如何由实验观察提出科学问题
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小学生如何进行科学实验的问题提出与假设科学实验是小学生学习科学知识的重要环节,它可以培养孩子们的观察能力、实验设计能力以及逻辑思维能力。
然而,对于小学生来说,进行科学实验可能存在一些困难和挑战。
本文将讨论如何引导小学生提出科学实验的问题和假设,并提出一些建议以使他们能够开展简单而有趣的实验活动。
一、提出科学实验的问题提出科学实验的问题是培养小学生科学思维能力的关键步骤。
在引导小学生提出问题时,可以采用以下方法:观察法:鼓励学生仔细观察周围的现象和事物,通过观察的基础上提出问题。
例如,学生可以观察花草植物为什么需要水和阳光,然后提出“为什么植物需要水和阳光生长?”的问题。
探究法:引导学生在实际生活中积极探索并提出问题。
例如,学生可以亲身经历和观察树叶颜色变化的过程,然后提出“为什么秋天的树叶会变黄?”的问题。
需求法:引导学生关注他们感兴趣的现象或问题,并从中提出研究的问题。
例如,学生对于什么样的游乐园过山车速度最快感兴趣,然后提出“什么因素影响过山车的速度?”的问题。
通过以上方法,可以培养小学生观察和思考的能力,帮助他们提出科学实验的问题。
二、建立科学实验的假设在小学生进行科学实验之前,需要建立实验的假设。
假设是科学实验的基础,它是对问题的猜想或预测。
以下是建立科学实验假设的一些建议:基于观察:根据观察到的现象提出假设。
例如,学生观察到植物生长需要水和阳光,可以提出“如果给植物提供足够的水和阳光,它们会更好地生长。
”的假设。
基于猜测:根据已有知识和经验猜测可能的结果。
例如,学生知道太阳的光和热可以使水变热,可以提出“如果将水放在阳光下,它会变热。
”的假设。
基于需求:根据实验目的和问题提出假设。
例如,学生想了解什么泡沫能持续更长时间,可以提出“如果使用洗衣粉制作的泡沫,它会比用肥皂制作的泡沫持续时间更长。
”的假设。
通过合理的假设,小学生可以展开实验活动,并通过实验结果来验证或修正他们的假设。
三、实验示例以下是几个小学生可以进行的简单实验示例,旨在引导他们进行科学探究和培养科学思维能力:1. 植物生长实验:学生可以在两个相同条件下的盆栽上进行实验,一个给予足够的水和阳光,另一个则不给。
科学家如何提出问题科学家是一群富有创造力和好奇心的人,他们通过提出问题来推动科学的发展和进步。
问题是科学研究的起点,是引领科学家进行实验与观察的导航系统。
那么,科学家是如何提出问题的呢?一、观察与发现科学家经常从观察现象和发现新事实中得到启发。
他们通过细致的观察和记录,寻找存在的问题,并探索其中规律。
比如,发现某种物质的颜色随温度而变化,科学家会进一步思考,为什么颜色会受温度影响?这就是一个潜在的科学问题。
二、矛盾和疑惑科学家也常常在现有理论或观点中发现矛盾和疑问。
当已有的解释无法解释所有观察到的事实时,科学家会提出问题来寻找更完善的解释。
例如,相对论和量子力学的发展就是由于对经典物理学理论的疑问与质疑。
三、推理和假设科学家还善于运用推理和假设来提出问题。
他们根据已有的知识和理论,假设可能存在的关系,并尝试通过实验证明或推翻这些假设。
例如,爱因斯坦假设光的速度是恒定的,并通过实验证实了这个假设,奠定了相对论的基础。
四、借鉴其他领域科学家也会从其他领域借鉴问题提出的方法。
他们会关注其他学科的进展和成果,并从中寻找可能相关或可借鉴的问题。
跨学科思维能够带来新的视角和创新性的问题。
五、拓展和应用科学家在问题提出后,还会不断拓展和应用问题。
他们会对问题进行更深入的思考,发展出更多衍生问题,并通过实验和研究进行探索。
这种扩展和应用问题的过程,可以进一步深化科学的认识和理解。
六、问题的重要性科学家在提出问题时,也会考虑问题的重要性和迫切性。
他们会关注问题对社会、环境或科学进步的影响,并选择那些具有重要意义的问题进行研究。
这样的问题更具挑战性,也更能推动科学的发展。
七、广泛讨论科学家通常会与同行进行广泛讨论,以进一步完善问题的提出。
他们会参加学术会议、研讨会或在学术交流平台上交流意见,通过与其他科学家的互动和碰撞,进一步提炼和改进问题。
综上所述,在科学家提出问题的过程中,观察与发现、矛盾和疑惑、推理和假设、借鉴其他领域、拓展和应用、问题的重要性、广泛讨论等因素都起着关键作用。
科学探究的方法与步骤科学探究是一种系统性的方法,通过观察、提出假设、进行实验和分析数据,以获取知识和理解自然现象的过程。
在科学探究中,有一些常用的方法和步骤,本文将介绍其中几种常见的方法和步骤。
一、观察和提出问题科学探究的第一步是观察现象并提出问题。
通过观察,我们可以发现事物之间的规律和现象之间的联系。
在观察的基础上,我们可以进一步提出问题,激发进一步的思考和研究。
二、制定假设基于观察和问题的提出,科学家往往会提出一个假设,即对问题的解释或者可能的答案。
假设应该是明确而具体的,并且需要进一步验证。
一个好的假设可以指导后续的实验和研究。
三、设计实验在制定了假设之后,科学家需要设计实验来验证假设的准确性。
实验设计应该严谨、可重复,并且需要控制其他可能的影响因素,以确保实验结果的可靠性。
四、收集和分析数据进行实验时,需要记录并收集所有相关数据。
这些数据可以通过测量、观察和记录等方式获得。
在收集到数据后,科学家需要对数据进行分析和统计处理,以得出结论。
五、得出结论在分析数据的基础上,科学家可以得出结论,判断假设是否被验证或者是否存在其他有意义的关联。
结论应该是基于实验数据的客观分析而得出的,并且应该能够被其他科学家所接受和重复验证。
六、进行检验和重复实验科学探究是一个不断迭代的过程。
得出结论后,科学家应该进行检验和重复实验,以确认结果的可靠性和一致性。
通过不断的实验和验证,可以进一步完善研究结论,并为后续的研究提供基础。
七、分享和交流研究成果科学探究的最后一步是分享和交流研究成果。
通过发表论文、参加学术会议等方式,科学家可以将他们的研究成果分享给其他同行,并与他们进行讨论和合作。
这种交流和合作有助于推动科学的进步和发展。
总结起来,科学探究是一个系统性的、有步骤的过程。
通过观察和提出问题,制定假设,设计实验,收集和分析数据,得出结论,进行检验和重复实验,以及分享和交流研究成果,科学家可以不断地探索和认识世界,推动科学的发展和进步。
科学探究的流程科学探究是一种通过观察、提出问题、建立假设、进行实验、收集数据、分析结果和得出结论的过程。
它是科学研究的基础,可以帮助我们理解自然界的规律和现象。
下面将详细介绍科学探究的流程。
一、观察和提出问题科学探究的第一步是观察现象,并提出问题。
观察可以是直接的,也可以是通过阅读文献或收集数据等方式进行的。
通过观察,我们可以发现一些规律或现象,从而引发问题的产生。
提出问题是科学探究的起点,一个好的问题能够引导我们进行有针对性的研究。
二、建立假设在提出问题之后,我们需要建立假设。
假设是对问题的解释或回答的猜测,它可以根据已有的知识或经验进行推测。
一个好的假设应该是可验证的,并且能够解释现象或回答问题。
三、进行实验建立假设之后,我们需要进行实验来验证假设的正确性。
实验是科学探究的关键步骤,通过实验我们可以收集数据,并观察实验结果。
在进行实验时,我们需要设计实验方案,确定实验的步骤和所需材料,以及制定实验的控制组和实验组等。
四、收集数据在实验过程中,我们需要收集相关的数据。
数据可以是定量的,也可以是定性的。
收集数据的方法包括测量、观察、问卷调查等。
收集到的数据应该准确、全面,并且要保持记录的完整性。
五、分析结果收集到数据之后,我们需要对数据进行分析。
数据分析可以通过统计学的方法进行,包括计算均值、标准差、相关系数等。
通过对数据的分析,我们可以找出数据之间的关系、趋势或规律。
六、得出结论在分析结果的基础上,我们可以得出结论。
结论应该是对问题的解答或假设的验证。
结论应该基于实验数据,并且要准确、可靠。
如果实验结果与假设相符,则可以得出肯定的结论;如果实验结果不符合假设,则需要重新检查实验设计或修改假设。
七、验证和交流得出结论之后,我们需要进行验证和交流。
验证是指通过复制实验或进行进一步的研究来验证结论的正确性。
交流是指将研究结果向他人进行展示和讨论,包括撰写科学论文、参加学术会议等。
通过验证和交流,我们可以进一步完善和改进研究,也可以让更多的人了解和使用我们的研究成果。
小学生如何进行科学观察实验验证科学观察实验验证是培养孩子科学思维和探究精神的重要方式之一。
通过科学观察实验验证,学生能够通过亲身实践,探究和理解科学现象,提高他们的思维能力和问题解决能力。
本文将介绍小学生如何进行科学观察实验验证的步骤和方法。
第一步:选择研究主题小学生首先需要选择一个感兴趣的研究主题。
可以从日常生活中的现象出发,例如:植物的生长过程、动物行为、水的沸点等等。
确保研究主题是容易观察和实验的,以便孩子能够真实地探究和验证。
第二步:提出问题在确定研究主题后,小学生需要提出一个明确的问题用于研究。
例如,如果研究主题是“植物的生长过程”,问题可以是“是否添加肥料对植物的生长有影响?”确保问题具有明确性,能够被实验证实或否定。
第三步:制定假设小学生制定一个假设,用来回答他们提出的问题。
在前述的例子中,假设可以是“如果给植物添加适量的肥料,那么它们的生长速度将会提高”。
确保假设能够被实验验证,并且与问题密切相关。
第四步:设计实验小学生需要设计一个实验方案来验证他们的假设。
实验方案需要明确列出每个步骤和所需材料。
在我们的例子中,孩子可以选择在不同的植物上施加不同剂量的肥料,然后记录植物的生长情况,如高度和叶片数量。
确保实验设计科学合理,并具备实验可重复性。
第五步:进行实验小学生按照实验方案收集所需材料并进行实验。
确保实验过程中保持记录,并且按照规定的步骤进行操作。
在施肥实验中,孩子们应该准确地给植物施加相应剂量的肥料,并记录植物的生长情况。
第六步:观察和记录结果小学生观察实验过程中的变化并详细记录结果。
在我们的例子中,他们需要记录每个植物的高度、叶片数量等生长指标,并与控制组进行对比。
确保观察结果准确无误,并根据实际情况进行定量和定性的描述。
第七步:分析和总结小学生需要对实验结果进行分析和总结。
他们可以制作图表或图像,直观地反映不同组之间的差异和变化趋势。
在我们的例子中,孩子们可以比较施肥组和未施肥组之间植物生长的差异,从而得出结论是否支持他们的假设。
科学研究方法:如何从简单现象中挖掘科学问题科学研究方法:如何从简单现象中挖掘科学问题众所周知,科学研究是长期进行的,需要不断地发现和解决问题。
而且,在解决问题的同时,还需要不断地寻找新的问题,以推动科学的发展。
在研究中,有些问题非常复杂,需要大量的时间和资源才能进行深入的研究。
但是,也有一些问题是从简单现象中发现的,并且这些问题也有着非常重要的科学意义。
本文将深入探讨如何从简单现象中挖掘科学问题,并介绍科学研究的方法。
一、观察科学研究的第一步是观察,只有通过观察才能发现问题。
观察不仅是科学研究的基础,同时也是重要的技能。
一个好的观察者能够发现大多数人忽视的东西。
因此,在进行科学研究时,我们需要学会如何进行细致的观察。
首先,观察需要时刻保持警觉,要时刻关注周围的环境和现象。
其次,需要注意细节。
细节是观察的重点,因为细节会提供关键的线索。
例如,我们在观察一只昆虫时,不仅要注意昆虫的形态和色彩,还要注意其身上是否有血液或毛发等细节。
另外,我们还需要注意观察的角度和视角。
有时候,从不同的角度观察同一个问题,会发现不同的细节。
对于从简单现象中发现科学问题,观察就尤为重要。
我们可以从生活中最简单的现象中开始,例如水的流动、物体的运动等等。
通过对这些现象进行观察,我们可以发现其中的规律,并且构思科学问题。
二、提出问题发现科学问题的第二步是提出问题。
在很多情况下,我们可能会注意到一些奇怪的现象,但我们不知道如何解释这些现象。
这就需要我们提出问题,并进行猜测或推理。
在提出问题时,需要考虑以下几个方面:1、问题的科学性。
研究的问题必须是科学的,也就是说要符合科学的基本原则和标准。
例如,问题必须能够被证实或证伪,必须有足够的证据支持。
2、问题的可操作性。
问题必须能够被量化和操作,只有符合这个条件的问题才能提供准确的答案。
3、问题的重要性。
问题必须有一定的重要性,能够引起人们的关注,并且具有一定的启示意义。
例如,我们可以通过观察发现一片林地中树木的高度不同,而且树木的高度和周围的环境因素也有较大的关联。
科学探究的七大步骤科学探究是一种系统、有序的方法,用来获取对自然世界的新见解。
它在现代社会中起着非常重要的作用。
然而,探究过程中出现错误也很常见。
因此,好的探究方法是十分重要的。
下面是科学探究的七大步骤:第一步:观察科学探究的第一步是观察。
这个步骤需要仔细地观察自然世界中的现象,并且可以根据观察到的现象提出问题。
例如,观察到花的颜色会随着时间的推移而改变,就可以问为什么这样会发生。
第二步:提出问题提出问题是第二步。
当你观察到一些现象时,你应该提出一个合适的问题,这个问题应该可以解释现象并且能够得出一个答案。
不仅如此,这个问题还应该是可验证的和有用的。
例如,一个好的问题可能是“太阳为什么会升起和落下?”第三步:制定假设科学探究的第三步是制定假设。
在这一步中,你应该认真地思考并提出一个你认为能够回答你提出的问题的答案。
这个答案被称为假设,通常是基于你已知的信息和你的背景知识。
例如,对于之前的问题,“太阳为什么会升起和落下?”你的假设可能是因为地球在它的轴上旋转。
第四步:设计实验制定假设后,你需要设计实验来验证这个假设,这就是第四步。
你的实验应该包括一些对你的假设的测试方式。
例如,如果你的假设是地球在它的轴上旋转,那么你的实验可能包括观测太阳照射到不同地方的时间。
第五步:收集数据在实验后,你需要收集数据。
数据是从实验或其他调查中获得的信息。
这些数据应该是详细和准确的,并且应该记录在实验日志或其他记录形式中。
第六步:分析数据收集数据后,你需要对数据进行分析。
这个步骤涉及到把数据进行分类、组合以及进行各种统计活动。
例如,你可以将数据绘制成图表或利用计算机进行数据分析以提取有用的信息。
第七步:得出结论最后,你需要根据你的实验数据得出结论。
你应该使用数据来验证你的假设,看是否支持假设。
如果结果符合你的假设,那么你就可以得出结论了。
如果结果与你的假设不符,你就需要重新回到第三步,制定一个新的假设并重新进行实验。
科学探究的七大步骤科学探究是一种系统、有序的方法,用于解决问题、回答疑惑以及发现新知识。
在科学探究的过程中,有七个重要的步骤,这些步骤可以帮助我们准确地观察、提出问题、收集数据、分析结果以及得出结论。
本文将详细介绍这七个步骤,并解释每个步骤的重要性。
第一步:观察和描述科学探究的第一步是观察和描述。
在这一步中,我们需要仔细观察现象或事物,并记录下我们的观察结果。
观察可以是直接的,也可以是间接的,我们需要准确地描述我们观察到的一切细节。
观察和描述的目的是帮助我们形成问题,并为后续的实验和研究提供基础。
第二步:提出问题在观察和描述的基础上,我们可以提出问题。
问题应该明确、具体,并且可以通过实验和观察来解答。
提出问题是科学探究的关键一步,它帮助我们明确研究的目标,并指导我们进行下一步的实验和观察。
第三步:构建假设在提出问题之后,我们需要构建假设。
假设是对问题的初步解释或预测,它是基于我们对现象的观察和已有知识的理解。
假设应该是明确的、可验证的,并且可以通过实验来验证或否定。
构建假设是科学探究的关键一步,它帮助我们确定实验和观察的设计,并指导我们进行下一步的研究。
第四步:设计实验在构建假设之后,我们需要设计实验来验证或否定假设。
实验应该被设计得具有可重复性、可比较性和可控制性。
我们需要确定实验的变量、控制组和实验组,并制定实验的步骤和方法。
设计实验是科学探究的重要一步,它帮助我们收集数据,并为后续的数据分析和结果解释提供基础。
第五步:收集数据在设计实验之后,我们需要收集数据。
数据可以通过实验、观察、测量或调查等方式获得。
收集数据的目的是为了验证或否定假设,并为后续的数据分析和结果解释提供依据。
我们需要确保数据的准确性、可靠性和有效性,并采用适当的方法和工具进行数据收集。
第六步:分析数据在收集数据之后,我们需要对数据进行分析。
数据分析可以通过统计方法、图表、图像或其他数学工具来完成。
我们需要根据实验的目的和研究的问题,选择适当的数据分析方法,并对数据进行合理的解释和推断。
四年级科学学习中的观察与实验技巧科学学习是四年级学生学习中非常重要的一部分,而观察和实验是科学学习中不可或缺的关键环节。
通过观察和实验,学生能够加深对科学知识的理解,培养实践能力和逻辑思维,提高对周围环境的敏感度。
本文将为大家介绍四年级科学学习中的观察与实验技巧,帮助学生更好地掌握科学知识。
一、观察技巧1. 注重细节观察:观察时要认真、仔细地观察细节,注意事物的大小、形状、颜色、纹理等。
例如,在观察花朵时,要注意花瓣的形状、颜色和数量等特征,观察昆虫时要注意它们的大小、颜色和行动方式等。
2. 多角度观察:观察时可以从不同的角度观察同一物体,比如从正面、侧面、背面等不同角度观察。
这样可以更全面地了解事物的特征和规律。
3. 对比观察:将同一类事物进行对比观察,可以更好地发现它们之间的相同点和不同点。
例如,观察不同品种的苹果,对比它们的颜色、形状和大小等。
4. 持续观察:对于某些需要观察变化的事物,要进行持续观察。
例如,观察植物的生长过程,需要连续记录观察结果,以便发现植物的生长规律。
二、实验技巧1. 提出问题:在进行实验之前,要明确实验的目的,并提出具体的问题。
例如,想要知道温度对植物生长的影响,可以提出问题:“高温对植物生长的影响是什么?”2. 确定变量:实验中要明确自变量和因变量,并控制其他变量。
自变量是实验过程中人为改变的因素,因变量是受自变量影响的变化。
例如,温度是自变量,植物生长情况是因变量,其他条件如光照、水分要保持一致。
3. 设计实验步骤:根据实验的目的和问题,设计实验步骤。
步骤要清晰明了,便于操作和观察结果。
例如,在温度实验中,可以将植物放置在不同温度下,每天观察和记录它们的生长情况。
4. 数据记录与分析:在实验过程中,要准确记录观察到的现象和数据。
实验结束后,对数据进行分析,总结实验结果,并给出合理的结论。
例如,分析不同温度下植物的生长情况,找出高温对植物生长的影响。
5. 总结反思:实验结束后,要对整个实验过程进行总结和反思。
科学探索小学生如何发现和解决科学问题科学探索小学生如何发现和解决科学问题科学是一种追求真理的方法,通过观察、实验和推理,我们可以深入了解自然和世界的运行规律。
小学生作为科学的探索者,可以通过一系列的方法来发现和解决科学问题。
1. 培养观察力观察是发现科学问题的重要方法之一。
小学生可以从日常生活中培养自己的观察力。
例如,他们可以经常观察身边的事物,注意细节和变化。
观察天空的云朵变化、植物的生长过程或者昆虫的行为等,都能够培养他们的观察力。
2. 提出问题观察后,小学生要学会提出问题。
问题是科学探索的起点。
他们可以根据自己的观察和体验,思考一些有关现象的疑问。
例如,他们可以问:为什么白天天空是蓝色的?为什么冬天的树叶会变黄?3. 设计实验解决问题需要进行实验。
小学生可以设计简单的实验来验证自己的猜想。
例如,他们可以进行“水的沸点是多少?”的实验。
通过控制加热水的温度,观察水的状态变化,可以得到自己的答案。
4. 收集资料在解决问题的过程中,小学生要学会收集资料。
他们可以阅读相关的图书、参观科学博物馆,使用互联网信息资源等,积累更多的知识。
通过收集资料,他们可以拓宽自己的视野,了解更多的科学知识。
5. 分析数据在实验中,小学生要学会分析数据。
他们可以将实验结果用图表的形式展示出来,比较不同条件下的结果,寻找规律。
通过对数据的分析,他们可以得出结论,进一步解决科学问题。
6. 总结和展示成果科学探索的最终目的是解决问题,而解决问题的过程同样重要。
小学生在完成实验和分析数据后,应该总结自己的发现,并将成果展示出来。
他们可以用图表、图片、报告、海报等形式展示自己的探索成果,与同学们分享自己的想法和经验。
总之,小学生在科学探索中发现和解决问题的过程是很重要的。
通过培养观察力、提出问题、设计实验、收集资料、分析数据和展示成果,他们能够锻炼自己的科学素养,培养探索精神,不断深化对科学的理解。
希望每个小学生都能够积极参与科学探索,享受科学带来的乐趣!。
如何由实验观察提出科学问题
摘要以蜡烛燃烧的探究活动为例,探讨了通过“观察-描述-质疑”3个步骤提出科学问题的方法与策略。
观察与描述可按空间顺序和时间顺序进行,以促进提问的全面性。
借助语言描述的抽象性和概括性的特点,发挥描述的认知功能,可以增强提问的深刻性。
从具体实验现象、各要素间关系、类似事物的比较等不同角度与层次提问,可以扩展提问的丰富性。
关键词蜡烛燃烧实验观察提出问题科学问题科学探究
无论是在学生的学习中,还是在社会实践中,发现和提出问题的价值丝毫也不比解决问题的价值逊色 [1] 。
爱因斯坦说过,“提出一个问题往往
比解决一个问题更为重要,因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题,新的可能,从新的角度去看旧的问题,却需要创造
性的想象力,而且标志着科学的真正进步。
” [2] 提问是人认识自我和
认识世界的一种重要方式,《科学(3~6年级)课程标准(实验稿)》(以下简称《科学课标》)以及初高中物理、化学、生物各科目的课程标准均将“提出问题”作为科学探究的重要环节和重要的过程与方法目标。
尽管我们已经非常明确教学应当注意培养学生的提问意识和提问能力,引导学生学会提问;在教学中给学生创设提问的情境、向学生布置提问的任务也比较容易做到;但是在如何提问、如何提出更有效的问题方面较少进行方法和策略的指导,这样学生的提问往往是自发的,缺乏有序性和系统性。
蜡烛燃烧是学生熟
悉的事物,对蜡烛燃烧的实验探究也是小学科学 [3] 和中学化学 [4]
教学中的核心活动。
该活动不仅涉及到物理变化与化学变化、燃烧的现象与条
件以及产物检验等基本的科学原理,而且可以承载探究能力各个要素的培养。
本文则以蜡烛燃烧为例,探讨由实验观察提出科学问题的方法和策略。
1 科学提问“三步曲”——观察、描述、质疑
伟大的科学家法拉第曾以《蜡烛的故事》 [5] 为题为青少年朋友连
续开展了6讲专题报告,深入探讨了蜡烛燃烧的原因、蜡烛火焰的形状、火焰的颜色等等一系列问题,并由此扩展到许多物理、化学和生物的基本概念。
此后,关于蜡烛火焰的温度、光谱、成分的研究以及微重力条件下的蜡烛燃烧实验
[6,7] ,进一步推进了人们对燃烧的认识,从而也大大增强了这一教学
内容的趣味性和时代性。
同时,值得我们反思的是,法拉第及其后的科学家们如何能够针对一根小小的蜡烛阐发出如此多的可研究的问题呢?科学家的智慧和洞察力自然是他们能够提出丰富的科学问题的重要基础,但我们从中能否反思和提炼出一些可供教学借鉴的方法和策略呢?
经过笔者长期的思考和对文献的研究,认为观察和描述恰恰是从实验中提出问题的一条重要途径。
若对每一句描述的语言都打一个问号,进行追问,就成了一个个问题。
这就构成了由实验观察提出科学问题的“三步曲”:①观察,按照一定的时间顺序或空间顺序进行细心的观察;②描述,用详细的语言描述观察到的现象;③质疑,对描述的每一句话都打一个问号,这样就将每一项描述都转化为问题。
读者对观察、描述和质疑3个词汇都非常熟悉,而且在教学中也频繁使用,把3者整合起来,形成一个序列,便可以很好地发挥指导学生提问的“脚手架”功能。
“三步曲”策略能够发挥效力的关键点,在于面对一个现象时一定要强迫自己依序完成3个步骤。
在人们的认识活动中,通常情况下观察、描述和质疑3个活动发生的频率是依次衰减的。
其中,观察最为普遍,我们无时无刻不在观察着周围的世界。
但是描述相形之下要少得多,试想一下,我们在观察到身边的现象时头脑中是否常常浮现语言的陈述,例如“太阳从东方升起”,“电灯发出了光”;可想而知,并不普遍。
质疑出现的频率就更少了,这就是我们生活在一个充满科学问题的世界里却较少提问的原因。
当突破了从观察到描述的“障碍”后,提问就迎刃而解了,例如上述描述直接便可转化为问题“太阳为什么从东方升起?”“电灯为什么会发出光?”。
这里所指的“障碍”并非知识和能力上的,而是习惯上的。
因为用语言对现象做出描述并不困难,把陈述句转化为疑问句也不困难,困难在于没有在观察之后坚持描述和质疑的意识和习惯。
若把这种策略外显给学生,并反复强化,就会促进学生突破原有的习惯,形成一种内化的提问策略,这样就提升了学生的问题意识和思维品质。
以蜡烛燃烧为例,通过对实验现象的观察和描述可以提出很多问题,举例如表1。
表1 通过对蜡烛燃烧现象的观察和描述而提出问题
观察的部位由现象描述转化成的问题解释或涉及到的相关科学概念
烛身(蜡烛的固态部分)
蜡烛为什么会有不同的颜色?石蜡为白色或浅黄色,有色蜡烛为染料染色
为何蜡烛触摸起来有滑腻感?为何蜡烛质轻?有机分子的特点,分子链较短,密度较小
为何蜡烛闻起来有气味?有机小分子挥发
烛杯(烛身上部)
为何有烛油产生?固态的蜡熔化变成液态
烛身上部为何形成杯子的形状?烛油为何储存在“杯子”中?对流使冷空气补充,冷却烛杯的外沿
火焰
为何可形成稳定的火焰?反应速率平缓
蜡烛燃烧为何能够发光、发热?该反应为放热反应和自发反应
火焰为何呈拉长的水滴形状?对流使火焰周围的空气上升,把火焰拉长
火焰的不同部位颜色为何不同?产生颜色的原因主要有固体热辐射、分子光谱和原子光谱
是什么物质在燃烧?燃烧生成什么?汽化的可燃物与氧气反应生成水、二氧化碳和炭黑等
生成的黑色烟是什么?是怎么产生的?有机物不完全燃烧生成的炭颗粒
烛芯
浸在烛油中的烛芯起什么作用?毛细作用,汲取并向上输送烛油
烛芯伫立在火焰中间为何不燃烧?烛芯为何变黑?烛芯的顶端为何红热?焰心的部位温度较低,棉线受热炭化变黑,烛芯顶端红热的部位火焰温度较高
蜡烛燃烧的过程
为何需要用火柴引燃蜡烛?蜡烛为何不能自动燃烧?该反应为需要引发的化学反应,通过引发使反应物跨越“能垒”
燃烧为何可持续进行?为何不需要反复不断地用火柴引燃?该反应为持续发生的自发反应,先反应的反应物释放的热量可引发后续反应
蜡烛为何能够燃烧完全?反应限度问题
表1中的问题是丰富多样的,而且可以承载核心科学概念的教学;同时,其中不乏我们司空见惯的现象,但平时并没有留意和质疑,当追问起来的时候还真不知道该如何解释;由此可说明“三步曲”策略的有效性。
接下来,本文将逐步解析如何借助“三步曲”策略系统地提出上述问题,以及在这些问题的基础上是否还能进行更深层次的追问,并探讨相应的心理机制和提问策略。
2 促进提问的全面性——观察与描述依序进行
对于一个实验现象,要观察得全面,需要按照一定的顺序,比如分别按照空间顺序和时间顺序进行观察。
空间顺序可从上到下、从左到右、从前到后等,这样可以使观察更为有序且不容易遗漏。
类似地,按照时间顺序可将实验过程的不同环节详尽地描述出来。
2.1 按照空间顺序进行观察与描述
对于蜡烛燃烧的实验,以从下到上的空间顺序进行观察与描述:①烛身。
蜡烛的颜色,触觉的滑腻感,质轻,闻起来有气味。
②烛身与火焰交界处。
燃烧时烛身上部形成杯子的形状,烛油储存在“烛杯”里。
③火焰。
火焰发光、发热,火焰呈拉长的水滴形状,火焰的不同部位颜色不同,火焰上方有黑烟生成。
④烛芯。
烛芯下部浸在烛油中,上部伫立在火焰中间、变黑,顶端红热。
这些现象都可以承载相应科学原理的教学。