科学探究的要素

1． 什么是科学探究？

科学探究是指人们通过一定的过程和方法对客观事物和现象进行探索、质疑和研究。

现代教育科学使用的“科学探究”一词往往具有两个层面上的涵义：一是科学探究活动，二是科学探究技能。

科学探究活动又可以区分为科学家（泛指一切科学工作者）的科学探究活动和学生的科学探究活动。两者在对象、方法和结果上存在差异。

科学家科学探究活动的对象是人类未知的，方法既规范严谨又富于创新，结果往往可以深化人类对客观现实的认知并改善人类的生活质量。杂交水稻之父袁隆平教授的工作就是科学家科学探究活动的典型。

学生科学探究活动的对象通常只是学生自己未知的，方法比较简单，而且需要教师的帮助，结果一般只能提高学生对某个事物、某种现象的认识，在教师的引导下这样的结果也可以用来改善学生的生活质量。例如，学生通过制作土电话、进行发声实验等活动，了解声音在不同物质中的传播情况，进而讨论减小噪音和保护听力的方法，如轻声关门、不大声喧哗、在吵闹场所捂住耳朵等等，不仅有助于自己的听力安全，而且有利于公共环境减少噪音污染。像“声音的传播和噪音的控制”这样的学生科学探究活动，其结果对学生而言是新颖的，但却是人类早已知晓的。

但是我们也应该看到，学生的科学探究活动与科学家的科学探究活动又有其共同之处：两者在过程或程序上是一致的！任何科学探究活动都包括如下一些基本步骤，即：A.提出问题／明确问题；B.猜想与假设结果；C.制定计划并通过观察、制作、实验等手段来搜集并整理有关信息和证据；D.得出结论；E.表达与交流探究结论。科学家要通过这些步骤去发现真理；学生也能通过这些步骤去接近真理。

科学探究技能是指使人能够顺利完成科学探究活动的动作方式或操作顺序。显而易见，科学家的探究技能总体上优于学生的探究技能。但是学生时代掌握的探究技能为日后的探究技能发展奠定了基础。更有意义的是，掌握了初步的科学探究技能的学生，不必等到日后，现在就可以开始探究并解决生活中遇到的一些问题，在实践中进一步发展探究技能。

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精品 科学探究的基本过程的七个要素

科学探究的基本过程主要有以下七个要素：

第一要素是提出问题。也就是探究什么，针对什么现象设问。如在探究物质密度的实验中，首先针对自然界中存在的各种物质，有些物质体积相同，质量却不同；而有些物质，体积大小不同，质量却相同，提出设问。

第二要素是猜想与假设。实质上就是引导学生根据生活经验对提出的问题进行猜想。根据新的课程理念，学生的生活经验也是重要的课程资源，所以应让学生大胆猜想。对第一要素中提出的现象，学生可能猜想是不是与物质本身的某种特性有关呢？如果能找出表示这种特性的方法，可能会找出问题的答案。另外，既然涉及到体积和质量，进一步猜想：1.同一种物质单位体积的质量是否相同？2.不同物质单位体积的质量是否相同？

第三要素是制定计划与设计实验。这一环节是教学的核心。教师启发学生讨论、思考，让学生理解实验研究方案，积极投入探索学习。根据前面的猜想，学生讨论后设计如下的探究方案：1.选体积、质量不同的水、铜、铁三种物质作为探究对象；2.选用天平、量筒、刻度尺等作为探究工具；3.分别测量三种物质的体积和质量；4.求出质量与体积的比值，进行比较。

第四要素是进行实验与收集数据。在实验中加强实验规范操作、安全操作的指导，实验数据及时填入记录表中。

第五要素是分析与论证。实质就是对探究的数据进行描述，对探究现象归纳总结的过程。学生通过对记录表中数据的计算、分析、比较后很容易得到这样的结论：1.对水这种物质，质量与体积的比值总相同；对铜这种物质，质量与体积的比值也总相同；对铁这种物质，质量与体积的比值还总相同；2.但是，对水、铜、铁这三种不同的物质，单位体积的质量却不相同。因此，恰好是单位体积的质量反映了物质本身的一种特性。在学生已获得上述结论的基础上告诉学生：在物理学中，正是用某种物质单位体积的质量来反映物质的这种特性，叫做这种物质的密度。用公式表示为：ρ=mv。

一、科学探究概述

科学探究是指通过自然科学原理和方法，利用科学知识、科学工具和科学技术进行研究和实践的过程。科学探究具有探究性、实践性和合作性，是培养学生科学素养和科学精神的有效途径。科学探究通过问问题、设计实验、观察、记录、分析数据、得出结论的一系列过程，培养学生独立思考、批判性思维、创新能力和解决问题的能力。

二、科学探究的要素

1.问题：科学探究的出发点是问题，问题能够引发学生的好奇心和求知欲，激发他们的思考和探究兴趣。科学探究的问题应该具有可探究性和开放性，能够激发学生的思维和探究兴趣。

2.假设：假设是对问题的初步猜想或预测，能够指导实验的设计和数据的收集。科学探究要求学生在提出问题的基础上，进一步提出假设，并通过实验验证假设的正确性。

3.实验：实验是科学探究的一个重要环节，通过设计并进行实验，收集和分析数据，验证假设的正确性。科学探究要求学生具有较强的实验操作能力和数据处理能力。

4.观察和记录：观察是指通过实验观察现象的变化，记录是对实验过程和结果的详细记录。科学探究要求学生具有仔细观察和详细记录的能力，能够有效地记录实验过程和结果，为后续数据的分析和结论的得出提供依据。

5.分析和结论：在收集和记录实验数据的基础上，学生需要对数据进行分析和整理，通过数据的对比和分析，得出科学结论。科学探究要求学生具有较强的数据分析和逻辑推理能力，能够得出科学的结论。

6.沟通和合作：科学探究注重学生之间的沟通和合作，学生在探究过程中需要相互交流、讨论和合作，互相促进，共同解决问题。

三、科学探究的技能

1.提出问题和假设：学生能够独立提出问题和假设，对问题进行深入的思考和探究，提出合理的假设。

2.设计实验：学生能够根据问题和假设，设计合理的实验方法和步骤，选择合适的实验材料和设备。

3.进行实验：学生能够熟练地操作实验材料和设备，进行实验并进行观察和记录。

4.数据处理和分析：学生能够对实验数据进行整理和分析，得出合理的科学结论。

在科学探究方面对学生提出了哪些要求?

在科学探究方面，在《标准》中提出了明确的要求：

·知道科学探究涉及的主要活动，理解科学探究的基本特征；

·能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题；

·能运用已有知识做出自己对问题的假想答案；

·能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划；

·能通过观察、实验、制作等活动进行探究；

·会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料；

·能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，做出自己的解释或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的；

·能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。

在小学阶段，对科学探究能力的要求不能过高，必须符合小学生的年龄特点，由扶到放，逐步培养。在具体的教学实施过程中，可以涉及科学探究的某一个或几个环节，也可以是全过程。关于小学科学探究的具体内容，详见《标准》第3部分“内容标准”。