科学观察和科学实验
- 格式:pdf
- 大小:1.38 MB
- 文档页数:25
科学观察与实验的基本方法科学观察与实验是科学研究的基础,它们通过观察和实验来获取、验证和探索科学知识。
在教学中,我们应该培养学生科学观察与实验的能力,帮助他们掌握基本的观察与实验方法,从而提高他们的科学素养。
一、科学观察的基本方法科学观察是通过对现象和事物的仔细观察来获取信息和数据的过程,下面介绍一些科学观察的基本方法:1.用眼观察:利用眼睛观察事物的外貌、颜色、形状、大小等特征。
要求学生观察时要集中注意力,仔细观察,尽量减少主观臆断。
2.用耳观察:通过听觉来观察事物的声音、声调、音量等特征。
可以利用听力实验装置或者语音示范等方式进行观察。
3.用鼻观察:通过嗅觉来观察事物的气味、味道等特征。
可以通过实验室中的化学试剂、食物等进行观察。
4.用手触摸:通过触觉来观察事物的温度、质地、触感等特征。
可以用手指触摸物体的表面,通过感受来进行观察。
5.用口品尝:通过味觉来观察食物的味道、辣度、酸甜等特征。
可以利用实验室中的食品样品进行品尝。
二、科学实验的基本方法科学实验是通过人为操作来控制和改变事物的条件,以观察和研究事物的性质、规律等的过程,下面介绍一些科学实验的基本方法:1.目的确定:明确实验的目的和研究的问题,从而确定实验的步骤和方法。
2.条件设定:根据实验目的,设置实验所需的条件和变量,包括自变量、因变量和控制变量。
3.实验步骤:根据实验设计,依次进行实验步骤,记录实验操作和观察结果。
4.数据采集:进行实验时,要仔细记录实验数据,包括观察数据、测量数据等。
5.结果分析:对实验数据进行整理和分析,根据实验结果得出结论。
6.实验评价:对实验进行评价,包括实验的准确性、可靠性、重复性等方面的评价。
三、培养科学观察与实验能力的方法为了培养学生的科学观察与实验能力,我们可以采取以下方法:1.示范引导:教师可以通过展示实物、图片、视频等方式,引导学生进行观察,同时解释观察中需要注意的事项。
2.实验探究:让学生亲自动手进行实验,培养他们的实际操作能力和科学思维能力,激发他们的兴趣。
五年级科学的科学实验和观察一、科学实验1.实验基本操作:了解实验的基本步骤,掌握实验仪器的使用方法,熟悉实验数据的记录和处理。
2.实验设计:学习如何设计一个科学实验,包括确定实验目的、选择实验材料、设计实验步骤等。
3.实验安全:了解实验室安全常识,掌握实验中如何保护自己和他人的方法。
4.实验现象的观察与分析:学会观察实验现象,并能对现象进行分析,得出合理的结论。
二、科学观察1.观察方法:学习不同的观察方法,如直接观察、间接观察、比较观察等。
2.观察工具:了解并掌握使用各种观察工具,如放大镜、显微镜、望远镜等。
3.观察记录:学会用文字和图片记录观察到的现象,并进行整理和分析。
4.观察报告:学会撰写观察报告,明确观察目的、观察内容、观察结果等。
三、实验与观察的应用1.探究能力:通过实验和观察,培养发现问题、分析问题、解决问题的能力。
2.创新能力:在实验和观察过程中,学会运用科学方法,提出新的观点和设想。
3.团队合作:学会与同学合作进行实验和观察,共同完成任务,培养团队精神。
4.科学素养:通过实验和观察,提高对科学的兴趣和热情,培养科学思维和科学态度。
四、常见实验和观察主题1.植物的生长:观察植物的生长过程,了解植物的根、茎、叶、花、果实等结构。
2.动物的习性:观察不同动物的生活习性,了解它们的特点和适应环境的能力。
3.简单的机械:通过实验了解简单的机械原理,如杠杆、滑轮等。
4.天气和气候:观察天气变化,了解气候特点,学会预测天气。
5.物理现象:通过实验观察物理现象,如磁铁、电流、光学等。
6.化学变化:观察化学反应过程,了解化学变化的特点和条件。
7.人体生理:了解人体基本生理功能,如心脏、肺、消化系统等。
8.地球和宇宙:观察地球和宇宙现象,了解宇宙的奥秘。
以上是关于五年级科学的科学实验和观察的知识点总结,希望对您有所帮助。
习题及方法:1.习题:设计一个实验,验证水的沸腾点。
答案:准备一个锅和适量的水,将锅放在火上加热,用温度计测量水的温度,记录水开始沸腾的温度。
科学实验与观察课实验操作与科学观察科学实验与观察是培养学生科学素养和科学探究能力的重要课程。
实验操作和科学观察是科学实验与观察课的基础环节,通过实际操作和观察现象,学生可以深入理解科学原理和科学方法,提高他们的实践能力和科学思维能力。
本文将介绍科学实验与观察课的实验操作和科学观察的重要性,以及如何进行科学实验与观察课的实验操作和科学观察。
一、实验操作的重要性科学实验与观察课的实验操作是学生获取科学知识和科学能力的重要手段。
通过实验操作,学生可以亲自动手进行实验,实际感受和观察现象,从而加深对科学原理的理解。
实验操作不仅可以提高学生的动手能力,还可以培养他们的观察力、思维能力和解决问题的能力。
实验操作可以激发学生对科学的兴趣和好奇心,激发他们主动学习科学的积极性。
二、科学观察的重要性科学观察是科学实验与观察课的另一项重要内容。
通过观察现象,学生可以发现问题、提出假设、验证实验结果,进而加深对科学原理的理解。
科学观察不仅可以培养学生的观察力和感知能力,还可以提高他们的数据分析和问题解决能力。
科学观察能够让学生从实践中获得实际经验,有助于他们形成准确的科学概念和科学思维方式。
三、科学实验与观察课的实验操作在进行科学实验与观察课的实验操作时,首先需要明确实验的目的和方法。
通过设定明确的实验目标,学生可以更好地引导实验操作和科学观察。
实验方法的设计应该科学合理,能够满足实验目的的要求。
在进行实验操作时,学生需要按照实验步骤进行,确保实验数据的准确性和实验结果的可靠性。
实验操作过程中,学生需要注意实验器材的使用和实验条件的控制,确保实验操作的安全和科学性。
四、科学实验与观察课的科学观察在进行科学观察时,学生需要有敏锐的观察力和细致入微的观察态度。
观察时,学生应该注意观察对象的特征和现象的变化,将观察到的数据记录下来。
观察数据的记录可以采用表格、图表等形式,以便于数据的整理和分析。
观察过程中,学生需要保持客观公正的态度,避免主观臆断和偏见对观察结果的影响。
科学学习简单的科学实验和观察方法科学学习是培养学生科学素养、触类旁通的关键环节。
了解科学实验和观察方法不仅能够提高学生的实践动手能力,还能够培养学生的观察力和探究精神。
下面介绍几种简单的科学实验和观察方法,帮助学生更好地理解科学知识。
实验方法一:测量重力加速度实验材料:一个小球、一根绳子、一个定点实验步骤:1. 将绳子的一端系在定点上,将小球系在绳子的另一端,使它悬在空中;2. 拉起小球,让它沿着绳子旋转,然后松手;3. 观察小球旋转过程中的运动情况;4. 多次进行实验,记录下小球旋转的时间。
实验原理:小球沿绳子旋转的运动是由于重力加速度的作用。
通过观察小球旋转的时间,可以计算出重力加速度的大小。
观察方法一:观察水的沸腾现象观察材料:一个锅、水、火源观察步骤:1. 将水倒入锅中;2. 放置锅在火源上,加热水;3. 观察水从无热现象到开始冒泡,再到沸腾的整个过程;4. 记录下观察时间和现象。
观察原理:水在加热的过程中,会先出现小气泡,逐渐增多,形成沸腾。
通过观察水的沸腾现象,可以了解到水的沸点和水的加热特性。
实验方法二:测量光的折射实验材料:一个玻璃杯、水、一根笔实验步骤:1. 将玻璃杯放在桌上;2. 在玻璃杯中注入水,约半杯即可;3. 将笔插入水中,观察水中笔的形象;4. 慢慢将笔向一侧倾斜,观察水中笔的变化;5. 记录下观察到的现象。
实验原理:光在从一种介质进入另一种介质时会发生折射。
通过观察水中的笔的形象变化,可以了解光的折射现象。
观察方法二:观察植物生长变化观察材料:一小盆土、一颗植物种子、适量的水观察步骤:1. 将土放入小盆中,埋下植物种子;2. 每天给植物适量的水;3. 观察植物的生长变化,包括根的生长、茎的伸长、叶片的展开等;4. 记录下观察到的植物生长变化。
观察原理:植物生长是一个复杂的过程,通过观察植物生长变化可以理解植物的生长规律和对外界环境的响应。
总结:科学实验和观察方法是学习科学的重要途径之一。
科学实验进行有趣的科学实验和观察活动有趣的科学实验和观察活动不仅可以帮助我们加深对科学原理的理解,还可以培养我们的观察力和动手能力。
下面是一些有趣的科学实验和观察活动。
1.汽水和薄荷酒精火箭实验材料:一个空的饮料瓶、汽水、薄荷酒精、一块纸、一块火柴。
步骤:1)把火柴从火柴盒中取出,然后用力撞击一下火柴盒底部,使火柴头与火柴盒侧面断开。
2)把薄荷酒精浸湿纸。
3)把汽水倒入空饮料瓶中,剩下的空间不要超过三分之一4)把薄荷酒精浸湿的纸片夹在火柴头和饮料瓶口之间。
5)把纸点燃,然后迅速将瓶口放在地面上。
观察:当纸片点燃时,汽水中的二氧化碳气体逐渐增多,空气压力逐渐增大,最终使得火箭从饮料瓶射出。
2.用鸡蛋探究表面张力材料:一个鸡蛋、盐、水、一张纸。
步骤:1)在一个宽而足够深的容器中,加入足够的水。
2)慢慢加入盐,直到饱和(无法再溶解更多盐为止)。
3)将鸡蛋轻轻放入容器中,观察鸡蛋浮在水面上。
4)将纸稍微弯曲,然后用一根筷子轻轻地把纸放在鸡蛋上。
观察:当纸放在鸡蛋上时,纸不会沉入水中,而是浮在鸡蛋上方。
这是因为盐水中的高浓度盐改变了水的表面张力,使得鸡蛋不再下沉。
3.用生活用品制作闪电球材料:一个厕纸芯、铝箔、一根铜线、一个LED灯泡、一个电池、一段电线。
步骤:1)把厕纸芯塞满铝箔,形成一个圆柱体。
2)在厕纸芯的一端剪一个小洞,把铜线穿过洞口,在内侧焊接住。
3)把LED灯泡的两根引线分别焊接在铝箔和铜线上。
4)把电池用电线串联起来,然后把铜线接触到电池的正负极。
观察:当铜线与电池接触时,电流通过铜线和铝箔,产生的磁场使得LED灯泡发光。
这些有趣的科学实验和观察活动不仅可以增加我们的科学知识,还能培养我们的观察力和动手能力。
同时,通过这些实验,我们可以更好地理解科学原理并将其应用到日常生活中。
小小科学家进行有趣的科学实验和观察科学是一门充满乐趣和惊喜的学科,对于小小科学家们来说,进行有趣的科学实验和观察不仅可以增加知识,还能培养他们的观察能力和创造力。
在这篇文章中,我们将探讨小小科学家可以进行的一些有趣实验和观察。
实验一:水与油的分离材料:一杯清水、一些植物油、一个小水槽或盆子、一只勺子、一张纸巾。
步骤:1. 将一杯清水倒入小水槽或盆子中,水的高度约为盆子的一半。
2. 在清水上面倒入一层植物油,油的高度约为水面的一半。
3. 用勺子轻轻搅拌一下水和油的界面,观察一段时间。
观察结果:经过一段时间的观察,我们可以发现水和油并没有混在一起,而是分成了两层。
水沉在下层,油则浮在水上面。
实验二:蜡烛的燃烧材料:一支蜡烛、一把打火机或火柴、一只香炉或盘子、一杯水。
步骤:1. 将蜡烛插入香炉或盘子中,确保蜡烛的底部稳固。
2. 点燃蜡烛顶部的蜡芯,提供足够的空间让火焰燃烧。
3. 用一杯水将蜡烛周围的空气湿度增加。
观察结果:当蜡烛点燃后,我们可以看到蜡烛会产生明亮的火焰,并且燃烧出热空气,这时我们在蜡烛周围增加湿度,会发现烟雾会减少并且呈现出奇妙的形状。
观察一:树叶的变化材料:一些树叶、一本笔记本或纸张、一支铅笔或钢笔。
步骤:1. 在笔记本或纸张上画上一个大圆圈,作为观察记录的区域。
2. 随机选择一片树叶放在圆圈内,用铅笔或钢笔仔细描绘树叶的形状、纹理和颜色。
3. 将树叶放在一个安静的地方,观察一段时间,每天继续记录树叶的变化。
观察结果:随着时间的推移,我们可以观察到树叶会逐渐干燥、变色甚至腐烂。
这个实验可以帮助小小科学家们了解树叶的生命周期以及植物的自然变化。
观察二:各种材料的浮沉材料:一些不同种类的材料,如钢铁、木头、塑料、泡沫等,一个大碗或盆子,一些水。
步骤:1. 将大碗或盆子填满水。
2. 将不同种类的材料一个个放入水中,观察每种材料的浮沉情况。
观察结果:我们可以观察到不同种类的材料会有不同的浮沉特性。
常见的科学实验和观察方法科学实验和观察是探索未知、验证假设、获取知识的重要手段。
在各个科学领域,都有着一系列常见且有效的实验和观察方法,帮助科学家们揭示自然的奥秘,推动科学的进步。
一、对照实验对照实验是科学研究中最常用的方法之一。
它通过设置实验组和对照组,在其他条件相同的情况下,只改变一个变量,来观察这个变量对实验结果的影响。
例如,在研究某种药物对疾病的疗效时,将患者分为两组,一组服用药物(实验组),另一组服用安慰剂(对照组)。
在实验过程中,两组患者的年龄、性别、病情严重程度等因素都尽可能保持一致。
经过一段时间的观察和检测,比较两组患者的病情变化,从而判断药物是否有效。
对照实验能够有效地排除其他因素的干扰,准确地揭示出所研究变量与结果之间的因果关系。
二、模拟实验当直接进行实际实验存在困难或不现实时,模拟实验就派上了用场。
比如,要研究地球的气候变化,由于时间跨度长、影响因素复杂,难以在现实中进行完整的实验。
这时,科学家们会利用计算机模型来模拟地球的气候系统,输入不同的变量和参数,观察气候的变化情况。
模拟实验可以帮助我们在一定程度上预测和理解复杂系统的行为,为实际问题的解决提供参考。
三、观察法观察法是直接通过感官或借助仪器对研究对象进行观察和记录的方法。
在生物学中,观察动物的行为、植物的生长过程;在天文学中,通过望远镜观察天体的运动和形态;在物理学中,观察实验现象等,都属于观察法的应用。
观察法要求观察者具备敏锐的观察力和准确的记录能力。
同时,为了确保观察的准确性和客观性,有时需要多个观察者进行独立观察,并对结果进行比较和验证。
四、抽样调查当研究对象数量庞大时,采用抽样调查的方法可以节省时间和资源,同时也能获得具有代表性的结果。
例如,要了解一个城市居民的健康状况,不可能对所有居民进行检查。
可以随机抽取一定数量的居民作为样本,对他们的健康指标进行检测和分析,从而推断出整个城市居民的健康水平。
抽样调查需要遵循科学的抽样原则和方法,以保证样本的代表性和可靠性。
科学观察和科学实验
观察实验中的认识论问题
察实验论负荷
z观察和实验的理论负荷
z观察的客观性
z观察实验中的机遇问题
z耳听为虚
z眼见为实?z海市蜃楼
z筷子放入水中
察论系
z1、观察与理论的关系
z两种对立的观点:培根以来的归纳主义者——独立于理论之外的纯粹的观察,只有经过这种纯粹的观察才能形成理论
有经过这种纯粹的观察才能形成理论;
z波普尔、汉森(N.R.Hanson)、库恩
(T.Kuhn)等人——否认有纯粹的中性的观察
存在,明确地提出观察渗透理论。
存在,明确地提出“观察渗透理论”。
观察渗透理论
z观察渗透着理论
观察不是纯粹的生理反映观察受理论的z观察不是纯粹的生理反映,观察受理论的影响和支配,不同理论观点的人对同一对象会形成不同的观察结果
观察过程是一个物理过程和心理过程的结z观察过程是个物理过程和心理过程的结
合过程。
观察者用已有的概念框架去观察感觉材料
z观察者用已有的概念框架去观察感觉材料。
观察渗透理论
z观察渗透到理论
因为观察不仅是接收信息的过程同时也是加工z因为观察不仅是接收信息的过程,同时也是加工信息的过程。
其次是因为观察陈述是用科学语言表述出来的z其次是因为观察陈述是用科学语言表述出来的,而科学语言总是与特定的科学理论联系着。
z理论在观察中既起着“定向”作用,引导观察者
有选择地接收外界信息;又起着“加工改造”作用,帮助观察者理解观察到的究竟是什么。
用帮助观察者解观察到的究竟是什么
z一儿曰:“日初出大如车盖,及日中则如
为者小者大乎
盘盂。
此不为远者小而近者大乎?”
z
一儿曰:“日初出沧沧凉凉,及其日中如儿曰“日初出沧沧凉凉及其日中如探汤。
此不为近者热而远者凉乎?”
z 爱因斯坦:“是理论决定我们能够观察到爱因斯是论决定我们能够观察到的东西”,“只有理论,即只有关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象推论出基本现象。
”
中性的观察不存在完全依赖于理论的观z 中性的观察不存在,完全依赖于理论的观
察也是没有的。
肯定观察渗透理论但不能随意夸大理论z 肯定观察渗透理论,但不能随意夸大理论对观察的影响。
观察对象是客观的。
仪器的干扰和心理错觉
z问题:实验者从测量系统中获得的信息是否表征着客体的“真实”状况?对测量结果的意义的解释?
释?
z无论在宏观还是在微观领域,都存在仪器干扰研究对象的现象(例如电路中测量电压或电流),那么,所谓“原有”、“自在”或“本来”状态究竟如何?只能是不断逼近客观本来面貌的过程。
或者说,我们测量的其实是研究对象与特定测量系统相互作用的特性表现。
心理压力测试图
心理错觉——两可图
观察的客观性
通过观察实验所获得的科学事实是否具有客观z通过观察实验所获得的科学事实,是否具有客观性?
如何保证观察的客观性?(问题的转换人对对z如何保证观察的客观性?(问题的转换:人对对象——人与人,形成科学规范)
)实验结果可以用某种标准的方法进行重演
z(1)实验结果可以用某种标准的方法进行重演;(诺贝尔奖的要求)
z(2)科学观察要求以正确反映客观事物本质的理
论为指导;
)使用先进的观测技术和观测仪器(精度)z(3)使用先进的观测技术和观测仪器;(精度)z(4)科学工作者要有严谨求实的作风。
观察中的机遇问题
年家凯库
z1864年冬的某一天,德国化学家凯库勒坐在壁炉前打了个瞌睡原子和分子们开始在壁炉前打了个瞌睡,原子和分子们开始
在幻觉中跳舞,一条碳原子链像蛇一样咬住自己的尾巴,在他眼前旋转。
猛然惊醒之后,凯库勒明白了苯分子是一个环。
所有的证据都表明苯分子非常对称
有的证据都表明苯分子非常对称,6个碳原
子和6个氢原子完全对称地排列、形成稳定的分子。
此前几十年间,人们一直不知道它的结构。
2月化学王国的宪法元素周期律当
z1869年2 月,化学王国的宪法--元素周期律。
当
时已经发现了63种元素,科学家无可避免地要想到,自然界是否存在某种规律,使元素能够有序
到自然界是否存在某种规律使元素能够有序
地分门别类、各得其所?35 岁的化学教授门捷
列夫苦苦思索着这个问题,在疲倦中进入了梦乡。
在梦里他看到一张表,元素们纷纷落在合适的格
子醒来后他刻下了个表的设计
子里。
醒来后他立刻记下了这个表的设计理念:
元素的性质随原子序数的递增,呈现有规律的变
化。
门捷列夫在他的表里爲未知元素留下了空位,后来,很快就有新元素来填充,各种性质与他的来很快就有新素来填充各种性质与他的
预言惊人地吻合。
复活节星期天之前的夜晚奥地利生物学z1921年复活节星期天之前的夜晚,奥地利生物学家洛伊从梦中醒来,抓过一张纸迷迷糊糊地写了些东西,倒下去又睡着了。
早上6点钟,他突然想些东西倒下去又睡着了早上点钟他突然想
到自己昨夜记下了一些极其重要的东西,却怎麽也看不明白自己写的是些什麽鬼画符。
z幸运的是,第二天凌晨3点,逃走的新思想又回来了,它是个实验的设计方法,可以用来验证洛了,它是一个实验的设计方法,可以用来验证洛
伊17年前提出的某个假说是否正确。
z洛伊赶紧起床,跑到实验室,得出神经并不直接作用于肌肉,而是通过释放化学物质来起作用,并使洛伊获得1936年诺贝尔生理学和医学奖。
并使伊获得年贝
科学观察中的机遇
溴年法家
z溴元素的发现:1826年法国化学家巴拉尔在从海藻提取碘时意外发现母液底部总是沉着一层深褐色且带有刺鼻气味的液体
射线
z1895年德国伦琴发现X射线;
z1928年美国弗莱明发现青霉素;
z巴斯德:“在观察的领域里,机遇只偏爱那种有准备的头脑。
那种有准备的头脑”
z阿基米德吃饭时,还在火盆的灰烬里面各种几何图形洗澡时则用擦身用的油在身种几何图形,洗澡时则用擦身用的油在身
上画图,满脸乐陶陶的神情,真像诗神附
体样。
古罗马历史学家曾这样描述阿基体一样古罗马历史学家曾这样描述阿基米德:他整天都像被他所钟情的妖魔迷住了一样,对饮食和自己的身体全不关心。
了样对饮食和自己的身体全不关心
z现代生态学之父动物行为学家罗伦兹对动物形为产生了极大兴趣。
他整日忘情地与蛙、鸭、猴、产生了极大兴趣他整日忘情地与蛙鸭猴
狗及其它动扬厮混在一起,甚至还学会了一些动物的“语言”。
他对动物行为的观察研究如痴如醉。
醉。
z16世纪一个生活贫困的科学家-帕利栖迷恋瓷漆烧法的实验,因买不起木炭,他把家中的椅子、桌法的实验因买不起木炭他把家中的椅子桌
子、木床全都劈掉放进炉子里烧,急得他的妻子
直喊救命。
z牛顿由于迷恋自己的实验,有一次竟然把怀表当鸡蛋煮了
法国昆虫学家法布尔对昆虫十分迷恋经常z法国昆虫学家法布尔,对昆虫十分迷恋,经常,一动不动地躺在野处,任凭蚊虫咬,为的是观察
昆虫的习性。
他为了捉一只小虫子常常跟着虫子昆虫的习性他为了捉一只小虫子常常跟着虫子到外奔跑。
当地老百姓称他是“中了邪的人”。
他常常用观察昆虫的眼光打量人,甚至见了法国国王也不例外。
z丁肇中博士留美学习期间,清灯寒窗苦中乐。
由
于他对核物理事业的热爱,在搞实验时,他月以
两天两夜甚至天夜守在仪器旁急切地希两天两夜,甚至三天三夜守在仪器旁,急切地希望发现他所需要探索的东西。