什么是科學探究第1頁，課件共38頁，創作于2023年2月新課程學習方式自主學習合作學習探究學習其核心是探究學習，因此如何在課堂教學中體現探究學習，是新課程課堂教學的最重要的課題之一。第2頁，課件共38頁，創作于2023年2月什么是探究？按照我國的（漢語大詞典）的解釋，探究是指“探索研究”，即努力尋找答案、解決問題。大體上可將其分為廣義和狹義兩種。廣義的探究泛指一切獨立解決問題的活動。人們通常所說的追根究底、好奇、好問，企圖自己弄清事理，實際上是廣義探究的日常表現。它既指科學家的專門研究，也指一般人的解決問題的活動；既包括成人那種深思熟慮式的“思想實驗”，又包括兒童那種嘗試錯誤性的摸索或探索；既有自覺的，又有自發的；既可能是新穎獨創的，又可能是模仿的。可以說，廣義的探究傾向是人類的天性，人皆有之。第3頁，課件共38頁，創作于2023年2月“探究是人類尋求信息和理解的一般過程”

——美國學者韋爾奇什么是科學探究？“科學探究是一種系統的調查研究活動，其目的在于發現并描述物體和事物之間的關系。其特點是采用有秩序的和可重復的過程；簡化調查研究對象的規模和形式；運用邏輯框架作解釋和預測。探究的操作活動包括觀察、提問、實驗、比較、推理、概括、表達、運用及其它活動。”

——彼得森第4頁，課件共38頁，創作于2023年2月科學探究的基本特征1.學習者圍繞科學性問題展開科學活動。2.學習者獲取可以幫助他們解釋和評價科學性問題的證據。3.學習者要根據事實證據形成解釋，對科學性問題做出解釋。4.學習者通過比較其他可能的解釋，特別是那些體現出科學性理解的解釋，來評價他們自己的解釋。5.學習者要交流和論證他們所提出的解釋。●探究就是在學生好奇心驅使下，以問題為主導的，讓學生參與、體驗、思考，然后針對問題尋求可能解釋的形式多樣的活動。第5頁，課件共38頁，創作于2023年2月科學探究的本質科學探究在本質上是科學家用來解決自然領域或科學問題的一種思維方式。它追求知識的確鑿性，即對任何理論不輕信盲從，不迷信權威，而是用證據來證明。與其他形式的思維相比，科學思維具有廣闊性、深刻性、獨立性和敏捷性等特點。正因為科學思維具有這些特點，它才能揭示客觀世界中紛繁復雜現象的本質，發現它們之間的相互關系，掌握自然發展的規律。第6頁，課件共38頁，創作于2023年2月科學探究的過程科學探究是一種過程，有一定的活動程序或階段。盡管科學有許多門類，科學家都有各自的研究領域，不同科學家研究問題的方式、途徑和手段也有所不同，因而不存在統一的研究模式，但無論他們從事哪一門類或哪一領域的研究，從發現問題到解決問題，都要大體上經過這樣一些類似的活動過程或階段：觀察現象、提出問題，建立假設，制定研究方案，檢驗假設，作出結論等。一般認為伽利略是科學探究的鼻祖。案例：伽利略對落體運動的探究第7頁，課件共38頁，創作于2023年2月科學探究的技能探究活動除了遵循一定的步驟外，還要采用一系列的方法。科學探究所使用的方法即科學方法，又常被稱為科學過程技能或探究技能。關于探究技能的種類，目前尚無統一看法。為使大家有個初步認識，這里僅列出目前學術界比較公認的若干種過程技能第8頁，課件共38頁，創作于2023年2月1．觀察

包括通過感官和憑借儀器設備兩方面。要進行研究必須先占有資料，而要獲得可靠的資料就需要作觀察。不進行觀察或缺乏觀察技能，就不能獲得有價值的科學事實。在科學研究活動中，科學家必須親自動手作直接的觀察，以便取得第一手資料。俄國生理學家巴甫洛夫十分重視觀察在科學研究中的作用，寫下了“觀察、觀察、再觀察”的座右銘。案例：李政道與費米第9頁，課件共38頁，創作于2023年2月2.分類這是將觀察到的事物加以整理的過程，分類后有利于作進一步觀察。科學家為了使調查研究條理化，創造了種種分類的方法。可以說，早期的生物學實際上就是在分類的基礎上形成的。第10頁，課件共38頁，創作于2023年2月3．應用數數學知識指把觀察所得的結果用精確的數學關系表達出來。運用數學語言來描述和分析資料，既省事又能說明問題。所以科學家常常從事計算、測量、制圖、列方程式等工作。運用尺子、天平、溫度計、量杯等有助于獲取準確的研究資料，復雜的測量涉及到高度精密的儀器，需要對儀器的誤差加以計量和校正。也就是我們常說的實驗操作技能。4．測量第11頁，課件共38頁，創作于2023年2月5．應用空間與時間關系

指使觀察對象在時空架構中獲得定位，包括對形狀、距離、運動和速度的研究及應用等。確切的說就是要學會描述對象的的各種狀態。就是將觀察的結果呈現出來，方式包括數字、圖表。圖片或語言文字等。6．整合表述第12頁，課件共38頁，創作于2023年2月

7.預測和推斷預測和推斷有聯系，但不是一回事，推斷是在事實的基礎上面，對事實之間的聯系（可以是因果聯系、整體與部分的聯系）所作出的一種判斷、一種解釋。預測是推斷的一種高級形態，是根據已知的經驗對未知事物所做的一種推斷。第13頁，課件共38頁，創作于2023年2月

8.綜合的過程技能—識別與控制變量

8.綜合的過程技能—形成和驗證假設

8.綜合的過程技能—下操作性定義

老師們可能對“下操作性定義”這個詞不很熟悉。我們在每做一個實驗時，都要對所做的實驗進行界定，這個界定就是我們對該實驗所下的操作性定義。例如做擺的實驗，在驗證擺線的長短與擺的快慢有關時，我們會在實驗步驟里這么描述：“取50厘米長的繩子一根，取100厘米長的繩子一根……”這個“取50厘米長的繩子一根，取100厘米長的繩子一根……”就是我們對當下所做實驗下的（操作性）定義。第14頁，課件共38頁，創作于2023年2月科學探究的方法1.提問法

2.發現法（1）純粹的發現：學習者在活動中自主的發現過程。如在玩磁鐵的過程中，學生們會有很多的發現，不但發現磁鐵可以吸鐵，還可以隔著書吸，隔著水杯也可以吸；如果把條形磁鐵調一個頭，它們不僅不吸了，而且還相斥，所以，孩子們在玩磁鐵的過程中可能會有一種純粹的發現。

（2）指導下的發現。當我們希望學生們都具備某種經驗時，可以采用指導下的發現。比如當孩子們并沒有知道磁鐵還可以隔著水杯對鐵起作用時，老師們可以建議學生們這樣去試試看，這就是指導下的發現。第15頁，課件共38頁，創作于2023年2月

3.實驗法。

這才是嚴格意義上的探究。科學實驗的步驟有假說預測、設計方案、數據搜集、數據分析、解釋結論等，實驗法實際上就是敘述你認為正確的東西，并找到一種方法來檢驗你正確的敘述，這是嚴格意義上的實驗。4.研究法研究法有一定的程序，也要搜集數據，但是沒有假設，也沒有變量。比如說：我們想知道“月相是怎么變化的”，我們可以去觀察，每天記錄，有一定的數據，最終我們可以總結出結論。第16頁，課件共38頁，創作于2023年2月【生物重演律】(胚胎發育)種細胞成熟體(物種進化歷程的重演)探究的目的第17頁，課件共38頁，創作于2023年2月【教學重演律】(教學過程)未知真知(人類認識歷程的重演)第18頁，課件共38頁，創作于2023年2月

“在教一個科學的分支(或一個理論.一個概念)時,我們應該讓孩子重蹈人類思想發展中的那種最關鍵的步子,當然我們不應該讓他們重蹈過去的無數個錯誤,而僅僅是重蹈關鍵性步子.”

波利亞:

第19頁，課件共38頁，創作于2023年2月讓學生重演物理知識的發生過程◆充分還原稀釋——讓學生體驗物理概念的形成過程

◆堅持延遲判斷——讓學生探尋物理規律的發現過程◆滲透思想方法——讓學生參與物理實驗的設計過程◆注重過程分析——讓學生親歷物理問題的解決過程

◆介紹物理學史——讓學生了解物理科學的進化過程第20頁，課件共38頁，創作于2023年2月創設情景抽象加工鞏固深化感知材料形成表象分析比較抽象概括變式遷移完善結構〖物理概念教學〗（具體）（抽象）（具體）如何在教學中運用探究第21頁，課件共38頁，創作于2023年2月猜想假設應用延伸〖物理規律教學〗提出課題總結規律推理論證實驗檢驗實驗觀察分析歸納(演繹法)(歸納法)第22頁，課件共38頁，創作于2023年2月

《普通高中物理課程標準（實驗）》指出了教學中的科學探究的以下幾個要素：提出問題、猜想與假設、設計實驗和進行實驗（收集證據）、分析論證、評估、交流與合作。一個教學片斷只要包含一兩個這樣的要素，這段教學就有了科學探究的精神。〖物理實驗教學〗第23頁，課件共38頁，創作于2023年2月〖物理實驗教學〗驗證性與探究性（心理活動不同）已知的知識未知的知識第24頁，課件共38頁，創作于2023年2月研究性學習是體現探究能力培養的最好方式。在上個世紀六、七十年代就風靡美國，它有一個別稱：做中學。但是研究性學習的開展需要有很好社會價值觀、評價體系、物質條件以及操作者的教育理念、教育水平做支撐。否則很難真正的貫徹落實下去。〖研究性學習〗第25頁，課件共38頁，創作于2023年2月提出問題猜想和假設制定計劃與設計實驗評估分析與論證根據原有經驗和知識去推測問題背景中的有關質疑揭示新的事實與原有認知之間的矛盾

教師可提出研究方案的樣例研究問題進行實驗與收集證據信息、資料的收集，實驗儀器的使用教師指導與學生自我評價描述、比較、處理信息有自我評估的意識交流與合作要求不一定統一嘗試對事物的因果關系、規律性做出解釋用簡潔的語言陳述探究結果勇于修證研究方案〖探究性學習〗第26頁，課件共38頁，創作于2023年2月開展研究性學習必要的條件1.要有先進的教育理念支撐。2.有堅實的社會基礎作保證。3.有充分的時間給學生操作。4.有可觀的評價和鼓勵機制。5.要有持之以恒的敬業精神。第27頁，課件共38頁，創作于2023年2月對探究的幾個誤區的理解

1.逢課必究、唯究是從表現：八股式的課堂教學、教條化的評課標準創設情景提出問題分組討論大膽猜想設計實驗探究新知分析現象體驗感悟歸納總結交流評價課外實踐發展個性第28頁，課件共38頁，創作于2023年2月探究只是課堂教學的策略之一而不是全部。探究能力只是學生能力一部分而不是全部。傳統的學習方式基本是“老師講，學生聽，學生練”。不應該全盤否定過去，今后老師還要講，學生還要聽、還要練；但是在講、聽、練的過程中提倡“獨立思考，同伴交流，師生互動”。教科書的作用之一是引導課程方向，包括對學習方式的引導。

第29頁，課件共38頁，創作于2023年2月探究活動是多角度的，應該順其自然的、行云流水般的滲透在教學活動的每一個環節中。探究能力不是教出來的是潛移默化中培養出來的并不是每堂課都適合探究，也不是每堂課都必須探究.堂堂究課時不夠。既然是探究就可能走彎路甚至走錯路，必須有充足的時間準備，和失敗的心理準備。評價的標準不應該是結果的完美。第30頁，課件共38頁，創作于2023年2月2.探究并不一定要做實驗有的老師認為探究離不開實驗，所以所有的探究都是以實驗為依托。這是對探究理解的偏差。科學探究不僅是一種教學方式，它還是一種教學內容，學生除了在探究中學習怎樣進行探究外，還可以通過科學前輩們的工作——“了解歷史”學習科學探究。也就是說，在物理課程中學生要學習怎樣進行科學探究。

學——做——做中學第31頁，課件共38頁，創作于2023年2月【案例】熱輻射和量子論（選修3-5第28頁）教材在這一節中簡要回顧了歷史上最早提出量子論的以下過程：黑體輻射→經典電磁學→矛盾→普朗克假設→推理（數學）→驗證學生可以從中體會科學探究的要素、科學探究的精神。這也是科學過程與科學方法的教育。這類教學內容主要是讓學生了解、體會前輩的探究過程，并不要求學生復述，也沒有必要考查。第32頁，課件共38頁，創作于2023年2月3.作秀——形式主義很多老師為了營造探究的氛圍，做了大量的鋪墊。但是往往忽視了學生頭腦中的現有經驗，降低了教學效率。同時也降低了學生的興奮度。這是形式主義的“探究”，不會達到預期的教學效果。第33頁，課件共38頁，創作于2023年2月4.規律的應用與規