小学科学教师实验设计能力课件.ppt
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- 小学 科学 教师 实验设计 能力 课件
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1、小学科学教师实验设计能力小学科学教师实验设计能力提升策略提升策略 一一.小学科学实验的统计和分类小学科学实验的统计和分类二二.教师实验设计能力提升策略教师实验设计能力提升策略三三.小学科学常用仪器使用秘诀小学科学常用仪器使用秘诀小学小学科学教师实验设计能力提升策略科学教师实验设计能力提升策略一一.小学科学实验的统计和分类小学科学实验的统计和分类二二.教师实验设计能力提升策略教师实验设计能力提升策略三三.小学科学常用仪器使用秘诀小学科学常用仪器使用秘诀小学小学科学教师实验设计能力提升策略科学教师实验设计能力提升策略1.激发学生的学习兴趣激发学生的学习兴趣 2.创设良好的学习情境创设良好的学习情境
2、 3.帮助学生掌握科学研究的基本过程帮助学生掌握科学研究的基本过程 4.培养学生的初步研究能力和创新能力培养学生的初步研究能力和创新能力 5.促使学生更有效地掌握知识促使学生更有效地掌握知识科学实验在小学科学课中有着极为重要的作用。科学实验在小学科学课中有着极为重要的作用。青岛小学科学青岛小学科学3-6年级上、下册大约有多少个实验?年级上、下册大约有多少个实验?以以 为样本作不完全统计:为样本作不完全统计: 小学科学小学科学3-6年级上册、下册实验数量统计表年级上册、下册实验数量统计表册数册数合计合计三上三上10+2三下三下12+5四上四上18+2四下四下13+2五上五上16+2五下五下13+
3、2六上六上13+2六下六下8+131123243335台东六路小学编制的实验目录台东六路小学编制的实验目录如如“观察一棵树观察一棵树”,不仅属观察实验,同时也属分组实验。,不仅属观察实验,同时也属分组实验。我们不得不思考:小学科学实验,到底该怎么分类呢?我们不得不思考:小学科学实验,到底该怎么分类呢?小学科学实验分类小学科学实验分类注:以上分类参考甘雪梅注:以上分类参考甘雪梅小学科学实验的分类与教学应对小学科学实验的分类与教学应对一文一文分类标准分类标准实验类别实验类别实验环境实验环境实验目的实验目的1.实验室实验实验室实验 2.自然态实验自然态实验1.探索性实验探索性实验 2.验证性实验验证
4、性实验实验数据实验数据实验方式实验方式1.定性实验定性实验 2.定量实验定量实验1.演示实验演示实验 2.分组实验分组实验实验作用实验作用1.析因实验析因实验 2.对照实验对照实验 3.模拟实验模拟实验小学科学实验分类小学科学实验分类根据实验环境分根据实验环境分1实验室实验实验室实验 科学教学中,我们组织学生在实验室里,通过各种实验器材科学教学中,我们组织学生在实验室里,通过各种实验器材人为地控制或改变实验对象的状态或条件,对研究对象开展有人为地控制或改变实验对象的状态或条件,对研究对象开展有目的、有计划地考察实践活动,就是实验室实验。目的、有计划地考察实践活动,就是实验室实验。 2自然态实验
5、自然态实验 自然态实验就是指研究对象处于自然环境中和自然状态下,自然态实验就是指研究对象处于自然环境中和自然状态下,对其进行观察的实践活动。科学教材中的种植饲养活动就是要对其进行观察的实践活动。科学教材中的种植饲养活动就是要求在自然的状态下进行实验。求在自然的状态下进行实验。观察一棵树观察一棵树 种植辣椒种植辣椒 太阳能热水器太阳能热水器 霉菌观察霉菌观察马铃薯沉浮马铃薯沉浮 校园植物大搜索校园植物大搜索 观察北极星观察北极星阳光下影子阳光下影子 小学科学实验大多数是实验室实验。小学科学实验大多数是实验室实验。小学科学实验分类小学科学实验分类根据实验目的分根据实验目的分 1探索性实验探索性实验
6、 实验者在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、实验者在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动。从分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动。从学生的认知角度出发,大量的实验结果以及发现对于世界来说学生的认知角度出发,大量的实验结果以及发现对于世界来说是已知的,但对学生来说是未知的。是已知的,但对学生来说是未知的。 2验证性实验验证性实验 对研究对象有了一定的了解,并形成了一定认识或提出了某对研究对象有了一定的了解,并形成了一定认识或提出了某种假说,为了验证这种认识或假说是否正确而进行的实验,就种假说,为了验证这种认识或假说
7、是否正确而进行的实验,就是验证性实验。验证性实验基本上都是在分析猜想之后,为了是验证性实验。验证性实验基本上都是在分析猜想之后,为了得到验证时进行的实验。得到验证时进行的实验。 观察一棵树观察一棵树 种植辣椒种植辣椒 太阳能热水器太阳能热水器 霉菌观察霉菌观察马铃薯沉浮马铃薯沉浮 校园植物大搜索校园植物大搜索 观察北极星观察北极星阳光下影子阳光下影子 小学科学实验分类小学科学实验分类探索性实验探索性实验与与验证性实验验证性实验的比较的比较 比较内容比较内容探索性实验探索性实验验证性实验验证性实验概念描述概念描述探究研究对象的未知性质,了探究研究对象的未知性质,了解它具有怎样的组成、有哪些解它具
8、有怎样的组成、有哪些属性和变化特征,以及与其他属性和变化特征,以及与其他对象或现象的联系。对象或现象的联系。对研究对象有了一定了解,并形对研究对象有了一定了解,并形成了一定认识或提出了某种假说,成了一定认识或提出了某种假说,为验证这种认识或假说是否正确。为验证这种认识或假说是否正确。实验目标实验目标 获取知识和技能,发展科学探获取知识和技能,发展科学探究能力,培养情感体验。究能力,培养情感体验。 训练实验技能,验证基本理论原训练实验技能,验证基本理论原理。理。 重点关注重点关注不仅关注正确的实验结果,更不仅关注正确的实验结果,更重要的是使学生经历获得实验重要的是使学生经历获得实验结果的探究过程
9、结果的探究过程 。注重探究的结果注重探究的结果(事实、概念、事实、概念、理论理论),而不是探究的过程。,而不是探究的过程。 教学模式教学模式 问题假说问题假说实验事实实验事实推理和推理和判断判断验证假说验证假说结论结论应用应用 问题问题原理原理结论结论实验证明实验证明应用应用 时间安排时间安排往往安排在概念、原理的学习往往安排在概念、原理的学习之前,以此推动对化学概念和之前,以此推动对化学概念和原理的讨论。原理的讨论。 一般伴随对概念、原理进行分析、一般伴随对概念、原理进行分析、讨论或者在学完某一知识点之后讨论或者在学完某一知识点之后进行。进行。小学科学实验分类小学科学实验分类同一个教学内容,
10、因为教师的教学理念不同,就会导致出现不同一个教学内容,因为教师的教学理念不同,就会导致出现不同的实验类别,下面就以同的实验类别,下面就以“显微镜的使用显微镜的使用”实验为例加以说明。实验为例加以说明。教法一:先让学生认识显微镜的结构,再由教师详细讲解操作教法一:先让学生认识显微镜的结构,再由教师详细讲解操作步骤,学生按照正确的实验步骤进行操作,及时解决实际操作步骤,学生按照正确的实验步骤进行操作,及时解决实际操作中出现的各种问题,最后进行练习巩固。中出现的各种问题,最后进行练习巩固。 教法二:学生认识显微镜,根据部位、形状和功能进行命名。教法二:学生认识显微镜,根据部位、形状和功能进行命名。然
11、后教师指出实验注意事项,让学生进行实验操作找出物象,然后教师指出实验注意事项,让学生进行实验操作找出物象,并要求学生写出找到物象的步骤。接着小组交流、班级讨论,并要求学生写出找到物象的步骤。接着小组交流、班级讨论,怎样才能最快地找到物象,在此基础上概括出科学操作方法。怎样才能最快地找到物象,在此基础上概括出科学操作方法。教法一和教法二属什么类型的实验?教法一和教法二属什么类型的实验?在日常教学中,你会选择或倾向哪种教法?说说你的理由。在日常教学中,你会选择或倾向哪种教法?说说你的理由。 教法一:教法一:验证性实验验证性实验教法二:教法二:探索性实验探索性实验小学科学实验分类小学科学实验分类根据
12、实验数据分根据实验数据分1定性实验定性实验 判断研究的对象具有哪些性质,判断某种物质的成分,了解判断研究的对象具有哪些性质,判断某种物质的成分,了解其结构或者鉴别某种因素是否存在,以及某些因素之间是否有其结构或者鉴别某种因素是否存在,以及某些因素之间是否有某种关系的实验。一般说来,某种关系的实验。一般说来,定性实验是测定物质的性质,即定性实验是测定物质的性质,即有或没有,存在或不存在。有或没有,存在或不存在。2定量实验定量实验 为了对研究对象的性质、组成及影响因素有深入的认识,从为了对研究对象的性质、组成及影响因素有深入的认识,从而对它们之间的数量关系所进行探究,揭示各因素之间数量关而对它们之
13、间的数量关系所进行探究,揭示各因素之间数量关系的实验。一般说来,系的实验。一般说来,定量实验是测定物质性质的大小,即有定量实验是测定物质性质的大小,即有多少,有多强。多少,有多强。 小学科学实验分类小学科学实验分类一杯水能溶解多少食盐一杯水能溶解多少食盐 摆钟每分钟摆动的次数摆钟每分钟摆动的次数 测试纸拱的承重能力测试纸拱的承重能力物体在水中是沉还是浮物体在水中是沉还是浮 研究光的传播路线研究光的传播路线 观察比较生、熟马铃薯观察比较生、熟马铃薯 观察花岗岩观察花岗岩 拉力大小对小车运动的关系拉力大小对小车运动的关系 定性定性实验实验定量定量实验实验研究物体滚动和滑动的摩擦力研究物体滚动和滑动
14、的摩擦力 小学科学实验分类小学科学实验分类根据实验方式分根据实验方式分1演示实验演示实验 教师演示实验过程,展示实验现象,引导学生观察、思考、教师演示实验过程,展示实验现象,引导学生观察、思考、分析,得出实验结论。必要的话也可以由个别学生来演示。分析,得出实验结论。必要的话也可以由个别学生来演示。2分组实验分组实验 以小组为单位,小组成员共同参与有效合作,制定实验方案以小组为单位,小组成员共同参与有效合作,制定实验方案和步骤,亲身经历实验探究,并在此基础上概括出实验结论。和步骤,亲身经历实验探究,并在此基础上概括出实验结论。 在实际教学中,选择演示实验还是分组实验,要根据教学思在实际教学中,选
15、择演示实验还是分组实验,要根据教学思路、教学对象和教学环境等方面进行具体分析,并不是说把路、教学对象和教学环境等方面进行具体分析,并不是说把演示实验改成分组实验就是探究式教学。演示实验改成分组实验就是探究式教学。 小学科学实验分类小学科学实验分类根据实验作用分根据实验作用分1析因实验析因实验 由已知结果去寻找其产生结果的原因而设计和进行的实验。由已知结果去寻找其产生结果的原因而设计和进行的实验。 2对照实验(对比实验)对照实验(对比实验) 为了弄清楚影响事物的内外因素与事物本身的关系,除了对为了弄清楚影响事物的内外因素与事物本身的关系,除了对试验所要求研究因子或操作处理外,其他因素都保持一致,
16、并试验所要求研究因子或操作处理外,其他因素都保持一致,并把实验结果进行比较,这种实验为对照实验。把实验结果进行比较,这种实验为对照实验。3模拟实验模拟实验 在研究工作中,由于研究对象不能或不允许进行实验,为了在研究工作中,由于研究对象不能或不允许进行实验,为了取得对研究对象的认识,可以通过在模型上进行实验,或者模取得对研究对象的认识,可以通过在模型上进行实验,或者模仿实验的某些条件进行的实验。仿实验的某些条件进行的实验。小学科学实验分类小学科学实验分类对照实验对照实验与与对比实验对比实验的区别和联系的区别和联系 实际教学中,强调的是实验设计的基本原则和对变量的控制等实际教学中,强调的是实验设计
17、的基本原则和对变量的控制等基本要素,不应过多分析某个实验是对照实验还是对比实验,基本要素,不应过多分析某个实验是对照实验还是对比实验,讨论这些名称并没有太多的实际意义。对于学生来说,因知识讨论这些名称并没有太多的实际意义。对于学生来说,因知识有限,对照实验在一定的条件下也可以认为是对比实验。有限,对照实验在一定的条件下也可以认为是对比实验。 大多数情况下,如果只有一组实验,不足以说明该变量是影响大多数情况下,如果只有一组实验,不足以说明该变量是影响实验结果的唯一因素,这时,需要设置一个未施加这种因素而实验结果的唯一因素,这时,需要设置一个未施加这种因素而已知的实验结果作为对照,以明确这种因素所
18、起的作用,这就已知的实验结果作为对照,以明确这种因素所起的作用,这就是是对照实验对照实验。通常,一个对照实验分为实验组和对照组,实验。通常,一个对照实验分为实验组和对照组,实验组是指接受实验变量处理的对象组。组是指接受实验变量处理的对象组。 如果并不知道两组(或多组)实验中的自变量对实验结果所造如果并不知道两组(或多组)实验中的自变量对实验结果所造成的影响,需要通过实验来进行确定,此时就可以称这些实验成的影响,需要通过实验来进行确定,此时就可以称这些实验为为对比实验对比实验,对比实验也可称为相互对照实验。,对比实验也可称为相互对照实验。一一.小学科学实验的统计和分类小学科学实验的统计和分类二二
19、.教师实验设计能力提升策略教师实验设计能力提升策略三三.小学科学常用仪器使用秘诀小学科学常用仪器使用秘诀小学小学科学教师实验设计能力提升策略科学教师实验设计能力提升策略科学探究是科学学习的核心科学探究是科学学习的核心,而要完成科学探究的目标势,而要完成科学探究的目标势必要借助各种形式的科学实验。实验设计在科学探究中就必要借助各种形式的科学实验。实验设计在科学探究中就像一根栋梁,起着承上启下的重要作用。像一根栋梁,起着承上启下的重要作用。实验设计实验设计:指人们为了进行某种观测、探究实验前的方案、策划等,指人们为了进行某种观测、探究实验前的方案、策划等,它包括人们在实验前对要达到的目的而提出采取
20、的方法、它包括人们在实验前对要达到的目的而提出采取的方法、途径,以及根据实际选择合适的工具、仪器,实验过程需途径,以及根据实际选择合适的工具、仪器,实验过程需要记录的数据、对实验结果的预测,实验数据的处理方法要记录的数据、对实验结果的预测,实验数据的处理方法等等。等等。实验设计能力实验设计能力:运用已学过的测量仪器和实验方法以及有关的知识,按要运用已学过的测量仪器和实验方法以及有关的知识,按要求设计实验方案,测定相关数据、研究科学现象或探索科求设计实验方案,测定相关数据、研究科学现象或探索科学规律的能力。学规律的能力。 教师实验设计能力提升策略教师实验设计能力提升策略完整的实验设计方案包括完整
21、的实验设计方案包括研究的问题、猜想与假设、实验目研究的问题、猜想与假设、实验目的、实验要求、实验器材与用具、变量控制、补充说明、实的、实验要求、实验器材与用具、变量控制、补充说明、实验结果预测、实验过程、实验结论验结果预测、实验过程、实验结论等内容。等内容。实验名称(研究问题)实验名称(研究问题)实验目的实验目的实验器材实验器材实验步骤实验步骤实验记录单实验记录单现象和结论现象和结论备注(注意事项)备注(注意事项)小学科学课小学科学课实验设计实验设计基本样式基本样式实验设计和实验计划是不是一回事?实验设计和实验计划是不是一回事?实验设计实验计划实验设计实验计划 实验设计实验计划实验设计实验计划
22、实验设计实验设计实验计划实验计划 实验设计实验计划实验设计实验计划实验名称(研究问题)实验名称(研究问题)实验目的实验目的实验器材实验器材实验步骤实验步骤实验记录单实验记录单现象和结论现象和结论备注(注意事项)备注(注意事项)实验设计基本样式实验设计基本样式实验计划基本样式实验计划基本样式今天我阐述的实验设计,是教师层面对某一实验的综合策划,今天我阐述的实验设计,是教师层面对某一实验的综合策划,不等同于科学书上的学生实验计划,它的内涵更为丰富不等同于科学书上的学生实验计划,它的内涵更为丰富一切兼有可能一切兼有可能1.有利于理解教材中实验的设计思想,充分挖掘实验的教学有利于理解教材中实验的设计思
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