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科学探究的一般过程范文1
认识的过程一般都遵循着“实践－认识－再实践－再认识……”的总规律，但科学探究作为一种特殊性的认识，其认识过程模式一般为：
科学认识论强调，真正的学习已不仅仅是指知识本身，而且还包括获得知识的过程和方法。知识的再生过程应当以适当的形式重演知识的生成过程；学生所认识的知识，虽然相对于人类而言是已知的，但对学生而言却是未知的。因此学生要想认识知识，也必须按照认识的一般过程来进行探索。
二、高中化学探究教学的基本模式
探究教学的教学模式多种多样，但是实质和特征都基本相同，只是在形式上略有差异。在高中化学的探究教学中应该根据教学目标、教学内容、学生的认知基础等因素的不同进行选择。一般来说主要包括“实验探究”和“问题探究”两种基本模式。
(一)实验探究模式
“实验探究模式”是指学生在教师的引发下，运用已有的知识和技能，充当新知识的探索者和发现者的角色，根据自己设计方案，通过实验探索进行积极主动的分析和思考，去探求未知和解决问题的一种教学模式。其一般流程为：
其主要步骤包含：①在教师指导下进行有针对性的实验，并对结果进行分析；②提出问题或问题的关键所在，从而明确问题；③根据自身已有的认知经验提出解答问题的猜测和假设；④搜集资料或收集必要的材料设计实验，验证假设；⑤作出判断，形成结论，并进行合理的评价并与他人交流。
案例1：褪色原因的探究
实验情景：在NaOH溶液加几滴酚酞溶液，溶液变红，再加几滴新制氯水，变无色。
提出问题：为什么试管中的酚酞最终变为无色?
提出假设：①NaOH与氯水中HCl、HCIO发生中和反应，使C(OH-)减小，酚酞褪色。
②氯水中HCIO氧化酚酞使其结构破坏而褪色。
实验探究：①在含酚酞的NaOH溶液申，滴入HCl溶液至溶液褪色，返滴NaOH溶液，又呈红色。
②在含酚酞的NaOH溶液中，滴入氯水至溶液褪色，再滴NaOH溶液，溶液不变红色。
交流评价：学生在讨论、交流基础上获得共识。
得出结论：新制氯水使NaOH的酚酞溶液褪色，是由于HCIO的氧化漂白作用。
(二)问题探究模式
“问题探究模式”是指以学生为主体，以学生主动探索问题的实践活动为策略，使学生在学习中理解并初步尝试科学研究的基本过程。此模式教学贯彻“问题解决”这一中心，其根本目的是为了能达到学生知识的主动构建。其一般流程为：
其主要步骤包含：①教师设计适当的问题情景，使学生发生认知冲突；②运用猜想与假设，与认知结构中的前概念建立联系；③在对各种假设整理归纳的基础上，鼓励学生设计出合理的探究方案；④通过实验探究或逻辑推理，验证假设，寻求认知冲突的解决；⑤引导学生以科学概念代替错误概念，达到认知重组。
案例2：苯的结构的探究
提出问题：苯分子具有怎样的结构?
讨论交流：学生讨论交流，对给予的大量信息做初步的分类与思维加工。
形成假设：假设一：若苯分子为链状结构。(试根据苯的分子式写出二种可能的结构)
假设二：若苯分子为环状的结构。(试画出可能的结构)
设计方案：①能否使溴水褪色?
②能否使酸性高锰钾溶液褪色?
史实情景：介绍化学史实。
讨论交流：学生讨论并预测结论。
结论阶段：确切地表示苯分子的结构。
三、高中化学探究教学的基本程序
1．创设问题、引发探究。学生的学习过程就是一个不断发现问题、分析问题、解决问题和再去认识更高层次问题的过程。问题对于学习过程来说，有着至关重要的引导作用。以问题为中心，围绕科学的并能激发学生思维的问题展开教学，也是探究教学的重要特征。创设探究情境就是创设一种提出问题、探索问题的教学情境。
2．活动探究、探索问题。明确问题之后，教师要组织学生围绕问题进行活动探究，该过程是整个探究教学的关键环节，它一般包括猜想假设、制定计划、收集证据、解释结论、评价交流几个基本要素。探究活动中可以突出其中的一个或几个要素，各个要素的顺序也可以因探究的内容不同作适当调整。
3．评价教学、完善探究。教学评价是教学各环节中必不可少的一环，一般包括学生自我评价与教师评价。学生自我评价就是学生对探究学习过程和结果的反思与评价、表达与交流的过程。评价的内容主要涉及学生的探究活动准备情况、对探究内容的兴趣度、探究过程中的参与度、探究活动中合作交流情况、对探究活动结果的正确性及满意度等。教师评价是教师对学生探究学习进行评价，可以采用书面测试、活动表现评价等方式。
四、高中化学探究教学中的两个关键：假设与验证
探究教学的过程一般包括“提出问题－查询资料－建立假设－实验验证－形成结论－评价交流”等几个基本环节。化学是以实验为基础的学科，其探究活动的核心应该是“建立假设”与“实验验证”两个环节。
(一)建立假设
“假设”是指学生根据已有的学习经验，对需要探究的问题猜想出来的一种或多种可能的答案或结论，它是科学探究的重要特征之一。教师要对学生提出的假设不要做太多的评价，但是要引导他们对种种假设进行整理归纳，教师对学生因知识上的欠缺而产生离题的假设要给予必要的启发，为学生提出恰当的假设铺路搭桥。一般可以运用归纳法、演绎法、分类法、类比法等方法引导学生提出假设，现以归纳法为例予以说明。
案例3：盐类水解的探究
实验情景：醋酸钠、氯化铵、氯化钠三种盐的水溶液分别滴加酚酞和石蕊试剂。
明确问题：醋酸钠、氯化铵、氯化钠三种盐的水溶液酸碱性为什么不同?
分析讨论：醋酸根与水电离的氢离子结合生成弱电解质醋酸，所以溶液显碱性。
归纳假设：某盐离子能与水电离出的氢离子结合生成弱电解质，则溶液显弱碱性；某盐离子能与水电离出的氢氧根离子结合生成弱电解质，则溶液显弱酸性。
实验验证：通过实验验证假说的正确性，明确适用范围并形成理论体系。
交流运用：应用于解决实际问题。
(二)实验验证
任何假设与猜想都必须通过实验进行验证，在这个过程中要把假设变成可行的、具体的实验方案。学生要选择实验的用品和设计实验的步骤，对学生而言这一步难度较大，教师不仅要给予学生知识上的铺垫，还要给学生探究方法上的指导。学生自行设计实验方案后，首先要讨论其安全性；可行性、简约性。对有些不能解决的问题教师要及时给予点拨，激活学生思路的中断点，引导学生克服思维定势，寻找解决问题的方法。在点拨学生时，不宜多讲更不能代劳，只要把关键的问题点到即可。
案例4：苯酚与钠的实验探究
设计方案1：直接加热苯酚，使其熔化，然后再加入钠进行反应。
学生评价：苯酚有毒、易氧化，苯酚在加热时颜色会发生变化，而影响实验效果。
设计方案2：用乙醇把苯酚溶解，形成苯酚溶液，然后再加入钠进行反应。
科学探究的一般过程范文2
1 理性思维的定义
理性思维是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式，是一种有明确的思维方向，有充分的思维依据，能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的思维。高中阶段主要培养的学生的理性思维有归纳、演绎、类比、建模等。
1.1 归纳与演绎
归纳和演绎都是一种推理和思维方式，前者在个别中发现一致，后者在一般中发现个例。归纳与演绎的实质表明，它们是两个方向相反的认识方法，既是对立的又是统一的。人们对事物的认识往往从个别开始，然后扩展到一般，再从一般进一步认识个别。一些概念的形成就是归纳的结果，对这些概念进行检验和运用体现了演绎的思维方法。
1.2 建立模型
建模是为了理解事物，从而对事物所作出的一种抽象。生物学中的模型有物理模型、数学模型和概念模型。从广义来看，概念的建构过程就是建立模型的过程，概念的形成就是模型的形成过程；从狭义来看，建模是研究系统的重要方式，凡是用模型描述系统的因果关系或相互关系的过程都属于建模。
1.3 类比推理
类比推理是科学研究中常用的方法，是从特殊推向特殊的推理，也是根据两个或两类对象部分相同的属性，从而推出它们的其他属性也相同的推理。简称类推、类比。如声和光有不少属性相同：直线传播，有反射、折射和干扰等现象，由此推导出：既然声有波动性质，光也有波动性质。这就是类比推理。
2 科学探究的定义
科学探究强调的是学习和研究的一种方式，同时也是一种学习科学知识、发展理性思维、形成科学态度和精神的过程。科学探究是一种综合的能力，其本质是提出问题和解决问题，其核心内涵包括探究的问题、方法、过程、结果和交流，以及科学态度和精神。学科教学中的科学探究一般包括提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流等环节。
3 在概念教学中，培养学生科学探究能力和理性思维的教学策略
关于概念教学，很多教师还只知道“概念获得”的理念，该理念强调对概念和事实的片面记忆，忽视对概念的深刻理解。那么如何实现概念的有效教学呢？通过开展探究性教学活动，教师可以有效帮助学生改变他们错误的前科学概念，达到建构正确科学概念的目标。建构生物学概念时，离不开观察、实验、调查、比较、分类、归纳、演绎、分析与综合等多种科学方法。在此过程中，教师既可以让学生体验概念建构的过程，加深对概念的理解，又能培养学生理性思维。
3.1 归纳和演绎举例
归纳法常用于促进学生建构新概念，这需要教师呈现或组织学生收集具有代表性、多样化的具体材料。演绎法则指在概念学习之后，学生将概念应用到具体情境的问题中。时至今日仍有部分教师习惯在概念教学初期采用演绎推理的方法；但这种“结论+演绎”式的概念教学是灌输式教学的典型做法，不利于培养学生主动获取和学习概念的本质属性。例如，关于“原核细胞”的学习，教师不宜先给出其定义，然后再通过细菌、蓝藻来讲解、举证；而应先呈现细菌、蓝藻、支原体的细胞模式图，让学生比较、辨别，最后归纳出三者之间的共同属性。而概念的应用可以安排在“真核细胞”学习之后，通过对大肠U菌、酵母菌、叶肉细胞和小肠绒毛上皮细胞结构示意图的识别、比较与分类，让学生在问题解决中成功应用概念。
3.2 类比举例
事理类比是最常见的类比形式，通过师生对话，激励和引导学生从自己的生活经验出发进行类比。例如，“细胞的减数分裂过程”是一个教学难点，教师的反复讲解、动画的演示、图像的识别仍不能让学生越过这道“坎”。那就不妨向学生讲一段“牛郎织女鹊桥会”的故事：每年七月初七，牛郎和织女在鹊桥上相会互换信物最终又分离。接着，话锋一转进行类比说理：同源染色体就好比牛郎织女，在减数第一次分裂中它们互相联会，发生互换，然后再相互分离。这样熟悉而动人的故事，让学生非常容易地理解减数第一次分裂中染色体的主要变化――联会、互换与分离。经过上述类比，学生茅塞顿开，这就是类比的魅力。有研究者提出的类比教学法基本步骤为：介绍目标概念――回顾类比物――识别两者之间的相似性――类比映射――指出非类比性――得出科学概念。
3.3 模型建构举例
“倡导探究性学习”是新课程的基本理念，而模型构建本身也是一种科学探究活动。模型构建是一种常见的高中生物教学方式，模型建构的一般步骤是先给出学生需要完成的任务，再让学生自主探究，完成模型构建。如在减数分裂的概念教学中，教师事先准备好减数分裂整个过程的若干图片，让学生按照减数分裂各个阶段的特征为模型进行排序，标出发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合、非姐妹染色单体交叉互换的阶段。该教学活动有利于学生从不同视角了解分裂过程、掌握分裂特点、运用分裂规律，注重思维方式的训练，提升了学生的生物学素养。
4 结语
探究性教学活动有利于培养学生的理性思维，提高沉重的探究能力。通过研究性学习的实践，激发了学生自由创新的热情，培养了学生独立思考、探究新事物的科学精神，同时提高了学生协作能力和社会交际能力，正好填补了课堂教学的不足。
科学探究的一般过程范文3
一、对于猜想的科学认识
猜想，是对研究问题结果的估计或设想，无数的发明都来源于科学家大胆的猜想。科学探究中的猜想一般来说应该具有两个特征：一是有一定的科学依据，即它是根据科学理论研究者的已有知识经验和一定的事实而提出的；二是有一定的推测性，虽然有一定的经验基础或理论依据，但在其被证实之前，它仍只是一种对研究问题答案的推断和假设。
中学阶段对于猜想的学习要求是：能应用已有的知识和经验对所观察的现象作假设性解释；能区分什么是猜想和假设，什么是事实。在科学教学中，教师要鼓励学生围绕问题，根据以往的经验，说出自己的估计、猜想的过程，主题是让学生调动已有的经验，对事物的变化趋势进行预测。在这过程中，教师不要粗暴的干预学生的假设，应当让他们充分发表自己的意见，他们才会在实验的过程中，有一种更加求实的精神，并渴望通过实验寻求答案。
学生们提出的各种猜想越多，离发现科学结论的距离就越近。科学有时就是这样，即使某种猜想是错误的，也会为别人进一步的猜想提供灵感，让其余的人少走一条求证的弯路。同样，学生的猜想也许是错误的，但在探究过程中却逐步养成了他们正确的科学研究态度和方法，这是终身受用的。他们只有理解了科学探究的过程，将来才能在没有老师指导的情况下，独立自主地进行研究。而在探究的过程中，猜想无疑是极为重要的部分，可以说猜想决定了下一步探究的方向。
二、猜想中的心育艺术
科学教师在引导学生进行猜想时，从心育的角度来看，我觉得可以从以下两个方面入手：一要遵循学生的年龄特征和心理发展水平，引导学生合理猜想；二要培养学生的想象力、创造力和对探究正确知识的坚定信念。具体地说，我们应注意以下几点： 1．尊重学生的猜想，哪怕是不完善
在猜想活动中，有时会出现我们预想不到的答案，此时，教师要遵循的一个原则就是蹲下身来，与学生交流：“你为什么这么想呢？”“你是怎么想的？”也许学生真有这样大胆的想法，也许是学生根本就没弄清老师的意思。海尔加德认为：“我们应该善于发现新思想，也许有时不能容忍一些蠢念头。但决不能把未证实的观点斥为愚蠢，把不完善的想法斥为错误。”教师既然给了学生机会，就应该多倾听学生的想法，哪怕是不完善的。我们不能说：“你的猜想是错误的。”因为既然是猜想，还没到实验证实的阶段，你就不能否定任何一个哪怕最幼稚的猜想和假设。
只有当教师真正做到了尊重学生，让学生感到老师是非常理解他的，才能使学生产生高度的心理安全和轻松愉，他们才会真正的敢说、敢想、敢探究、敢创造。在学生的精神世界里，有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。作为教师，一定要让学生永远拥有这份“需要”，敢于猜想，大胆猜想。
2. 提供可能的支持，哪怕是最简单的
科学探究的一般过程范文4
关键词 青少年；科学探究；纪录片
中图分类号G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）138-0135-02
为鼓励广大青少年探索科学世界、体验媒介技术、展示实践成果，中国科协青少年科技中心和中国青少年科技辅导员协会共同主办了全国青少年科学影像节。作为面向广大青少年开展的一项融知识性、科学性、趣味性为一体的探究性科普活动，从2010年开始至今，已经举办了五届。随着近年来纪录片行业的快速发展，从2015年第六届科学影像节开始，对科学影像DV进行了讨论和分析，将科学探究与DV结合而成的作品形式，定义为青少年科学探究纪录片。为做好此项活动，中国科协和各省市科协进行了各种形式的培训工作，笔者作为培训老师参与了中国科协和部分省市的培训工作。本文将对青少年科学探究纪录片的创作特点进行分析和总结，并从媒体科学纪录片的角度探讨了青少年科学探究纪录片的创作形态和方法。
1 青少年科学探究纪录片定义
纪录片是以现实中的真实生活为基本创作素材，以展现真实为本质，通过艺术的加工与展现，用真实引发人们思考的电影或电视艺术形式。电视纪录片不仅反映客观现实，还能够保存和延伸记忆的功能。“一个国家没有纪录片，就像一个家庭没有相册。”智利纪录片导演顾兹曼，曾用这样的语言来表达纪录片的文献价值。同时，纪录片本身也具备着传播价值观念和提升人文精神的作用，在全球化背景下，纪录片也更容易被全世界所接受。
在纪录片的题材类型中，其中有一类纪录片，它不从社会现实或历史人文的角度进行创作，而是从科学的角度来讲述。如《帝国的兴衰》这部纪录片，它并没有单纯从社会、政治、文化等领域来探讨帝国的兴衰，而是更多地从自然、地理、气象的角度来探讨为什么会有王超的更迭和变迁。这种纪录片的创作角度给我们提出了一个新的视角，即科学的视角，我们称之为“科学纪录片”。它是指以科学精神为背景，以科学方法和科学视角揭示科学内容，具有科学性、娱乐性、故事性、专业性、商业性，不同于传统科教片和一般纪录片的影
片。[1]可以说，科学纪录片是纪录片的一种类型，它以“科学”为核心，同时又以纪录的方式来表达。
在青少年特别是中小学的学科及科学教育中，培养学生的科学素养是教学的重要目标之一，而探究性学习又是实现这一目标的重要途径。采用科学探究的形式，将学习的中心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，变被动学习为主动学习，从而培养学生科学探究能力和勇于创新的探索精神。这种目的与科学纪录片有着异曲同工之妙，因为科学纪录片本身也不是以教育和传播知识为目的，而在于如何传播科学文化。将青少年科学探究和科学纪录片结合起来，形成的一种新的模式，用影像的方式来表达青少年的科学探究过程，是非常有意义的一件事情。这种新的模式，我们称为“青少年科学探究纪录片”，即以一个生活现象、科学现象或科学原理为创作选题，以真人真事为表现对象，并对其进行艺术加工和展现。作品内容须真实，不能虚构，并能够以艺术的影视手段引发人们对科学的思考。[2]
在2014第五届科学影像节中，有一部获奖作品《包皮壳的树蜗牛》，讲述的是三位同学对一种皮包着壳的奇怪蜗牛的探究，通过对蜗牛进行触碰、光照、干燥、高温、酸碱等各种条件下进行实验观察，从而得出这种蜗牛可以用来帮助检测自然环境变化，作为环境指示生物的结论。学生在探究过程中不仅获得了知识，而且学会了观察和实验的方法，节目展现的就是对这种探究过程的真实纪录。当然，如果在节目中加入作者对观察过程的一些思考，无疑就是一部很好的青少年科学探究纪录片。
对于青少年科学探究纪录片来说，在选题时都应该考虑三个基本要素。其一，是否对选题感兴趣，爱好驱动是探究成功的重要保证；其二，为什么要用影像的方式来表达，影像的真实性能否保证；其三，必须要求具有科学属性，即探究的是科学现象，纪录的是科学过程，体现的是科学精神。
可以说，从某种程度上，青少年科学探究纪录片是科学纪录片的一种类型，将科学教育和纪录片的创作特点结合起来，这种新的影像表达方式，对青少年的科学教育来说，无疑有着重要的价值和意义。
2 青少年科学探究纪录片的真实性
纪录片以真实性为自己的创作根本，它不仅要求内容本质的真实，而且要求现象的真实；不仅要求事实本身的真实，而且要求艺术的真实。一个纪录片如果失去了真实性，这无疑是致命的问题。2011年，在BBC播出的纪录片《冰冻星球》中，其中一集拍摄到北极熊妈妈照料刚出生小熊的片段，主持人解释说：“在这冰天雪地的斜坡下，新生命正在诞生”，如此珍贵的画面大获观众赞赏。但该组镜头后来被英国《每日镜报》披露涉嫌造假，指出它事实上是在荷兰的一个动物园中拍摄的。结果，这部片子让观众感到被愚弄，备受指责。[3]这个事例充分告诉我们，对于青少年科学探究纪录片来说，更应该坚持真实性原则。它不仅是纪录片的要求，更是对青少年成长教育必须坚持的重要原则。只有怀着对现实社会的真实纪录心态，青少年才能够获得真实的认知和情感，才能培养求真探求的科学精神。
纪录真实。即要求创作过程中，必须保证纪录的内容是真实可靠的，没有造假的成分。在青少年科学探究过程中，由于条件的限制和认知水平的局限，探究的结论有可能与事实本身存在一定差距，但这并不妨碍纪录这个过程。在2012年第三届青少年科学影像节中，有一部作品《加油站里禁止打手机》，通过调查、搜寻、设计实验等方式，得出了加油站里打手机会引发爆炸的结论，解开了大家的疑问。然而，在美国探索频道播出的科学纪录片《流言终结者》中，主持人通过一些专业的手段调查了同样的话题。然而，却没有得出同样的结论，他们最终未能通过实验来证明手机对加油站的危害。那么，这两个问题的答案究竟谁更正确，或许还会有更好的方式去探究。但笔者认为，在青少年科学探究过程中，探究的结论并不是最重要的，重要的是探究的每一步过程都是真实的，而不是为了某个结论去造假事实。
真实纪录。即要求创作过程中，纪录的方式是真实的。纪录片工作者的任务就是记录客观存在的过程，而不是主观地去改变过程、缩短过程、延长过程，乃至制造过程。因此，我们不能介入（更不能深度介入）过程。因为，我们介入过程就有可能程度不同地改变过程。过程变了，关系就要变，命运走向就要变，整个结果可能就要变。那么，这个过程的本质就可能不是真实的。[4]在青少年科学探究纪录片中，有许多过程可能是繁琐的，甚至是流水的，为了避免流水账式的纪录，创作者容易陷进探究过程的人为介入，从而将探究过程变成了一个探究秀。在2014年第五届青少年科学影像节中，作品《“摩易擦”的秘密》中，学生在探究遇到困难时，向老师请教。镜头表现的内容是，学生还没有提出问题，老师却把实验要准备的酒精灯、石棉网等材料准备好了。显然，这违背了真实纪录的原则，这个过程也很难让人看到学生是如何探究的，以及在这个过程中体现的科学精神。但在另一部影片《漏斗高手――森林漏斗蛛生活习性的观察与研究》中，学生为了给漏斗蛛编号，第一次用的纸质编号牌被风雨刮跑了，为了继续观察，第二次制作了更结实的编号牌，最终完成了观察。作者在影片中将这一过程展现了出来，虽然时间并不是很长，有些镜头还用照片来代替，但是它的真实纪录过程得到了很好地展现。学生在探究过程中遇到的困难，以及在困难面前所表现的应对办法，无疑是这部影片成功的重要亮点。
因此，在青少年科学探究纪录片中，遵循真实性原则，强调纪录的真实和真实地纪录，坚决回避造假和过多的人为介入。对于青少年来说，探究的过程才是最重要的，尽管这个过程并不完美，但它的真实性却构成了科学探究纪录片的真谛。我们需要是真实，而不是为了追求画面成为一场探究秀。
3 青少年科学探究纪录片的艺术性
叙事与故事。纪录片也要讲故事，这是近年来纪录片创作的共识，也是纪录片对叙事方式上的一种探索。然而，对于青少年科学探究纪录片来说，应该如何把握其中的叙事和故事呢？万彬彬在《科学纪录片研究》中对故事和叙述的区别是这样阐述的：“故事”是按照发生时间的顺序去排列事件的叙述，而“叙事”，则是可以使用种种不同的方式将事件排列组合的叙述。[5]从这个角度来说，故事只是其中一种叙事方式。如果用全知视角的叙述方式，叙述自由灵活，适合全方位描述人物事件，但由于缺乏事件的主角，生动性不够，同时，全知者视角的情感缺失，容易让科学探究过程变成一个冷冰冰的过程。但如果换一种视角，采用限知的视角，探究过程中许多不为人知的内容天然就形成了谜团，探究者和观众都会对此产生兴趣，悬念也由此而生。然而，对于青少年科学探究纪录片来说，由于题材一般不会宏大，故事一般不会有很大的戏剧冲突和悬念。但为了让探究过程变得有意思，注重限知视角来叙事仍很有必要。因此，在科学探究纪录片创作中，以人物主人公为主线，去探究某一个科学现象或科学过程，在探究过程中能够天然形成一定的悬念，应该是青少年科学探究纪录片采用的一种叙事模式。
叙事结构。笔者认为，科学纪录片应该具备科学的叙事逻辑和普遍的认知思维。即在叙事上可以采用科学研究的“假说-演绎法”。所谓“假说-演绎法”，是指在观察和分析客观事实基础上提出问题后，通过推理和现象提出解释问题的假说，然后根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结果。这种可以叙事结构可以简单地“翻译”成为“提出问题-分析问题-解决问题”的探究过程，或者可以理解为“是什么-为什么-怎么办”的叙事结构，这是一种经典的科学逻辑叙事结构。对于青少年科学探究纪录片来说，采用“是什么-为什么-怎么办”的顺叙模式或者“怎么办-为什么-是什么”的倒叙模式，既符合科学认知的一般规律，又易于操作。并且，在创作中，适当加入人物主人公的探究过程，展现其中所遇到的困难和冲突，既增加了悬念和故事性，又能体现探究的科学精神。
影像表达。青少年科学探究过程，是一种科学研究的过程，从广义上来说，所有的科学研究过程都可以成为探究过程。根据青少年的科学教育实践和纪录片的创作手段，可以采用的影像表达手段通常有以下的方式：观察（肉眼观察、借助仪器观察等）、测量（简单仪器、仪表测量等）、实验（物理化学生物实验、专业实验等）、调查（采访、查阅资料、问卷调查等）、体验（亲身去体验）、模型（模型制作说明）、动画、统计分析。在具体影像实现中，可以将探究的问题转化成多个关键词，并以关键词为核心来寻找影像的表达手段，注重细节，这种创作模式，或许是青少年科学探究纪录片值得采用的一种重要创作模式。
对于青少年来说，他们在科学探究过程中所学到的科学方法和科学思想，是素质教育的重要基石。并且，用纪实的方式纪录下青少年在探究中所遇到的困难、所取得的进步以及感受到的乐趣，从而制作成一种新形态的纪录片――青少年科学探究纪录片，对培养青少年的科学素养无疑有着重要的意义。
参考文献
[1]万彬彬.科学纪录片研究[M].北京：中国传媒大学出版社，2011：47.
[2]中国科协青少年科技中心全国青少年科学影像节申报指南.
[3]王昱斌.浅谈纪录片影像的真实性[J].中国电视纪录，2012（7）.
科学探究的一般过程范文5
[关键词] 小学生 反思思维 反思能力
基础教育课程改革强调要培养学生“初步的创新精神、实践能力”,倡导学生在课程中“主动参与、乐于探究、勤于动手”。课程改革是以培养学生的科学素养为宗旨,积极倡导探究为主的学习活动,培养他们的好奇心及探究欲,发展他们对科学本质的理解,使他们学会探究解决问题的策略,为他们的终身学习和生活打好基础。
科学探究作为一种课程目标,实质是一种思维方式,思维习惯,一种能力系列。“探究性教学”就是培养学生在学习中以获取科学知识,理解科学思想观念,领悟科学家们研究自然界所用的方法和发展科学探究能力而进行的教学活动,下面就结合实践谈谈对“探究式”教学方法的认识。
一、教师在实施“探究式”教学中的困惑和思考
1.实验多,器材少,给教师增加了很大的压力和负担
新教材倡导探究为学习的主要方式。课堂上,教师的演示实验、学生的动手实验大幅度增加,一些概念的建立过程、一些科学结论(规律)的得出过程,都离不开观察和动手实验。除此之外,教材还安排了一些想想做做、想想议议等课内、课外的实验和实践活动。教师普遍感到,现在几乎每节课都要准备实验器材,课堂上的实验明显增多,这体现了以活动为中心、以实验为基础的思想。但是,这里有一个老师们普遍头疼的事情就是要花更多的时间和精力去准备实验,这些实验器材,现在的太少,多数需要教师找材料制作,这无形中给教师增加了很大的压力和负担。
如果有关部门能够加强适合新课程的教具和学具的开发力度,在为教学第一线服务的同时,也为商家提供了一个不少的商机。对学生来说,少买几本练习册,多买一些学具,既能减轻学生负担,又能提高学习兴趣、从“做中学”符合课程改革的理念。
2.教师迫于某些压力,使得课程改革停留在口头上或一些形式上
由于受社会现实中的人才选拔机制和传统的教育教学观念的束缚和旧的评价制度的制约,多数教师虽然认识到新课程改革的重要性,却迫于教学质量的评比和排队的压力,在实际中不得不抓应试教育,使得课程改革停留在口头上或一些形式上。
希望教育行政部门改革升学考试形式,找出课程改革和考试选拔的切合点,消除广大教师的后顾之忧,使之全身心投入到教育改革中。
3.科学探究要付出很多时间,有必要吗
新课程强调,要将科学探究渗透到教学过程的各个部分,而进行科学探究就要付出平常几倍的时间。很多知识老师讲讲学生就会了,花较少的时间就能得高分,为什么不要多花时间、精力去搞探究?
我们借用美国教育家艾伦•柯林斯关于“探究式”教学的一句话:这是一种费时的教学,但如果我们的目标是培养学生能创造性地解决问题和发现理论,那么这是我们所拥有的唯一方法。
二、认识“探究性教学”系统
1.科学探究是一项系统的工程
科学探究简单地说,就是科学家提出关于自然界和问题,寻求答案,解决问题的过程。我们平常人也要解决各种问题,但要正确认识自然、解决问题、发现真理,用平常人解决问题的方法是不行的,得像科学家那样才能奏效。
一般的科学探究系统大致由三个要素组成:
一是探究主体,它指的就是探究者。探究主体是科学认识活动的认识者,也是科学知识的生产者,它应具有一定的知识经验、方法技能和主观能动性。
二是探究客体,它指的是探究对象。探究客体是科学认识的对象。也是科学研究中所要认识和解决的问题,他是进入主体认识和实际范围的客观事物。
三是探究手段,它是科学认识的实践手段和研究方法的综合体。探究手段由硬件和软件两部分组成,硬件指的是科学仪器、工具设备等,它是人体器官的延长;软件指的是科学理论、科学方法等,它是人脑器官的扩大。
科学探究是“主体”运用“手段”认识“客体”的过程。
2.“探究性教学”和“科学探究”的区别
“探究性教学”是一种教学,这是一种培养学生“象科学家一样工作”的教学活动。因此,我们的探究性教学系统是一个教学认识系统,它是一种特殊的教学认识活动。在探究性教学活动中,每个参加“探究”的学生就是探究主体,他们在这一系统中的活动属于探究性学习活动。探究主体在探究性学习活动中所要认识和解决的问题(对象)就是探究客体。与科学探究不同的是,他们所要认识的客体一般来说已被前辈们认识了的已有定论的问题,然而对于他们来说却仍然是个未知的领域。这里尤其要指出的是,在“探究性教学”中,主体的认识对象其实不仅仅是他们所要研究的问题(客体),还应包括在探究过程中所运用的方法、思路等(手段)。也就是说“探究手段”也是探究主体所要探究的内容。
“探究性教学”认识活动与一般科学探究活动还有一个十分显著的区别,那就是在这一教学认识活动中,除了探究者(学生)、探究对象(问题)和探究手段(硬件和软件)三个要素以外,还有他们可以信赖的朋友――教师也参与在其中。教师是探究性学习活动的组织者和指导者,在探究性学习活动中起着主导作用。
3.“探究性教学”系统的组成
科学探究的一般过程范文6
本文在SEI，即“系统―探究―创新”教学模式指导下,构建出一套旨在发展学生的科学研究能力、创造性思维能力，培养学生对学科知识的认识与应用能力的生命科学教学模式。
关键词：教学模式；系统；探究；创新
知识经济时代高科技已成为当代经济增长的决定性因素,在这种大趋势下,靠知识积累型教育培养的人,绝难在知识创新上有大的作为。要参与世界的竞争,必须对现行的教育体制、教学观念、教学管理、教学内容、教学方法、教学手段等进行全方位的改革。
一、SEI教学模式的基本内涵
SEI教学模式的全称为“系统(System)―探究(Enquiry)―创新(Innovation)”教学模式。它是针对大学生命科学实验教学而设计的一种新型教学模式。此模式的教学活动框架是以自然科学研究的一般方法为主线建构的。目的是让学生在系统、探究的实验中,提出假设、收集材料进行实验和观察,最终得出结论。[1]通过这一学习过程,使学生掌握和解决生命科学研究问题的一般方法和技能,培养学生的创造性思维能力,最终达到培养学生创新能力的目的。该模式在教学过程中有紧密衔接的7个步骤,要求循序渐进地针对不同的步骤训练和培养学生的发散思维和聚合思维能力。模式由宏观意义上的系统、探究、创新三部分构成,取每个单词英文的第一个字母,合起来称为SEI教学模式。
系统(System):系统在文献中流行最广的定义将近40个,一般系统论创始人塔朗菲认为，系统是处在一定相互联系中的与环境发生关系的各组成部分的整体。韦氏大辞典解释为“有组织的或被组织化的整体”。我国科学家钱学森同志认为,系统就是“由相互作用、相互联系的若干组成部分结合而成的具有特定功能的整体”。[2]在SEI教学模式中,系统定位在以下两个层面:一是使学生系统地掌握、应用科学方法解决问题的步骤,包括:确定问题――提出假说――收集资料――验证假说――得出结论；二是使学生掌握、应用科学方法解决问题所需的一系列过程技能,如观察、推论、测量、解释资料、形成假说、分解和控制变量、实验构建模型。探究(Enquiry):探究学习理论的倡导者是施瓦布(J.J.Schwab)。探究学习让学生亲自动手、亲自体验,从事实验观察、实验操作、讨论、整理,最后得出结论。让学生在探究的学习中了解到科学概念形成的一般过程。创新(innovation):是SEI模式的最终目的,具体表现为:在实验的过程中训练学生的发散思维能力和聚合思维能力,帮助学生养成创造性思维的习惯,最终达到培养学生创新能力的目的。
二、SEI教学模式的基本目标
（一）宏观目标
宏观目标可分为三个方面:第一,发展学生的科学研究能力。即指导学生沿着科技人员解决问题的一般思维过程,通过发现和探究的学习,掌握科技人员研究中的主要工作方法,如提出假说、收集材料、实验设计、演绎推理等,学会用实验的方法解决生命科学研究中出现的问题。第二,发展学生的创造性思维能力。即通过具体生命科学实验教学中的创造性教与学,重视学生发散思维、聚合思维以及直觉思维的培养,全面发展学生的创造性思维能力。[3]第三,系统地发展学生对学科知识的认识与应用能力。即让学生学会用系统的观点去分析实验现象及其解决问题的可能的途径和方法,系统地掌握生命科学中各种现象之间的直接联系和间接联系以及生命科学研究的基本方法和步骤。
（二）中观目标
SEI模式在中观上按“系统”分为3个层次:基础层次；综合、设计层次；科研层次。这三个层次在学生的科学方法的掌握、创新思维的培养和知识体系框架的形成过程中,循序渐进,各自相对独立又彼此联系。
1.基础层次。基础层次的实验注重配合各专业理论课的教学,以演示性、验证性、基础性和实验技能操作与训练为主,目的是增强学生对理论的理解与记忆,增强学生严谨的科学态度和基本的操作技能,熟悉并初步掌握实验仪器与设备的使用。此阶段教师指导较多,课程安排在大学1-2年级,是后两类实验的基础
2.设计、综合实验层次。实验教学形成独立授课体系,授课内容集成现代科技发展的新知识、新技术和新的实验方法,精心选用综合性、先进性、新颖性、应用性的实验来激发学生的求知欲,培养学生综合把握和运用学科群知识的能力,让学生自由选做各种研究方向的实验。学生通过此活动可激发学习兴趣,把握相关研究领域的知识与能力。教师与学生为双主体。课程安排在相应的理论课结束以后,在大学2-3年级。
3.研究层次。在优秀实验教师与技术人员的指导下,鼓励学生从教师的科学项目研究中,从社会生产实践中,从教学改革实践中,寻找研究课题,独立设计,自查资料,自拟实验方案,进行探索创造性实验。学生可根据校方安排进行(一般是参加课题组,承担一部分研究内容或仅仅做助手),也可结合毕业论文在第4年进行。
设计类、综合类实验的开设不仅可以拓宽学生的知识面,而且还能实现多学科间交叉和渗透。因学生在查阅资料、设计实验方案的过程中,要利用所学的知识,还可能涉及其他相关学科。学生从确定问题开始就要自主地去完成文献的收集、假说的设定、实验的设计和观察。学生在一系列实验过程中,必须开动脑筋、活跃思维、精心设计、严谨求证、仔细观察、分析现象、得出结论。这一活动本身就孕育着创新能力的培养和提高。研究型实验吸收本科生参加,在我国还鲜有尝试,这一活动,对培养学生的创新精神,大有好处。
（三）微观目标
模式中微观层次的基础层次实验选取以训练学生掌握生命科学基本研究方法和基本实验技巧的实验为主。如能体现科研基本研究方法的孟德尔分离实验、光谱分析技术、层析技术、电泳技术、制片技术、显微摄影技术等。其实验内容可根据相应的专业课程的内容而设定。这些技术应该是生命科学研究中的通用技术,不因学科的进一步分化而丧失意义。
综合设计类实验的周期较长,例如组培实验要2-4个月,但它很系统,而且,较长时间地把学生的注意力集中在某个或简单或复杂的问题上,会锻炼学生的注意力,这对将来学生从事科研工作,产生“顿悟”极有好处。
三、SEI教学模式的基本教学程序
SEI教学模式的基本教学程序是:提出目标确定问题提出假说收集材料实验设计实验观察得出结论。1.提出目标。教师把学生在实验结束时究竟要达到什么目的,予以明确的陈述,即提出一个目标。这个目标是实验的最终目的,是实验的理性升华。2.确定问题。将目的精炼为更确切的陈述形式,让学生按照科学研究的思维过程,去完成一个项目实验。确定问题的关键是有一定的难度,能将学生所学课程的理论应用到以研究为主的实践活动中。教师应尽量提供足够数量的、难度相近的实验,让学生自主选择,以激发学生的责任感,这是引起学生学习动机的很重要的一点。3.提出假说。假说就是一种假定性理论解释。学生根据已有的知识和科学原理,提出关于未知事实(包括现象间的规律性联系,事物存在的原因,未来事件的出现)的假定性解释,这是为解决问题而做的初步猜测或设想,是科学活动中十分重要的智力活动手段。假说应当与学生原有的认知结构相联系,师生是互动的。在此过程中,使学生学会发展自我概念和处理信息的能力。此阶段多用演绎法,是一个从一般到特殊的过程,即在原有的基础上,大前提是一个概念、定义或一个概括,小前提是要进行的实验,结论是解释推理或者是预测推理。对演绎推理过程的认识,可赋予学生一种分析自己思维的工具,并提高准确地处理信息的能力,即要提高学生的思维能力,就得使他们理解演绎推理的过程,来分析结论所依据的前提,最后一步得出结论、验证假说时,这个思维过程还将体现。4.收集材料。收集材料围绕假设展开,可以从教材、参考书和相关的专业文献上查找,考虑到学生的知识宽度和广度,教师可以开列参考书目为学生指明方向。这是培养学生科学研究能力必不可缺的一环。提出假说和收集材料两个过程是可以互换的。一般情况下,假说的提出应在收集材料之前,但也有的学生喜欢先收集资料,再在资料的基础上提出一个或几个假说。从提出假说到收集材料这个过程可能要循环反复几次,以修订、再确定、否定已确定的假说。在此过程中思维活动的特点是:发散思维过程与聚合思维过程均十分活跃,并交替进行。5.实验设计。对所要进行的实验,做一个初步考虑,包括说明技术路线的具体实施方法(如果文献上能够找到现成的方案或方法,则要分析一下为什么要这么做?优缺点是什么?是否需要改进,完成独立的独创性实验设计需更加严密的考虑)、实验药品、实验材料、实验仪器的准备、具体时间安排等。设计计划是灵活的,允许学生在设计方向、工作时间、实验方法上做选择。6.得出结论。做完实验后,把实验结果进行整理与评价。将实验结果与已知的经验或理论联系起来,加以解释,这是整个实验教学的最后一个步骤。教师要求学生承认全部观察现象,这将鼓励所有的学生专心所学的课程。不断鼓励学生,并相信学生的一切回答都是可以接受的,这样做的目的是为了改善学生对学校的态度和促进学生自我概念的形成。这个过程的目的是发展学生在实验过程中的技能,运用已经观察到的现象得出结论。这种得出结论的方式是归纳式。归纳式是传授概念和概括的有效手段,也是激发学生动机的有效手段。它通过促进学生的积极性和过程技能的发展,来增加学生对活动的积极性,促进学生的个性发展。
四、SEI教学模式的评估原则
根据本模式的基本教学目的(学生的应用能力、创造性思维的发展、发明的才能、坚忍不拔的精神来解决问题的能力等),教师一般应更注重过程的评估,而不仅仅将注意力放在最终的实验报告和实验结果上。其评估原则是:1.注意观察学生的实验过程,包括实验的具体操作,实验时的具体思维特点(主要看发散性思维的活动方式)。看其对实验研究方法的掌握情况以及将理论知识应用到实际过程中的能力。2.看学生将实验结果与实验材料联系的能力(即理论指导实践的能力,一般方法是让学生陈述整个实验过程,包括思维活动和具体操作),看其对科学研究方法的掌握、知识结构的掌握情况。3.对事实结果的概括能力,即从特殊到一般的过程,看能否用理论解决其他问题。
参考文献
[1]古宽贵.发挥学生主体作用是创新教育的关键[J].德阳教育学院学报，2000，(02).
[2]肖庆瑛.创新教育课堂教学设计的基本思路与策略[J].教学与管理，2003，(08).
[3]徐展,张庆林.关于创造性的研究述评[J].心理学动态，2001，(01).
