯曲钢尺,钢尺然后轻轻拨动钢尺,钢尺就能发出声音吗?
3、用力拉伸橡皮筋然后轻轻拨动橡皮筋,橡皮筋能发出声音吗?
实验结果:鼓面、钢尺和橡皮筋发声时都在振动。
16.实验名称:观察发声物体
实验目的:观察发声物体
实验器材:水槽一个、音叉一个、音叉锤一个、水。
实验步骤:
1、在水槽里盛约2/3的清水,用击打过的音叉轻轻触及水面2.观察水面变化。实验结果:水面的波纹是振动的音叉触及水面产生的。
17.实验名称:观察比较声音强弱的变化
实验目的:观察比较声音强弱的变化
实验器材:钢尺
实验步骤:
1、把钢尺的一部分伸出桌面大约10厘米,用一只手压住尺子的一端,另外一只手 拨动尺子的另一端。
2、先轻轻拨动钢尺,观察尺上下振动的幅度,发出的声音强弱
3、再用力拨动钢尺,与前面的实验进行比较
实验结果:轻轻拨动钢尺,尺上下振动的幅度小,发出的声音弱;反之尺子上下振动的幅度大,发出的声音强。
18.实验名称:不同水量的杯子声音高低的变化
实验目的:了解不同水量的杯子声音高低的变化
实验器材:盛有不同水量的相同烧杯4个且标有编号、筷子。实验步骤:
1、用同样的力度敲击标有编号的盛有不同水量烧杯口,记录它们发出的声音。
2、重复实验3次。观察 实验结果:不同水量的杯子声音高低不同
19.实验名称:尺子的音高变化
实验目的:观察尺子的音高变化
实验器材:钢尺一把。
实验步骤:
1、确定尺子伸出桌面部分的长度。
2、用一只手压住尺子的一端,另外一只手拨动伸出桌面部分的顶端。
实验结果:尺子越短,发出的音越高;尺子越长,发出的音越低
20.实验名称:振动物体与声波
实验目的:振动物体与声波的联系
实验器材:音叉一个、音叉锤一个、水槽、水、土电话
实验步骤:
1、仔细观察,振动的音叉是怎样引起水面波动的。
2、拉直土电话“电线”,一名同学在电话线的一端对着话筒小声说话,另外一名 同学在电话线的另一端用听筒听。实验结果:声音以波的形式传播,当声波遇到水时,会使水产生振动。
21.实验名称:声音在不同物体中的传播
实验器材:1米长的铝箔、棉线、尼龙绳、木质米尺;音叉、音叉锤。
实验步骤:
1、找一位同学在材料的另一端倾听,一位同学在一端敲击抵住材料的音叉。
2、仔细听比较铝箔、棉线、尼龙绳、木质米尺传播声音 的效果。
实验结果:声音在四种物质中的传播效果依次是:铝箔、木质米尺、棉线、尼龙绳。23实验名称:鼓膜的振动
实验器材:塑料杯子、气球皮、扎线、音叉、小沙粒
实验步骤:
1、把气球皮蒙在塑料杯子口上,用扎线扎紧。
2、在模拟的“鼓膜”上,放几粒沙。
3、用音叉在“鼓膜”的上方,制造强弱不同的声音。
4、观察音叉发出不同强弱的声音时,“鼓膜”是怎样振动的。
实验结果:当声音大时或声音近时,“鼓膜”振动厉害,当声音小声音远时,“鼓膜”振动微弱
24.实验名称:控制物体发声
实验目的:如何控制物体发声
实验器材:塑料罐、纸、毛巾、棉花、豆子。
实验步骤:
1、在塑料罐里放几粒豆子,做成一个发声罐。
2、用手、纸、毛巾、棉花分别捂住罐口,声音各有什么变化?
实验结果:我们可以通过控制声源和阻碍声音传播的方法来减小噪音
25.实验名称:室内外温度的测量与比较
实验目的:测量室内外温度
实验器材:温度计、线、笔
实验步骤:
1、取一支温度计用线拴好。
2、将温度计悬挂
3、读数。
4、比较。实验结果:室内外温度存在差距,通过对大气温度的测量,可以了解当地的气温。
26.实验名称:气温的测量
实验目的:测量温度的变化
实验器材:温度计
实验步骤:
1、阳光下和背阴处测量温度;
2、测量一天中,清晨、商务、中午、下午、傍晚的气温。
实验结果:
1、阳光下的温度高,背阴处的温度低
2、一天中,中午的时候气温最高,清晨的时候气温最低;
29.实验名称:上肢的运动
实验器材:哑铃。
实验目的:观察上肢的运动
实验步骤:
1、用左手拿起放在地上的哑铃,慢慢地移到胸前。体会在这一动作的全过程中,左上肢是怎样运动的?
2、反复做上述动作,感受骨骼、关节 和肌肉是怎样运动和变化的。实验结果:骨骼、关节和肌肉是协调配合的31.实验名称:呼吸为什么会加快
实验目的:探索呼吸为什么会加快
实验器材:塑料袋
实验步骤: 反复呼吸塑料袋里的空气,过一会,会有什么感觉?
实验结果:在反复的呼吸中,感觉到呼吸越来越困难,最后有一种不舒服的感觉。
32.实验名称:体验心脏的工作
实验器材:洗耳球一个、水槽一个、水
实验步骤:
1、捏住洗耳球,松手时水被吸入塑料管中,这时要马上移开洗耳球,让吸上来的 水流进水盆里。
2、用洗耳球将低处水盆里的水输送到高处的水盆里,看一分钟能吸多少次?输送多少水?
实验结果:
1、发现一分钟能吸55次左右,输送了大约10千克的水。
2、这里的洗耳球相当于心脏,塑料管相当于血管,和心脏的工作相似,只是慢了些。
摘要:科学探究实验是新课程着重介绍的知识点,同时又是当前基础教育课程改革的热点、亮点和难点。本文对科学探究的六大要素逐一加以解释,并以实例说明如何做好科学探究实验及如何做实验报告。
关键词:科学探究 科学探究实验 实验报告 提出问题 猜想和假设 实验方案 数据处理
作为当前基础教育课程改革的热点、亮点和难点,《普通高中物理课程标准》对科学探究提出了明确要求,并指出:“高中物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神。”一般来讲,我们进行科学探究都要遵循以下步骤或流程:
一、提出问题
“现代科学之父”爱因斯坦曾指出:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上的或实验上的技能而已,而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的进步”。
问题是创造的先导,是思维的起点,具有问题意识是一个人有所创新的前提与基础,是否具有问题意识,能否提出有价值的问题,是因循守旧之人与开拓创新之人的分水岭。
我们提出的问题首先应该是科学的,不能反科学或伪科学,而且还必须是有价值的、有意义的、可以探究的、值得探究的。依据学生现有的知识,我们所能提出的问题应根源于生活,但又高于生活,却不能脱离生活和实际经验,提出的问题应在其力所能及范围之内,即有能力应用已有的物理知识,加上部分未知的物理知识,利用科学的方法与思想,或独立或协作地予以解决。
提出问题后我们还必须明确问题,明确问题是为提出假设或大胆猜想奠定基础。从物理学的角度较为明确地阐述该问题。
二、猜想和假设
让学生做假设和猜想,就是根据已有的物理知识和实验经验,对解决问题的方式和问题的答案提出猜想与假设,对实验结果进行预测。
爱因斯坦说过:“想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力却概括世上的一切,推动着科技的进步,并且是知识进化的源泉,严格地讲,想象力是科学研究中的实在因素。”郅庭瑾先生认为,高中生业已具备以理论型为主的抽象逻辑思维能力,具体体现在:
①学生可以通过假设进行思维。按照提出问题、明确问题、提出假设、验证假设的途径,经过一系列的抽象逻辑过程,达到目的。
②学生思维业已具备预设性,在解决问题之前,学生已采取了一定的方式和手段。
③学生思维已渐进形式化。中学生开始逐步地由具体运算思维占优势发展为形式思维占优势,不仅能够进行从特殊到一般的归纳,而且能进行从一般到特殊的演绎。高中生在他们的实践与学习中,已能够完成从具体上升到理论,再由理论指导去获得具体知识的完整过程。
④高中生思维活动中自我意识或监控能力的明显化。
⑤学生思维能跳出旧框框,创造性思维已获得迅速发展,开始追求新颖、独特的东西,形成了自己对事物的独特见解。为此,教师要鼓励学生们大胆猜想,只有想象,才能尽可能多地突破旧有知识的羁索,打破时空的限制,对自己提出的问题尽可能地全方位思考。合理的或大胆的猜想往往闪烁着智慧的火花,无意中的直觉往往可以打开解决问题的大门,激发创造的灵感,发挥自己的想象能力,一种大胆而有根有据的判断往往也可以突破层层迷团,实现探究的目的。
三、制定实验方案
方案是种思想,是个预设,只有经过多次尝试才能完善;方案是盏街灯,是座灯塔,指引着我们有目的有步骤地完成实验或既定目标。方案设计的好坏,直接关系到实验步骤是否井然有序,关系到实验数据是否真实可靠、是否切实可信,关系到实验结论是否有代表性、是否具有普遍性。伽利略理想斜面实验好就好在实验设计的巧妙,设计的合理,设计的浑然天成。为此:
①方案中的仪器应选材合理,便于准备,不能要求过高。在确定实验方案之前,应首先学会正确操作和熟练操作,特别要注意应该注意的事项。
②探究过程应尽量清晰,各步骤间衔接流畅,表格设计合理,应尽可能多地确定实验方案,尽可能多地进行实验,并由此比较各个方案的优缺点,确定最佳方案,同时若其中某个实验被确认失败的话,也可以尽快选择其他实验方案。
四、进行实验
根据实验方案,按照说明书正规操作,操作时应注意安全(包括仪器安全和人身安全),实验中要如实记录数据和实验现象等,利用观察、实验或其他方式方法,多渠道多形式地收集实验数据和信息。
尽可能地收集实验数据与信息,目的是尽量减少偶然误差的干扰。收集到的信息越多,越有利于我们做定性分析;数据越多,越有利于我们做定量的计算。当然,为了更好地逼近实验结论,我们除了实验手段外,还可以从多种信息源上采集和获取信息,以弥补实验手段的不足。
五、数据处理
整理完所收集到的数据与信息后,就要对数据进行分析和处理,“应用科学的思维方法,通过分析和归纳,找出规律,尝试根据实验现象和数据处理得出结论,并对实验结果予以解释和描述”,通过对实验数据的处理,能得到哪些反馈呢?
用自己的语言去总结实验结论时,需要注意的是实验结论一般应具有以下特征:
①条件相当严格,不能任意扩大或缩小;
②实验方法相当完善,当然也有需要进一步完善的地方;
③表述简洁而严明,应尽量用严密且准确的科学术语来描述,且具有相当严谨的逻辑。
六、心得体会
通过实验,汲取失败的教训,积累成功的经验。实验后要提交实验报告,报告中要科学地表述自己的探究思路、过程、方法和结论。踢过足球比赛的大都知道“我们在比赛中,既要注重自己的积极突破,又要注重团队的团结合作”的道理,同样在科学探究实验中,自我自主探究与交流协作也一样重要。在合作中注意既要坚持自己的原则,有自己的思考、有自己的观点、有自己的实验方案,也要能够积极听取他人的建议,尊重他人的意见和成果。只有我们亲身亲历科学探究,才能收获一种习惯,养成一种意识,养育一种能力,这对我们今后无论是学业还是事业都是极其重要的。
下面以“探究加速度与质量、力之间的关系”的实验为例,简要探讨如何进行科学探究和书写实验报告。
实验原理及实验方案:牛顿第一定律告诉我们,力并不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。简而言之,物体运动状态的改变体现在速度的改变上,而速度发生变化就表明物体具有加速度,因此可以说力是使物体产生(或具有)加速度的原因。同是一辆静止的汽车,施加的牵引力越大,至某一速度所需要的时间越短。由此我们不妨假设加速度与力成一次函数a=kf+b,同时假设b=0。假设成立与否,还需要用实验探究和验证。同时,物体的质量越大即惯性越大,物体的运动状态就越难以发生改变,即加速度越小,由此我们不妨假设a=b+1/km,同时假设b=0。由此,我们现在所要探究的加速度是同时与力、质量有关的,那么又有怎样的关系呢?按照哲学上的观点,物体运动状态的变化情况是由合外力(外因)和质量(内因)共同决定的,合外力和质量两个因素统一于影响物体运动状态的改变过程当中,同时又是矛盾的。合外力促使加速度的产生,质量则维持原有状态不变,阻碍加速度的产生。在物理学中我们研究一个物理量同时与两个或多个物理量(或因素)有关的多元问题的基本方法就是控制变量法,即先保持其他物理量(或因素)不变,逐步分析所求物理量与其中某一物理量的关系,而后总结出这几个量之间的关系。因此,我们可以首先固定质量,探究加速度与力之间的关系;而后固定合外力,探究加速度与质量间的关系;最后总结出加速度与合外力、质量的关系。
如果a=k1f成立,反映在a-f图线上就应该是条过原点的倾斜的直线;如果a=k2m成立,反映在a-m图线上就应该是条双曲线,然而真实地判断该图线是否是双曲线是比较复杂的,不过我们可以变换角度,将a与m成反比转化为a与1/m成正比,即反映在a-1/m图线上就是一条过原点的倾斜的直线。但加速度是不易测量的,因此我们需将其转化为位移,而且我们所探求的主要是a与f、m间的关系,从另一个角度也说明无须求解a的实际值。设计实验时使小车做初速度为0的匀加速直线运动,同时将小车放在相同的位置,并同时打开和关闭文件夹使两小车运动的时间相等,由s=at2/2便可得出a1/a2=s1/s2。这样就将加速度转化为位移,以后做就好的多了。
教材给出了实验装置,但不甚好。一方面严格的光滑水平木板是没有的,普通实验室中的木板大都相当粗糙,不符合实验要求;另一方面,若往小盘中放砝码,好多同学放置的大都不是比较均匀,然而这样做很容易带来相当大的误差。改进后的实验装置如下图:
实验器材:上部有凹槽的小车两个,一端带有定滑轮的长直木板两个,大型文件夹一个,砝码若干,勾码若干,细线若干,刻度尺一把。
为记录小车的加速度,我们可以采用打点纸带,同时为避免小车与定滑轮的碰撞,可以在小车后拴两条较长的细线,细线的另一端加以固定。本实验方案舍弃砝码盘,而采用勾码,可以保证拉力在一条直线上,增减勾码即改变了小车受到的拉力。在小车上增减砝码的质量,即改变了小车的质量。
为得到近似光滑的长直木板,我们通常采用平衡摩擦力的方法:不加砝码,不系细线,试探着移动垫木,使放置在斜面上的小车近似做匀速直线运动,此时物体受g、n、f三个力的作用而处于平衡,合力为0,得gx=f,两力的作用效果相互抵消,就相当于f不存在。
自然科学是以实验为基础的学科。实验是人们研究和认识自然的重要方法。因此,在自然科学的教学中,实验也是重要的教学方法之一。通过实验,不仅可以提供学生对科学现象的感性认识,更可以让学生获得初步的实验技能和观察分析问题的能力。
小学科学实验教学的设计是运用系统论的思想和方法,以学习理论、教学理论为基础,计划和安排实验教学的各个环节、要素,以实现教学效果最优化为目的的活动。通过多年来的实验教学实践与思考,我们可以让学生像科学家那样,亲历科学探究的过程,这有利于充分发挥学生的主体作用,让学生积极主动参与到观察、实验等学习活动中去,亲自感知实验所产生的各种现象和变化,提高自行获取知识的能力,而其中比较重要的一个环节就是学生实验报告的设计与记录。在学生实验的过程中,一份好的实验报告设计,就像是一盏明灯,能给学生指引实验的目标、方向,能提供给学生形成结论的分析数据,进而培养学生科学实验的基本素养,使学生的科学实验效果达到最优化。
一、观察实验报告的填写,有利于学生在实验中观察,进一步培养学生实验的责任心和有序观察能力。
教科版四下《油菜花开了》解剖花的实验中,我设计了如下实验报告,在教学中取得了很好的效果。
《解剖花》实验人
花的名称
实验方法:用镊子把花的各部分,从外向里一层层撕下,整齐排列并贴在相应的名称左边,数一数,填在相应的空格上。
个萼片
个花瓣
个雄蕊
个雌蕊
在班级(1)上课时我没有设计实验报告,就按照书本上的要求,先介绍解剖花的方法、花的结构,然后让学生按照书本要求独立解剖油菜花。在实验过程中,学生非常认真,且相当活跃,但检查结果时,学生雌雄蕊不分,萼片、花瓣不分,桌上、地上掉落的都是花瓣,实验效果之不佳显而易见。
后来,我根据班级(1)出现的情况,设计了如上实验报告,实验的效果就相当出色。在这个实验报告中,我并没有限制学生解剖何种花,但学生可以根据实验要求很清楚地完成解剖的任务。充分体现了以教师为主导、学生为主体的课堂教学思想;而且在实验的过程中,桌上有了这份实验报告,便时刻提醒着学生做实验究竟是何目的,做实验时必须仔细观察什么,做实验的观察步骤是什么。在解剖花的过程中,动作快的同学还可在老师的同意下,多取一两张实验报告单,多解剖几种花,因此既避免了学生在一旁闲着无所事事而打闹的局面,又进一步提高了这些学生的科学素质。至于个别有困难的学生,教师可在巡视的过程中随时发现问题并加以辅导,让他们也能够尝到独立成功的喜悦,而避免了跟在其他同学后面蒙混过关的心理,以扎扎实实地学会实验操作要领,进一步巩固课堂知识,很好地培养了学生实验的责任心。
好动、注意力容易分散、自控能力差是小学尤其低中年级学生的特点。他们的神经系统较脆弱,感知事物还比较笼统,观察事物往往只注意大概轮廓与整体形象,不能精确地感知事物,也容易忽略事物的某些细节。他们的感知活动较少受目的控制,较多受兴趣控制。[2]他们选择对象往往从兴趣出发,不按老师的要求去感知。比如,老师要求观察花的形状、结构、颜色,他们却会被叶子上的昆虫所吸引。所以,这部分孩子的感知、观察能力只有在老师的严格要求和训练下才能逐渐培养起来。对三、四年级刚刚起步学习科学的孩子来说,老师如果能够为特定的实验设计好观察实验报告,这对培养孩子的观察事物的责任心和有序观察能力能起到事半功倍的效果。
二、探究实验报告的设计,有利于学生在实验中探究,进一步培养学生独立实验的能力。
教科版四上第3单元《声音是怎样产生的》一课,书前面几个小实验都非常简单,教师如做一个实验讲一个实验,不仅浪费时间,而且学生的主观性不能充分体现出来。为此,我就专门为这课设计了一份实验报告,如下:
实验观察记录表课题声音是怎样产生的
实验
器材
实验步骤
观察现象并记录
归纳共同点
随着科学课程改革的日益发展,科学实验也随之有了较明显的变化,实验的种类日渐繁多,如由验证性实验向探究性实验和应用性实验的逐渐过渡,由定性实验向定量实验的逐渐转变,由课内实验向家庭实验、研究性实验的逐步扩大……在新的形势下科学实验报告应该如何书写呢?不同的年级阶段要求不同,高年级阶段学生要能够自主设计简单的实验报告或撰写科学小论文,不同的实验目的和要求不同,在实验报告的书写内容上应不必强求一致,该繁则繁,该简则简。
一、科学实验报告的书写。
一般情况下化学实验报告是根据实验步骤和顺序从六方面展开来写的:
1.实验名称:即本次实验所要达到的目标或目的是什么,使实验在明确的目的下进行,可避免学生无目的的忙碌。
2.实验日期和实验者:注明实验时间和实验者名字。这是很重要的实验资料,便于老师掌握学生的查找时进行核对。
3.实验器材:写出主要的仪器和药品,应分类罗列,不能遗漏。此项书写可以促使学生去思考仪器的用法和用途、药品的作用,从而有助于理解实验的原理和特点。需要注意的是,实验报告中应该有为完成实验所用试剂的浓度和仪器的规格。
4.实验步骤:根据具体的实验目的和原理来设计实验,写出主要的操作步骤,这是报告中比较重要的部分。此项可以使学生了解实验的全过程,明确每一步的目的,理解实验的设计原理,掌握实验的核心部分,养成科学的思维方法。在此项中还应写出实验的注意事项,以保证实验的顺利进行。
5.实验现象:正确如实地记录实验现象或数据,为表述准确应使用专业术语,尽量避免口语的出现。这是报告的主体部分,对实验现象进行记录,应要求学生即使得到的结果不理想,也不能修改,可以通过分析和讨论找出原因和解决的办法,养成实事求是和严谨的科学态度。
6.实验结论:对于所进行的操作和得到的相关现象运用已知的科学知识去分析和解释,得出结论。这是实验报告的关键所在,有助于学生将感性认识上升到理性认识,进一步理解和掌握科学知识。
二、在实验报告的书写过程中,应注意表达的方式方法。
教师应结合科学实验报告的特点指导学生书写。科学实验报告有如下特点:
1.以说明为主。即实验报告以说明为主,不用像记叙文一样进行生动细致的描写,更不用在说明过程中展开联想或比喻等,要避免主观感受的出现。
2.必须记实,资料客观。实验报告所使用的资料都应是通过实验所观察到的现象和所获得的数据。这些内容应是客观、真实、确切的,不允许有半点虚假。
3.尽量用图解辅助。
图解可以增加实验报告的表达能力,比如实验装置有时较复杂,光靠文字无法完全说明,如果使用图解辅助,加上文字注解,就可以一目了然;图解有时也可以省略繁琐的实验步骤的表达;对于非标准仪器的使用,则必须进行图解说明,使他人对本实验所用仪器能有一个感性认识。
4.表达准确简明。准确,就是按照实验的客观实际,选择合乎科学学科特点的最恰当的词句,科学地表达意思;简明,就是在说明问题时语言简洁明了,避免冗长的句子和啰嗦含糊的表达。教师可以利用书写表达方面的要求训练学生科学语言的表达能力,培养学生严谨的作风,提高科学素养。
三、科学实验报告的书写格式没有固定的要求,可以根据实验类型的不同而不同,教师应鼓励学生根据不同的实验类型设计不同形式的报告。
对于常见的验证性实验,由于实验内容较多且相互间无过多联系,一般可以采用表格形式。表格可以分成三大块:实验步骤、实验现象、结论。
也可以不采用上述表格形式,只需按照实验项目的顺序,罗列成条,完整表述即可。近年来科学课出现了越来越多的探究性实验,这种类型的实验重在综合运用所学的科学知识与技能去解决一些实验问题,因此重点在实验的设计和评价上。实验内容较为单一,只围绕一个主题,但实验各环节联系紧密。这类科学实验的书写格式较为开放,可以采用表格式、罗列式或论文式等。
论文式实验报告要求以论文形式书写实验,除适用于以上实验类型外,更加适用于科学研究性学习的实验以及一些家庭和课外实验。这可以为撰写科学小论文打下一定的基础。教师对论文式实验报告应作细致的说明和指导。
论文式实验报告应包括:
(1)选择该项实验课题的原因。
(2)实验采用的方法。
(3)实验设计依据的原理。
(4)实验步骤和实验记录。
(5)实验结果及分析。
(6)实验结论。
(7)实验评价和改进。
(8)实验体会。
对于论文式实验报告,学生必须认真阅读课本,还应查找资料才能完成,任务较为繁重,因此教师在教学中应有选择性地去采用这种实验报告形式。
总之,对科学实验报告在内容和书写格式上加以改进,不仅可以提高学生总结和表达的能力,还可以使其发挥更大的功用。没有固定的格式,可以限制学生的抄袭,促进其进行独立思考和写作,提供给学生自由思维的空间,提高学生分析解决问题的能力和勇于创新的精神,这些都是学生通过科学课的学习所应具备的基本科学素养。
队鼓、上有少许豆粒、小槌
用槌把队鼓敲响
现象:小豆
说明:鼓发声时鼓面
在这个实验过程中,学生根据实验报告的要求便可独立完成实验,也不受限制,多余时间可多做一遍,多研究一遍。
在课堂实验中,教师一般都喜欢采取边讲边实验的方式。教师一边讲解实验的原理和操作要领,一边示范过程,学生一边听,一边看,仿照教师的示范进行实验,学生在同一时间内做同一实验步骤,要求一致,步调一致,课堂次序较易把控。但这种方式下,学生做实验比较被动,不能充分发挥学生的主动性和创造性,不利于培养学生独立思考的能力,也不利于培养学生的独立工作能力。如果能培养学生进行独立实验,则能取得边讲边实验的方法所无法得到的效果。但如果由学生自己独立实验,教师则不易控制纪律,往往无法达到预定目标。在这课中,我设计了以上实验报告后,实验目的、注意事项学生一目了然,学生完全能够独立完成整个实验。这样,不仅培养了学生独立思考的能力,还可以培养学生独立工作的能力,并让学生在实验中总结规律。
三、探究实验报告的设计,有利于学生在实验中探究,进一步培养学生的科学探究能力。
科学探究是科学学习的中心环节。科学探究不仅可以使小学生体验到探究的乐趣,获得自信,形成正确的思维方式,而且可以使他们识别什么是科学,什么不是科学。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动,必须紧密结合科学知识的学习,通过动手动脑、亲自实践,在感知、体验的基础上,内化形成,而不能简单地通过讲授教给学生。③在小学阶段,对于学生的探究要求虽然不高,但如果教师在教学和学生实验的过程中,有意识地把探究的全过程或部分过程经过实验报告的填写、设计由扶到放地反复训练,那么学生对整个探究过程的基本方法便能初步地掌握,这便进一步提高了学生的科学探究能力。
科学探究的过程一般有以下八个要素:1.提出问题2.猜想与假设3.制定计划4.观察、实验、制作5.搜集整理信息6.思考与结论7.反思与评价8.表达与交流。[3]而一份较完整的实验报告一般包括以下这些部分:1.实验内容2.实验目的3.实验器材4.实验方法5.实验结果6.问题与讨论。将科学探究的实施和实验报告的填写两者相结合,老师在教学时就可以有意识地从扶到放来培养学生自主探究能力。以教科版四下三食物单元《面包发霉了》为例来设计:
问题的提出
霉菌的生长与有关吗?
霉菌的生长与有关吗?
猜想与假设
霉菌的生长与温度有关,温度高容易霉菌长得快。
制订实验计划
进行实验
实验方法:
相同条件:两块同样大小的面包,挑同样多少的菌丝,同时滴上10滴水,放入相同的保鲜袋扎紧。
不同的条件:一块放在厨房任一地方,一块放入冰箱
实验方法:
记录实验数据
第1天:
第2天:
第3天:
……
第1天:
第2天:
第3天:
……
结论
如果说“面包的发霉与温度有关”这一探究实验老师需要扶着走,那么另一个问题“面包的发霉与水有关吗?”学生完全可以模仿老师给出的模式自己来进行实验。这不仅能让孩子清晰地了解整个探究的过程,了解了探究的一般步骤,也教给了孩子科学的探究方法,今后再遇到相类似的科学探究问题完全能独立地运用所学的方法去解决,从而进一步提高了学生的探究能力。
四、实验报告的设计与填写,有利于学生在实验中创新,进一步培养学生创造能力和创新精神。
教科版5上《蚯蚓的选择》这一课中,设计了如下实验报告:
实验验证
蚯蚓适宜生活在
明亮还是阴暗的地方
潮湿还是干燥的地方(自己设计)
实验用品准备
一长方形纸和内涂黑,将盒低挖掉一半,贴一块透明塑料薄膜,一块黑湿布,5条蚯蚓。
实验环境准备
桌上铺一块黑湿布,布上放5条蚯蚓,用盒罩住,使蚯蚓在明暗交界处
观察记录
蚯蚓爬向的地方。
(选择:(1)明亮(2)黑暗)
蚯蚓数量:高处暗处
(填“=”“”“”
得出结
论
蚯蚓适宜生活在环境中
以上实验说明:蚯蚓适宜生活在、的环境中。
这张实验报告我重点设计了验证“蚯蚓适于生活在明亮的环境还是阴暗的环境”这一环节。上课前一天我便把实验报告发下去,学生可根据实验报告的要求自行先准备实验材料,而且还可自己设计验证“蚯蚓适于生活在潮湿还是干燥的地方”实验所需的材料,而后根据上课的实验结果进一步验证自己实验设计的正确性,或存在哪些方面的不足,如何改正。通过多次实验,学生自行设计实验的能力大大加强,学生的创造能力也得到进一步的发展。
五、学生实验报告的填写,还便于教师掌握信息反馈,进而针对性地进行辅导。
仍以《声音是怎样产生的》为例。第一年带学生时并没有准备实验报告,因此,在问及学生声音产生时皮筋和鼓有何新的现象,学生均能回答出“震动”。我以为学生所说的“震动”便是我想传授的“振动”,想当然地就写了“振动”两个字,便以为学生都理解了。第二年再上这课时设计了上述实验报告,许多学生根本不能写出“振动”这个词,许多学生经过细致观察能够写出“上下不停地动”“左右来回不停地动”。个别学生填写的是“震动”,“振动”这一词能填出者几乎没有。正是通过学生的实验报告,我才猛然惊醒,上届的学生岂不是稀里糊涂学了个“振动”,真的有必要清清楚楚明明白白告诉学生何为“振动”,此“振动”非那“震动”。
虽然教科版科学教科书相比原先的人教版自然教材有了一些实验记录的表格雏形,但也有一些内容并无实验报告设计,且由于科学书属于循环使用教材,学生不能在书本上随意填写,所以很多实验报告还需要老师结合学生的需要和实际重新进行设计,这就给科学教师提出了更高的要求。教师在使用实验报告的过程中应注意以下几点:
1.设计的实验报告必须以课本为基础,在尊重符合学生认知规律的前提下,巧妙地将掌握科学的学习方法融入到实验报告中。实验报告要精而细,切忌粗而广,让学生无从下手;不能过于死板,应有让学生发挥自我,创造自我的空间。
2.学生的实验报告教师必须认真批改,及时表扬并作出示范,切忌用后便置之不理。只有这样,学生才会认真对待而不马虎了事。
3.教师要注意案例的积累,多和周边学校的科学教育进行横向联系,这样可减少设计的重复劳动,并在学习其他学校先进经验的基础上不断地加以改进。
愿我们教师都能做一个有心人,让学生更好地掌握科学实验技巧,提高科学素养,为学生今后的可持续发展打下结实的基础。
一、指导思想
以培养小学生科学素养为宗旨,积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动,培养他们的好奇心和探究欲,发展他们对科学本质的理解,使他们学会探究解决问题的策略,为他们终身的学习和生活打好基础。
二、学生情况分析
1、学生整体学习兴趣高,比较认真,但缺乏灵活性、学习习惯较差。不善于设法自主去获取知识并在生活中灵活运用知识。因而学生对基础知识的掌握往往只停留在了解上,理解不甚深刻,运用能力差。
2、已有知识、经验:学生由于各种条件的限制,科学常识比较缺乏,科学探究能力和意识不强。家长们偏重于语、数、英教学,使学生没有多少时间和机会接触大自然,更没有得到大人和老师及时、周到的指导,使学生没能很好地在观察、实验、调查等实践活动中获取知识、发展能力、培养思想情感。
3、 儿童心理分析:在小学阶段,儿童对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望,他们乐于动手操作具体形象的物体,而我们的科学课程内容贴近小学生的的生活,强调用符合小学生年龄特点的方式学习科学,学生必将对科学学科表现出浓厚的兴趣。
三、教材分析
本册教材着重培养和训练学生整理信息的能力。围绕“生命世界”、“物质世界”开展探究活动。安排了“植物的一生”、“翩翩雌与雄”、“位置与运动”、“力与运动”、“物质的变化”、“整理信息,让我们发现更多”六个主题单元,共设计了44个活动。
“植物的一生”:根据植物一生所经历的过程安排教学内容,通过种植、观察、记录、整理信息等活动,使学生了解植物一生所经历的过程,发现植物生长变化规律。
“翩翩雌与雄”:教材以植物的繁殖与动物的繁殖、有性繁殖与无性繁殖两条主线安排教学内容。引领学生通过观察、实验、阅读活动了解生物繁殖的方式。对于本单元教学内容的探究方式以接受式探究为主。
“位置与运动”:通过观察、描述、游戏、实验、测量、统计分析等活动,引领学生发现:描述物体位置时需要用到参照物、方位和距离3个因素;描述物体的运动需要用到参照物、位置、方向和快慢(速度)
“力与运动”:首先通过游戏、体验等活动使学生感受到在生活中力无处不在;然后通过试验、游戏、测量、统计等活动指导学生认识弹力、重力、摩檫力。
“物质的变化”:首先在帮助学生建立物质的变化分为可逆的变化与不可逆的变化的概念;然后指导学生认识有些变化产生了新物质,渗透化学变化的概念;最后,综合前面所学进行应用,同时渗透物质守恒的原理。
“整理信息,让我们发现更多”:回顾本学期整理资料的活动,归纳总结整理资料的方法。激励学生在后继的探究活动中继续应用这些方法整理信息。
四、教学目标
1、培养学生科学的思维方法,努力发展学生解决问题的能力,使得学生们在日常生活中亲近科学、运用科学,把科学转化为对自己日常生活的指导,逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯;
2、了解科学探究的过程和方法,让学生亲身经历科学探究的全过程,从中获得科学知识,增长才干,体会科学探究的乐趣,理解科学的真谛,逐步学会科学地看问题、想问题;
3、继续指导、引导学生学习运用假设,分析事物之间的因果关系,注重观察实验中的测量,特别是控制变量、采集数据,并对实验结果作出自己的解释,学习建立解释模型,以验证自己的假设。
4、保持和发展对周围世界的好奇心与取知欲,形成大胆细心、注重证据、敢于质疑的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感;
五、基本措施
1、把科学课程的总目标落实到每一节课;
2、把握小学生科学学习特点,因势利导;
3、用丰富多彩的亲历活动充实教学过程;
4、让探究成为科学学习的主要方式;
5、树立开放的教学观念;
6、悉心地引导学生的科学学习活动;
7、各班建立科学学习合作小组,让学生在相互交流、合作、帮助、研讨中学习。
六、教学进度表
周 次 教 材 内 容第一周播撒希望的种子第二周小苗快快长 第三周开花结果
第四周花开花落为哪般
第五周
第六周
第七周
第八周
第九周
第十周
第十一周
第十二周
第十三周
第十四周
第十五周
第十六周
第十七周
第十八周
第十九周
第二十周
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