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科學探究實踐范文第1篇

[關鍵詞]探究活動；科學實踐；認知沖突；推理論證；自主建構

[中圖分類號]G623.6[文獻標識碼]A[文章編號]10079068（2017）18007502

案例1：流水改變巖石的模樣

學生：四年級，11歲

教師在備課過程中發現，模擬流水對巖石的作用時，巖石發生非常細微的變化，如果不仔細觀察，就無法發現實驗前后所發生的變化。為了提高課堂教學效率，教師特地找了一些非常松脆的巖石，讓學生進行實驗，實驗結果非常明顯，學生很快就得出結論，流水會改變巖石的模樣。

幾年前，我們還為這樣高效的探究活動沾沾自喜，但當下我們發現這樣的探究活動存在很大的問題。其問題的癥結在于我們只考慮到了時間，忽視了探究活動中的核心因素――科學家是否是這樣來研究――用有效的推理論證找出模擬實驗與實際實驗的關聯度。案例1中的探究活動完全服務于預設的結論，教師為了達到預設的結論特地找一些外在物來促成，我把這樣的探究活動定為偽探究，而當下類似這樣的偽探究在小學科學探究活動中大量存在。

“科學實踐”全稱是科學與工程實踐，來源于2013 年公布的美國新一代科學教育標準（NGSS）。國內不少專家從不同角度對“科學實踐”進行闡述，其中中央教科所郁波將“科學實踐”解釋為學生應該像科學家了解、認識自然世界的過程那樣來學習科學。從教學層面上可以具體理解為：學生需要通過實踐進行核心概念的有效學習，這種實踐應該與科學家的研究更為相似。

基于此，筆者認為郁波從教學層面上將“科學實踐”闡述為“學生需要通過實踐進行核心概念的有效學習，這種實踐應該與科學家的研究更為相似?！边@對當下的科學探究活動具有重要的指導意義。那么，怎樣才能讓學生的研究與科學家的研究更為相似呢？所以筆者嘗試從以下三個方面進行闡述。

一、引發認知沖突――學生探究的原動力

認知沖突是把新的現象與原來的認知相聯系的過程，當新的現象無法納入原來的認知時，會造成心理失衡，認知沖突就產生了。認知沖突是學生學習的起點，也是科學家研究問題的出發點。真正的探究活動必須讓學生經歷認知沖突，引起深刻反思，促發主動探究，但認知沖突會逐步推進，推進得越深，認知沖突越難進行，學生會把觀察到的現象不停納入原有的認知體系中，并從這個體系中出發尋找證據，而忽視其他證據的存在?，F代科學認為，任何觀察都是滲透著理論并受理論束縛的。在這種情況下，教師應怎樣去引導學生發生深層次的認知沖突呢？

案例2： 物體在水中的沉浮

學生：五年級，12歲

教師演示各種物體的沉浮，有礦泉水瓶、蠟燭、回形針、泡沫、橡皮、小玻璃瓶、木塊、石塊等。每次演示之前都先讓學生猜測，然后研討沉浮跟什么因素有關，逐一討論，有的說重量，有的說大小，有的說材料，有的說空氣等。討論中有很多因素被否定了，比如重量因素，一些學生聽到之后會馬上反駁，蠟燭比回形針重很多，但蠟燭浮，回形針卻沉。這些都非常順利，因為事實就擺在眼前，最終剩下空氣因素不能否定，這是學生最后一根稻草，學生不會輕易放棄。學生認為有空氣的物體容易浮，沒有空氣的物體就容易沉，用此觀念來解釋剛才很多物體的演示，似乎都能套用。這時，教師提到蠟燭沒有空氣，為什么是浮的呢？學生認為蠟燭中間有很多小空氣存在，這時班級中絕大部分學生開始支持這樣的觀點。

這個觀點的存在成了整個單元教學的死結，因為在后續的課中用不同重量同體積的塑料球和不同體積同重量的圓柱體這套材料進行實驗時，學生也搬出了這套理論，同樣也適用。在這種情況下，一定要找到一個沉浮現象是學生的“空氣理論”解釋不了的，這樣才引發認知沖突，才能讓學生重新去探索影響物體沉浮的因素。教師一開始想到的材料是一個浮的玻璃球，然后把里面的空氣抽出來，再演示是沉是浮?？墒切W科學材料中沒有這樣的設備，即使有，怎么樣做才能讓學生相信玻璃球里面的空氣被抽干了呢？最終教師找到了注射器的妙用，將注射器的推手推到底部，把注射孔封住，不讓空氣進入，在注射器的兩旁捆綁上兩根三寸鐵釘（這樣注射器就能沉到水底），然后把注射器的推手往上拉（空氣不能進來），將剛才的兩枚鐵釘撐在針筒和推手之間（因為這種情況下把手放開后，推手會自動拉回到原處，關鍵學生對此非常了解），這樣還是注射器和剛才的鐵釘，注射器內的空氣也沒有增多，讓學生預測這注射器的沉浮。如果還是沉，說明確實跟空氣有關，因為空氣不增多，物體保持原來的沉浮。如果浮了，又說明什么呢？學生意識到，浮了就說明沉浮與空氣因素無關，因為空氣沒有變，物體同樣有沉浮的變化。預測時很多學生很肯定注射器會沉下去，演示后發現注射器浮起來了，學生都驚呆了。一些學生還懷疑注射器是否漏氣，教師將撐在推手和針筒間的鐵釘拿去后，推手回到原位……

從學生驚呆的表情中，我們知道認知沖突已經發生了。認知沖突有淺有深，淺層次的認知沖突在學生的研討中就能發生，它會讓部分學生進行概念建構，如案例2中一些學生認為重的沉、輕的浮，這種認知沖突是個別性的、淺層次的。隨著研討的推進，一些學生的概念逐步被修正，一些觀念在經受一輪又一輪的實驗后，學生會對它堅信不疑，并會出現很多支持者，所有的問題會聚焦在一個點上，這時的認知沖突是集體性的、深層次的。學生只有經過這樣的認知沖突，后續的探究活動才會有意義。這種集體性的、深層次的認知沖突是否出現就可以作為甄別探究活動真偽的一個標準。

二、反復推理論證――探究活動的核心

缺少反復論證與推理，是當下實驗教學的突出問題，案例1就暴露了這個問題，結論的得出過于盲目，這顯然不是“像科學家那樣的研究”，教師也沒有意識到要引導學生對得出的結論進行反思――結論可靠嗎？有依據嗎？相比教師盲目地下結論，讓學生產生爭論更有價值。

案例3： 白糖加熱后的變化

學生：六年級，13歲

把白糖放在金屬的調羹中，放在蠟燭上加熱，教師要求學生觀察白糖的變化，并把重要信息記錄下來。觀察中，一些現象超出了學生的預想，一開始學生就覺得很驚訝，課堂慢慢變得躁動起來，有些甚至大喊，教師提醒學生把重要信息記錄下來。實驗完成后，教師組織學生研討，大家發現了白糖加熱中發生很多變化。教師拋出了研討主題“加熱前的白糖和加熱后的白糖是否是同一物質？”問題提出后，學生明顯沒有剛才活躍了，一些學生認為沒有發生變化，因為沒有加入其他的物質，應該還是糖。一些學生認為發生變化了，因為顏色氣味都發生了改變。雙方各占一詞，爭論不下。這時，教師組織接下去的活動：“小組討論，你們認同哪一種觀點，是否能找到更有力的證據或實驗方法。在此過程中需要教師提供什么幫助或是器材。”一些學生就想重新做實驗，并得到很多同學的支持。

在第二節課中，學生再次做了這個實驗，學生明顯沒有上節課那樣躁動。實驗完成后，一些學生提到了白糖發生過程性的變化，一些學生認為最終的物質是炭而不是糖，但一些學生還是認為，白糖本質沒有變，僅僅是顏色發生變化，刺鼻的氣味是白糖加熱中所散發出來的氣味。于是有學生提到了是否能為他們提供一杯水，想看看加熱后的白糖在水中的狀態……

學生為什么會有重新做實驗的想法，這就是科學家的思維，科學家對同一個實驗會反反復復進行，直到沒有思考點為止。學生做兩次實驗似乎是一樣的，材料也是一樣的，但兩次實驗的關注點不一樣，后面的實驗是在有了新的關注點的基礎上進行的，而這個關注點一定是第一次實驗中沒有關注到的，這就是再做實驗的意義。事實上，第二次做實驗，學生會帶著新思考去觀察，實驗后的確有更有意義的新發現。我認為這種觀察本身就“與科學家的研究更為相似”。學生為什么會想到要再一次做實驗，后來為什么會想到要一杯水，說明學生的思維在不斷向前發展，反復推理論證不是在原地打轉，而是需要思維不斷推進。這種思維的推進，恰恰是探究活動中最為核心的部分，因此，是否有這樣的反復推理論證是甄別探究活動真偽極為重要的標準。

三、自主建構概念――探究活動的歸宿

如果學生的學習經歷了認知沖突，反復推理論證，就能自主建構概念，它是探究活動的最終歸宿，“探究”與“概念”雙螺旋發展也是國內專家對“科學實踐”達成的共識，但他的實現是在上述兩點的基礎上自然達成的。如果缺少了認知沖突，就無法進行反復論證推理，也就無法落實科學概念的自主建構。因此，概念的自主建構也作為甄別探究活動真偽的標準之一。

案例4：水與水蒸氣

學生：三年級，10歲

第一個教學環節是交流生活中的蒸發現象，集體看了一組魚缸中的水逐漸蒸發的照片，從而指出水變成水蒸氣稱為蒸發。第二個教學環節是觀察水蒸猓讓學生在桌面上、皮膚上用水寫字，隨即總結水蒸氣是看不見、摸不著、無色無味的一種氣體。并重復地問水蒸氣是怎樣的，試圖讓學生強化記憶。第三個教學環節是觀察水蒸氣的凝結現象，教師讓學生用冷和熱兩塊玻璃分別蓋在同樣溫度的熱水上，學生發現冷玻璃片上很快就有了水珠，當教師問這是什么時，幾乎所有學生都說是水蒸氣。教師只能搬出科學家，“科學家說水蒸氣是看不見、摸不著的”。接著給每個小組發一瓶冰礦泉水，觀察冰礦泉水外面的水，依舊有學生說是水蒸氣。最后教師演示水燒開后噴出白氣的現象，分析看不見的部分和看得見的部分各是什么。

課后我采訪了一位上課表現非常出色的男同學，我問他：“你覺得水蒸氣是看得見還是看不見的?！彼卮鸬溃骸坝袝r候看得見，有時候看不見?！蔽依^續追問道：“什么時候看得見?！彼卮鸬溃骸盁岬臅r候就能看見?！?/p>

從這位學生的回答中說明他對水蒸氣的概念建構沒有達到教師預期，甚至可以說毫無發展，原因在于他對水蒸氣的原先認識，對于解釋這整堂的實驗現象綽綽有余，這就不會有認知沖突，因此后面看似滿滿的探究活動，對學生來說都是無效的。

科學探究實踐范文第2篇

關鍵詞：引領 有效 探究 探索

前蘇聯教育家蘇霍姆林斯基曾說過：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望感到自己是一個發現者、研究者、探索者。而在兒童的精神世界中，這種需要則特別強烈?！薄犊茖W課程標準》中也強調：科學探究既是科學學習的目的，又是科學學習的主要方式。那么如何引領小學科學有效探究呢？課改以來，我進行了一些有益的嘗試和探索：

一、準備有效的探究材料或經驗，讓探究活動有備而來。

巧婦難為無米之炊，沒有“米”，探究就無從下手，更談不上有效探究，因此，提供學生感興趣的、有結構的材料或安排前置性的體驗是有效探究的保證。

1.材料的選擇貼近學生的生活。

來自學生身邊的材料更能激發學生的探究興趣，同時也會給學生一種啟示：科學就在我們身邊，就在我們熟悉的事物中，只要你留心觀察和思考。比如在教學《聲音的產生》一課的時候，我沒有馬上向學生提供專門的實驗器材――音叉，而是先讓學生自行準備生活中的一些材料，比如學生的塑料直尺、紙張、氣球、皮筋、礦泉水瓶等。學生根據自己的生活經驗想出了各種各樣的辦法讓物體發出聲音，操作簡單學生又樂于探究。

2.注重材料的結構性。

所謂材料的結構性就是教師經過精心設計的典型教學材料的組合。有結構的材料能明確指出實驗目的，具有一定的引導性和暗示性，能激發學生的探究欲望。比如在研究“改變物體的浮沉”實驗的時候，我準備了橡皮泥、玻璃瓶、胡蘿卜等幾種典型材料，把它們放入水中有沉有浮，改變它們浮沉的辦法也很多，有的可以借助其它材料，有的可以改變它的重量，有的可以改變它的形狀，有的可以增加水的密度，當然有的也可以幾種方法并用。學生利用這些典型材料，依據自己的意愿去實驗，在操作中驗證假設，在探究中獲取知識，在實踐中感受快樂，提高了課堂探究的效率。

3.做好前置性的經驗準備。

良好的、恰當的前置性研究是進行課堂教學前的一個重要環節，是課堂交流、學生自主探索科學問題的前提。如三年級下冊《種子發芽》一課，在研究種子發芽需要什么條件時，為了增加學生對種子萌發的感性認識，獲得必要的經驗，我就提前安排學生回家種植種子。結果有的學生把種子種在肥沃的土壤里，有的把種子種在松散的沙子里，有的把種子直接浸在水里。一段時間以后，種子萌發的情況各不相同。通過動手做，學生產生了許多問題：為什么種子在沙土里會長得更好？種子萌發什么溫度最合適？種子萌發一定要加肥料嗎？……這樣為課堂進一步的研究學習創造了良好的條件。

二、創設有效的探究情境，讓探究活動充滿快樂。

創設有效的探究情境，能夠引發學生的思維，激發學生的興趣，讓學生感受到分享的快樂。

1.創設情境，激發學生的探究興趣。

激發學生興趣，能夠促進探究欲望，使學習活動成為一種愉快的體驗。比如在教學《有趣的浮沉現象》一課時，我設計了這樣一個情境：狼追小兔子，小兔子跑到一條小河邊，抱起一塊木頭跳入河中，浮在水面上。狼抱起一塊大石頭也跳進河里，結果沉入了水中。當教師在課堂上播放這段情境動畫時，學生先是哈哈大笑，繼而產生了許多關于浮沉的問題和猜測。這節課學生的探究熱情高漲，思維活躍，出現了很多意想不到的精彩。

2.創設情境，培養學生的合作意識。

在探究活動中，教師不再是高高在上，而是彎下腰來傾聽孩子的聲音；讓孩子在教學活動中擔任主角，教師則樂意融入其中，與孩子一起探究，引導學生合作學習。在教學《土壤里有什么》一課時，我先讓學生觀察課前收集的土壤，引導學生分析土壤里有什么，然后讓學生以小組為單位，自由選擇其中一個或幾個問題來研究，在探究之前先讓學生討論如何設計探究方案、如何操作實驗|實驗過程中應注意哪些問題。讓學生在動手之前先動腦，交流后留給學生二十分鐘的時間動手做，給學生留下了很大的發揮空間。教師則加入到其中幾組去共同探究，并給予及時的指導。最后再用十幾分鐘的時間引導學生展示本組的研究成果，其余的學生認真傾聽并互相評價，對于有分歧的觀點組織爭辯式的討論。在整個合作探究的過程之中，學生學會了合作，體會到了和諧的歡愉，感受到了分享的快樂。

三、實施有效的引導，讓探究活動扎實深入。

一個個探究活動是科學課堂的載體，而探究活動的有效開展有賴于教師的精心組織與指導。

1.引導學生猜想。

學生具有一定的生活經驗和知識基礎，他們可以根據這些積累對某個實驗的結果進行猜想和預測，因此教師要抓住有利時機引導學生有理有據地進行猜測。比如教學《凝結》一課，在兩個相同的杯中倒入同樣多、溫度相同的熱水，分別蓋上冷、熱玻璃片，讓學生觀察有什么現象。在實驗的同時教師引導學生猜想：你認為哪塊玻璃上會有水珠？為什么？有的學生認為熱玻璃片上有小水珠，理由是熱玻璃溫度高，水蒸發快，水蒸氣多，會出現小水珠。有的學生認為冷玻璃上有小水珠，理由是冰淇淋的外殼是冷的，而且有小水珠。這樣的教學設計既培養了學生良好的思維習慣，也激發了學生繼續探究的欲望。

2.引導學生設計實驗。

新課程提倡讓學生自主設計實驗，并不等同于把實驗器材放在學生面前，愿怎么操作就怎么操作。如果是這樣，學生表面上是在做實驗，實質上很難達到實驗目的與活動目標。因此教師對于實驗設計中可能出現的問題要有預見性，才能做到有效引導。只有在教師的有效引導下，才能使實驗設計更完善、更科學，才能把科學探究活動深入下去，使探究實驗進入更理想的境界。比如在教學《水流產生力量嗎》一課中，對于“什么情況下水流產生的力量大”這個問題，學生提出了很多猜想。有的同學認為：把水放得高一些，水流產生的力量就會大，小水輪肯定轉得快。怎樣驗證自己的猜想呢？小組通過討論制定了一個實驗方案：把兩個杯子放在不同的高度，用杯中的水來沖擊小水輪，比較兩個小水輪的轉動速度，誰的速度快就是誰的力量大?！澳阌X得他們的驗證方法有沒有不嚴密的地方？”教師一句話打開了學生的思維空間，學生紛紛舉起小手，提出了自己的看法。比如：應該用同樣的杯子，并且兩個杯中的水要一樣多；杯子傾斜的角度要一樣，這樣才能保證水流一樣大；要沖擊水輪的相同位置……這樣學生在教師的引導下，潛移默化地掌握了對比實驗的實驗方法，了解了對比實驗的基本特征，培養了學生思考的嚴謹性和科學性。

四、采用多樣的評價方式，讓探究活動科學有序。

“為了每一個學生的發展”是本次課程改革的核心理念。這一理念的確立，是對評價改革的重大突破。這一理念所追求的不再是給學生下一個精確的結論，更不是給學生一個等級與他人比較，而是重視被評價者的差異，關注學生在探究過程中的進步和變化，及時給予評價，幫助學生認識自我，激發學生學習科學的興趣，促進學生自我發展，提高學生的科學素養。

1.語言激勵。

教師對學生的口頭評價是最快捷、最直接、最有影響力的評價方式。“你提出的問題很有研究價值！”“你觀察得非常仔細！”“你的回答太精彩了！”“你分析得非常有道理！”“能設計出這么完美的實驗方案，真了不起！”……這些話語不但激勵著講話者，也鼓舞著其他同學，能夠增強孩子們的自信心，使他們更投入地進行探究活動。

2.作業評價。

通過觀察學生完成專題作業的表現來評價學生科學素養的發展情況是一種科學有效的評價手段。

在教學《春季星空》一課時，我讓學生利用觀星箱對北極星和北斗七星進行中長期的觀察。然后將學生的作品進行展示和交流，師生共同從作品的質量、學生的思考、投入的程度、運用資料的能力、獨立作業的能力、合作與交流情況等方面進行評析。一次專題作業，是對學生科學知識、科學探究、情感態度價值觀各方面的一次較全面的考驗。

3.引入“成長記錄袋”。

著眼于學生科學素養的形成，我們將“成長記錄袋”引入了科學素質評價中。學生收集到的許多偉大的天文學家和科學家的小故事、科學探索的名言警句、奇妙的小實驗、觀察日記、科學小論文、生活攝影、研究性學習成果等都記錄了學生科學成長的歷程。

五、整合多種科學資源，讓探究活動有效延伸。

科學探究不能僅僅局限于教室之中，應開放學習時空，讓探究活動走向自然、走向生活、走向學生可以求知的每一個角落。探究不僅僅是讓學生得出結論，更應該引導學生把學習延伸到課外，讓學生有一個更廣闊的探究空間。

1.校園實踐活動。

在學習了《春天里的動植物》和《秋天里的動植物》兩課后，我就利用課外活動時間組織學生對校園里的動植物進行細致的觀察。他們采集標本、拍照、做記錄、互相交流，回家后通過上網查閱相關的資料，制作植物名片，了解各種動植物的名稱、特點和作用。通過一系列的探究活動，不僅使學生熟悉了科學實踐活動的方法，也增長了知識，激發了他們研究動植物的興趣。

2.家庭實踐活動。

在學習《水在哪里》一課的最后，我建議學生課后搞一個“家庭節水情況小調查”活動，有的同學就發現很多家庭將廚房洗菜、淘米后可以再利用的水儲存在水盆里，或倒進事先準備的桶里，有些麻煩。于是他們就反復研究，查閱大量的資料，經過多次改進終于發明了家庭廚房節水用具――新式節水菜盆，菜盆下安裝了污水凈化裝置、儲水箱及腳踏式壓力泵，讓節水變得科學、輕松又方便。這項發明榮獲了山東省青少年勞動技術小發明二等獎。

3.社會實踐活動。

我們在學習五年級上冊《研究與實踐》中《考察家鄉的水域》一課時，指導學生對石島的永安河進行考察。學生通過調查訪問、實地考察、搜集資料等方式，對永安河流域進行了全面的考察與研究。通過考察，學生們意識到永安河流域已經受到了一定的污染，并且已經給附近居民的生活造成了很大的影響，也對附近海域形成了一定的污染，破壞了海洋生物的生存環境。其中一個小組所撰寫的《永安河流域考察報告》還獲得了第十七屆山東省青少年科技創新大賽科學論文二等獎。

總之，提高科學探究的有效性是深化科學教學改革的關鍵和根本要求，是科學教師教學中需要面對的一個長久的、棘手的又必須關注、必須解決的問題。這需要我們廣大科學教師在實踐中不斷地完善教學設計，關注學生的活動過程，做好合理適時的引導、評價，才能讓科學探究真正做到有效，才能讓科學教學真正的“科學”。

參考文獻

科學探究實踐范文第3篇

關鍵詞：探究 實踐 樂趣

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1672-8882（2013）02-136-01

浩瀚的星空，廣袤的宇宙總有很多未知的東西。未知又是神秘的，它令人渴望找到答案，探究未知的過程就是追尋美麗夢想的過程。人對夢想總是充滿著極大的興趣，而眾所周知，興趣是最好的老師。斯賓塞在《教育論》中講：在教育中應該盡量鼓勵個人發展的過程。應該引導兒童自己進行探討自己去推論。給他們講的應該盡量少些，而引導他們去發現的應該盡量多些。因此在科學課中，教師更要提供充分的探究機會，讓學生像科學家那樣在進行科學探究的過程中，培養學習科學的興趣，提高科學探究的能力，獲取一定的科學知識。

一、引領學生在生活中探究

科學探究來源于生活，服務于生活，在生活中進行，最終超越生活。豐富多彩的現實生活可激發學生強烈的探究欲望，“打破砂鍋紋（問）到底”的天性又驅使他們進行深入的科學探究。所以，我有時會在科學課上有意識地創造生活情境，以喚起他們的生活經驗，其探究的欲望和自信也就更為強烈。用生活化理念組織教學，揭開科學探究神秘的面紗，使學生認識到日常生活中的很多實際現象都是我們可以進行科學研究的內容。同時也將抽象的探究問題鏈接到生動可見的生活或現象上，為學生的學習活動開辟一條開闊的通道。我們需要當科學探究融入到學生的生活中時，學生就會油然而生出一種親切感，

我特別鼓勵學生利用生活中可以找到的材料搞科學探究，同樣的內容用不同的材料做，同樣的材料又可以做不同的東西，既培養學生的創新意識和探究能力，又發展學生的求異思維和情趣。如在學習“物質在水中的結晶”后，我讓學生回家用鹽、味精做一下結晶；在學習“粗鹽提純”后，我讓學生周末去海邊玩時用礦泉水瓶帶一瓶海水回來，自己在家提純粗鹽；在學習“氣體的流速與壓強的關系”后，我讓學生自制飛機機翼模型等等，讓學生充分享受成功的喜悅，也使他們的實踐能力得到了培養。

二、引領學生在教學活動中探究

例如在探究“物體的沉浮”時，讓學生在一推輕重各不相同的物體前，先猜想這個物體在水中是沉還是浮，再把它放入水中觀察。把猜想正確的物體放在一堆，把猜想錯誤的放在一堆。有的事實和猜想一致，有的和事實矛盾，這是怎么回事？引導學生討論：你們是根據什么猜想的？物體的沉浮和什么有關？學生的經驗和事實產生了矛盾，進一步引發學生的思考：是不是大的沉，小的?。恢氐某?，輕的??？然后按大小順序排列幾種物體，標出這些物體在水中是沉還是浮。學生發現“物體的沉浮和它們的大小無關”。接著按輕重順序排列幾種物體，再標出它們在水中是沉還是浮。學生又發現“物體的沉浮和它的輕重無關”。接著又提供兩組特殊的材料，一組大小相同輕重不同，另一組輕重相同而大小不同，讓學生繼續實驗。學生發現原來物體的浮沉跟輕重和大小還是有關系的，學生又產生了認知矛盾，更進一步激發了他們探究的興趣。在后引導學生充分思考好討論物體的浮沉好它的輕重、大小到底有什么關系。

三、引領學生在交流中體驗樂趣

科學探究實踐范文第4篇

關鍵詞：研究性；實踐教學；教學模式；教學措施；信息與計算科學

作者簡介：謝海（1972-），男，廣西岑溪人，桂林理工大學理學院，講師。（廣西?桂林?541004）

基金項目：本文系廣西教改工程2011年項目（項目編號：2011JGA055）的研究成果。

中圖分類號：G642.423?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）28-0112-02

研究性學習內涵豐富、形式多樣，泛指學生主動探究的學習活動。而相應來說，研究性教學則是指支持學生研究性學習的教學方法、策略和模式。[1]研究性教學作為一種有效的引導學生主動探究、培養學生實踐能力和創新精神的教學方式，已成為21世紀中國高等教育改革的熱點，并得到教育部的大力倡導（教育部教高[2005]1號文件）。研究性實踐教學則是將研究性教學理念引入到實踐教學當中，重點體現了研究性、實踐性和創新性，不僅注重傳統實踐教學所強調的專業能力的培養，注重理論與實踐相結合，而且更注重學生自主學習能力、自主探索能力及研究能力的鍛煉。

一、信息與計算科學專業大力加強研究性實踐教學的重要意義

《信息與計算科學專業教學規范》（試行稿）強調指出：“本專業應特別重視實踐性教學環節，應按照課程要求安排上機實習與試驗，也可單獨開設實驗課程或組織社會實踐，亦應安排畢業實習或完成畢業論文。”信息與計算科學專業以信息處理和科學與工程計算為背景，是由信息科學、計算科學、運籌學與控制科學等學科交叉滲透而形成的一個新的理科專業。該專業覆蓋原有的計算數學及其應用軟件、信息科學與運籌控制等專業，因此該專業是綜合性、交叉性和實踐性都極強的專業。信息與計算科學專業雖然劃歸為理科專業，但它具有濃厚的工科背景，因此大力加強實際動手能力的培養是促進該專業健康發展的必然要求。必須不斷深化信息與計算科學專業實踐教學改革，穩步提高該專業實踐教學成效。

大力加強信息與計算科學專業研究性實踐教學，具有深遠的理論意義和重要的現實意義，如：有利于學生鞏固并加深對該專業理論認識的理解；有利于學生理論聯系實際、掌握科學方法和提高動手實踐能力；有利于培養學生科研意識、激發科研潛能、形成初步的科研能力；有利于培養學生創新精神、創造意識、創業能力；有利于信息與計算科學專業整體協調發展。

二、構建有特色的信息與計算科學專業研究性實踐教學模式

1.理論教學與實踐教學有機融合

在制訂信息與計算科學專業人才培養方案、教學大綱、教學計劃時，充分考慮到理論教學與實踐教學兩者之間的相互關系。采取切實有效的措施，使理論教學與實踐教學有機融合、協調發展。實踐教學作為教學體系的重要組成部分，與理論教學相輔相成、相互促進、互為補充。理論教學與實踐教學在教學內容上要有連貫性，在教學時間上要相互銜接，在課時安排上要合理分配。

2.構建科學合理的信息與計算科學專業研究性實踐教學內容體系

構建具有科學性、針對性、規范性的研究性實踐教學體系是開展研究性實踐教學的重要基礎?？茖W合理的研究性實踐教學內容體系具備三大特征：一是專業性。由于每個專業的研究對象、培養目標、人才標準、實踐能力的要求各不相同，因此構建研究性實踐教學體系時，必須突出特色，反映出本專業的發展內涵和發展趨勢。二是研究性。研究性側重于動腦，重點是訓練學生的科研意識、科研思維、激發科研潛能、培養初步科研能力，學會提出問題、分析問題、解決問題。三是實踐性。實踐性側重于動手，大力加強學生實際操作能力的訓練，使學生腦手并用，切實做到理論聯系實際。

信息與計算科學專業實踐教學主要分兩個層次：課程實驗和集中性實習。課程實驗是隨堂實驗，主要是在理論課教學過程中安排適當的課時對某些重難點教學內容進行驗證性、操作性、訓練性的實驗或操作，通過這些實驗或操作，以加深學生對理論課程所涉及的知識、技能和方法的理解，為開展綜合性實驗打下堅實基礎。

根據信息與計算科學專業課程特點和專業發展需要，需安排課程實驗的有13門課程：“計算機知識及應用初步”、“C語言程序設計”、“MATLAB基礎”、“面向對象程序設計”、“數學建?！?、“數據結構”、“數值分析”、“數據分析”、“數學軟件”、“數據庫原理”、“算法設計與分析”、“運籌學與優化”、“微分方程數值解”。集中性實習是綜合性、設計性、創新性、研究性的實踐教學。主要集中實踐教學環節：C程序語言課程設計、認識實習、面向對象語言課程設計、計算實習、數學建模實習、學年論文、現代流行語言實習、綜合訓練實習、生產實習、畢業實習（論文）。這10個集中性實踐環節，遵循著循序漸進的原則，著重培養學生實踐動手能力，提高學生綜合分析問題、解決問題的能力，形成初步的科研意識，激發學生的科研潛能。

3.確定切合實際的選題

研究性實踐教學的選題是十分關鍵的，選題是否恰當，直接關系到研究性實踐教學能否順利開展。研究性實踐教學的選題要具備綜合性、創新性和研究性。如“信息與計算科學實驗平臺設計與實現”、“信息與計算科學專業設計（論文）選題系統”、“遺傳算法在函數優化中的應用”等選題，都是師生通過共同努力，反復探討確定下來的。學生在完成這些選題的過程中，科研能力、自學能力等各方面得到了極大提高。

科學探究實踐范文第5篇

沈永政 浙江省嘉興市教育研究和培訓中心

浩瀚無垠的太空，自古以來一直令人類可望而不可即，人們用天賦的想象豐富著對它的無盡猜想，演繹著“天上”的傳奇，豐實著一代又一代人的精神食糧。隨著空間科技的發展，太空的神秘面紗正在被層層揭開，當人類以科學發展觀的眼光來觀察與認知整個宇宙時，不得不為它的廣袤和神奇所震撼。空間科技的發展為人類探索太空、開發宇宙做出了重要貢獻，它使人類將目光投向了更為遙遠的星空，夢想著更為輝煌的未來。

“宇宙中真有外星人嗎？它們是什么樣子的？”“我們中國人什么時候能夠登陸火星？”“將來我們能駕駛什么樣的飛行器去太空呢？”“在月球上能建一個家嗎？”……對小學生來說，“太空畫”不僅能開啟他們的創造性想象，更能激發他們對未知世界的追求，產生探究科學的興趣。由此，本著以人為本的育人理念，以“太空畫”教學為抓手，以培養小學生的科學想象能力與科學探究能力為出發點，以提高小學生的美術素養為目標，我們做了如下探索與實踐。

一、科普滋養與“太空畫”技能探究并舉

任何事物的發展都與周邊環境緊密相連，與環境所傳遞的信息密不可分。信息是人們認知事物的基礎，也是學生們思維成長的重要通道；而科普信息則是他們了解科技、探究科學、掌握科研方法的一座無形橋梁，使他們對科技的興趣不斷滋生和發展。借助學校科技教育這一平臺，我們以校園環境為突破口，在科普信息傳播的過程中激發學生創作太空畫的動機。

1．全方位拓展信息傳播渠道，建立“太空畫”科普信息傳播源

為了能有效刺激學生的內心需求，產生對空間科技的好奇，引起他們的興趣，我們將校園環境信息傳播分為以下幾種：

(1)墻體信息傳播

校園長廊、宣傳櫥窗、教室內墻、學校專用美術教室等都是信息傳播渠道。我們在學校的走廊里布置了科普長廊，在宣傳櫥窗中布置上優秀的學生太空畫作品，將美術教室的內墻打造成學生的太空畫作品展示墻，等等，以使學生在濃濃的科普和藝術氛圍中真切感受到現代科技的進步與空間科技的美妙，引起對未知世界的好奇與關注，形成初步的太空科學價值觀。

(2)讀物信息傳播

時代的年輪將我們帶到了科技高速發展的軌道上，讀物信息傳播方式也隨之變得更為多樣。午休閱讀、課外閱讀、活動閱讀等都給我校學生增添了無窮的科普閱讀樂趣。閱讀，既讓學生們增長了知識，拓寬了科技視野，獲得了探索科學的經驗和方法，也為他們今后的太空畫創作積累了寶貴的資源和素材，為教師的創作輔導提供了肥沃的土壤。

(3)媒體信息傳播

校園媒體主要有網絡媒體、廣播媒體、教學媒體三種。借助這些媒體，可以讓學生了解太空科普，了解中國航天，搜索航空航天科學家的故事，等等，以激勵學生探索太空的興趣，引起他們對未來太空世界的美好暢想和無限憧憬。

(4)語言信息傳播

課堂教學、科普知識講座、同學之間的科普交流、科技參觀講解等，都是科普信息傳播的主要來源。每月一次的太空畫課堂教學，不定期的、由航天專家主講的航天科普知識講座，學校組織的航天科技夏令營、太空蔬菜育苗、太空畫創作比賽等一系列的校園航天科技主題活動，都成為學生太空科普的精神美食，使他們對太空科技充滿激情。

用眼睛來觀賞，用耳朵來聆聽，用頭腦來思考，用心靈來感悟。全方位的科普信息拓展了傳播渠道，充分調動了學生的各種感官，陶冶他們的情操，滌蕩他們的心靈，不斷催生他們太空畫創作的新能源、新力量。

2.深入開展創造性技能探究，形成“太空畫”創作興趣的生長點

兒童畫是孩子表達自我、抒感的一種繪畫語言，從中我們可以了解童心、童事，感受兒童繪畫語言的生動與創造。而在“太空畫”教學中，建立在發展學生創新思維、形成藝術原創力基礎上的技能探究，則更具有科學的啟發性與藝術的原創性。

(1)工具材料運用的技能探究

不同的繪畫工具和材料可以表達不一樣的畫面效果，那么怎樣的繪畫工具和材料更適合創作太空畫呢？根據學生的年齡和心理特點，我們對不同年級段的學生實施了不同的教學，進行了一系列教學嘗試。

比如，我們讓二年級學生創作的刮畫就很有趣味性。他們的習作不但線條稚拙穩健，而且色彩協調，畫面內容趣味盎然。如《外星人來啦！》（圖1）這幅作品的星空背景刻畫得惟妙惟肖，外星人的形象描繪得傳神、可愛，而畫面所表現的情節則更讓人浮想聯翩。

又如，我們讓高年級學生在黑色卡紙上用熒光筆進行太空畫創作（圖2）。在熒光筆的作用下，那散發著銀色光芒的星星、星球將宇宙的神秘與浩瀚展露無遺，而那金屬質感的飛船形象則表達得更是栩栩如生。

再如，我們讓六年級學生在有色卡紙上用水粉顏料進行創作，其習作（圖3）也有異曲同工之妙。畫面中那些代表著無數星云、星球和星際物質組成的美麗星空，在斑斑點點的水粉色彩的點綴下顯得妙趣橫生。

工具材料的多樣性，使每一幅作品都顯示出獨特的創造性與審美性。

(2)太空事物創作的技能性探究

宇宙是由無數的星際物質組成的天體系統，除了我們常見的太陽、月亮之外，還有許許多多的其他事物，如隕石，各種不同的星球、星系、星云、黑洞等。如果讓學生通過對這些事物的深入觀察、把握其特征，并在此基礎上進行研究性的創作，對于充滿想象力的小學生而言，創作的畫面將會與眾不同。

比如，在讓二年級學生創作最常見的太陽時，首先，邀請學生通過查閱資料的方式來了解太陽的內部結構，了解太陽為什么是一個發光的球體，太陽的色彩是怎樣的，人類在地球上和星空里看太陽有哪些不同；接著，讓他們說一說自己心目中的太陽究竟是怎樣的；然后，再讓他們畫出自己心中的太陽。于是就出現了圖4中的那一組太陽。同學們心目中的太陽在各自作品中鮮活地呈現了出來，雖形態各異，卻又不失太陽的基本特征。

其實每個學生都有自己獨特的繪畫語言，我們沒有必要對他們強調什么樣的事物一定要怎樣畫，我們所要做的只是讓學生多了解一點太空常識，多觀察太空事物，多掌握一些科學知識，在此基礎上再進行想象與創作，那么，他們的作品就是藝術，而且美不勝收。

(3)飛行器創作技能的創新思維探究

未來的太空景象壯觀，造型多樣的飛行器必然是主要的交通工具，而飛行器的表現也是“太空畫”教學中的重點。我們將飛行器歸納為兩類進行指導：一類是根據不同的飛行高度來確定的，分為低空飛行器、高空飛行器、深空飛行器等；還有一類是根據不同的功能來劃分的，分為運輸型、采礦型、勘測型等。同時，我們還采用了實物聯想法，啟發學生進行創作。比如：將深空飛行器聯想成仿生型、飛碟型、變形金剛型等；將運輸型中的飛行器聯想成太空巴士、太空游船、太空列車、太空飛碟等；并且在實物聯想的基礎上進行再生式綜合性聯想，將太空巴士聯想成仿生式太空巴士、子母便攜式太空巴士、機械組合式太空巴士等。由此，創新思維的火花就在這創新技能的探究中閃耀出它迷人的光彩。（圖5至圖9）

興趣是最好的老師，也是學生認知事物、能力發展的加油站，是他們提高學力、掌握知識技能的助推器。學生在太空畫創造性技能的探究中，潛移默化地獲得了科普的滋養、技能的鍛煉、藝術的熏陶與美感的提升，在耳濡目染、多維感受中提升了創作興趣，激發了創造潛能。

二、學生創作與教師輔導并行

“對于創新來說，方法就是新的世界，最重要的不是知識，而是思路。”對于“太空畫”教學而言，則更需要建立一種創作輔導能夠遵循的有效模式，以這種創作思路的引導方式喚起學生的想象與思考。我們嘗試以教師輔導引領學生創作實踐的方式，推進“太空畫”教學往縱深方向發展。

1．開發創作主題，啟發創意思維

創作主題的開發可以依據我們地球人的生活來拓展，從人們的衣食住行中去挖掘。環保問題、生活起居問題、人類外太空生存問題……凡是和人類生活、生存相關的問題，都成了我們主題開發的對象。如“太空畫創意模塊拓展圖”（圖10）所示，從地球人生活所涉及的環境、建筑、醫療、運輸、娛樂等方面去挖掘，學生的“創想視界”就豁然開朗了。

2．啟迪創新思維，豐富創作想象

在選擇創作主題的基礎上，根據創作的需要，我們還要不斷拓寬與延伸學生的創新思路，開啟他們的夢想之旅，使他們的創新思維獲得不斷激發。

(1)從飛行類主題中衍生出的“仿生飛行器”

人類的創造發明一般都是從模仿自然物開始的。早期的飛機是根據飛鳥的構造來設計的，船和潛艇是人們根據魚類模仿的，而在現代科技文明高度發展的時期，則有仿蜂巢輪胎、仿蜻蜓概念農場、仿鳥巢體育館等。所以，我們可以從仿生開始，對學生進行創新思維的引導，這樣既可以模仿對象的外觀，又可以模仿對象的功能。

(2)從生物類主題中衍生出的“奇特的外星生物”

宇宙之大，無奇不有，偌大的太空世界難道只有地球上才有生物嗎？浩渺的宇宙中難道沒有類地星球嗎？如果有，它又將是怎樣的？帶著這樣的疑問，我們讓學生觀看了《走進霍金的宇宙世界》，了解了生命的起源以及對外星生物的假設性猜測，使他們創作出了千奇百怪、造型百變而生動的外星人、外星植物、外星昆蟲等形象，讓入看了嘆為觀止。（圖11至圖13）

(3)從建筑類主題中衍生出的“太空家園”

從人類生活的角度講，我們的生活離不開建筑，更離不開我們世代棲居的家園。然而，隨著空間科技的發展以及人們對新生活的渴望，在未來的宇宙星空中一定會有我們地球人所創造的、蔚為壯觀的太空家園。我們讓孩子以畫配文的方式來表達他們的創意。

①六年級(1)班黃幸康《烏賊飛行器》（圖14）

看緋紅映照的那片天際，隱隱約約的是什么？劈開黑霧，映入眼簾的是一片繁華似錦的高樓，那形態之斑斕，色彩之鮮艷，造型之奇特，不禁讓人大飽眼福……“烏賊”甩動著它那纖弱細長的觸角游來了，看似慢悠悠的，眨眼間就到了跟前，它是這個宇宙中負責清潔與運載的飛行器。果然，由它經過之處，樓更美了，色更亮了，路面更潔凈了…… 這是該同學的畫配文，他用優美的文字表達了心目中未來太空家園的美景，畫面與思想相互融合，使作品的內涵揭示得更為深刻。

②四年級(2)班史洋婷《火星島新家園》（圖15）

在遙遠的宇宙太空，有一座神奇的火星島。“看！那是什么？”火星島的外層蓋著一個氧氣罩，擴散出一道道淡淡的藍光，真是美極了！哦，原來是人類在那上面“工作”——建造太空火星島新家園呢！“走，咱們一起去瞧瞧吧！”

走進火星島高科技大門，一眼就望見了里面一大片建筑工地，這里的人們每一位都身穿宇航服。哈哈！他們就是我們偉大的中國宇航員，他們正在不停地忙碌著……

這位同學的想象力是豐富的，創意是奇特的，而在畫配文的描述中，這幅作品則顯得更加豐滿與厚實。

3．理順畫面邏輯，提升作品內涵

一幅想象力豐富的作品，有時不一定擁有合乎邏輯的畫面，這是很多學生的通病。為了幫助這些學生克服這種邏輯混亂、思路不清、畫面交代不明的毛病，我們采取了“一點輻射式”“鏈式”“芝麻開花式”等多種太空畫創意作品輔導法，使他們的作品在邏輯性和思想性等方面得到了進一步的提升。

(1)“一點輻射式”群體創意引導法

這是通過某一創意點來拓展創意的方法。如以一種自然現象、一個詞語、一條新聞、一個故事等作為創意點，來衍生、拓展學生們的創意，并將學生們的思路引向不同的方向，發散他們的思維，豐富他們的想象，使他們的太空畫創作向多元化格局發展。

(2)“鏈”式單個引導、群體推進式創意指導法

其中，“鏈”有“單鏈”“雙鏈”“多鏈”，以及“混合鏈”等。此法將各種創意進行有機重組、整合，生成新的創意，如同生命基因鏈中的DNA，通過不同組合生成不同的新的生命個體，既豐富了作品內涵，提高了學生的創作能力和水平，同時也使他們的作品更具創造性和邏輯性。

(3)“芝麻開花式”群體創作指導法

此法以一個創意點來引發學生生成幾個創意點，然后由這幾個創意點再衍生出更多創意；如同芝麻開花，不斷提高、不斷升華，從而使他們創作出更富有邏輯性、科幻性的太空畫作品。

從作品《火星上的中國城》（圖16）和《太空里的加能站》（圖17）中可以看出，學生的構思充滿創意。為了培養他們的創作興趣，發展他們的科學想象能力和邏輯思維能力，增強他們的創新意識與科技為人類服務的思想，我們在太空畫的教學中不斷探索著、研究著，樂此而不疲。

三、課內與課外結合，學習與探究兼容

學習是獲得新知、掌握技能、形成能力的重要手段，是學生產生興趣、萌發創作想象的源泉，而探究則是他們自發產生的一種自我學習能力；將兩者結合，會更有利于太空畫創作興趣的培養與保持。我們以學習與探究兼容、課內與課外結合的方式，將“太空畫”教學延續至今，并獲得了不斷的衍生與發展。

1．課內學、課外究

課內學，學的是科學常識、繪畫基礎知識；課外究，究的是太空科普知識、創作技能。此即要求學生在課外進行自主式探究時，一方面做到對那些與課堂學習內容相關的科學知識要了解深入、研究細致，從而使創作更有科學依據，使作品更有說服力；另一方面，也可以根據自己創作的需要，在沒有老師輔導的情況下，能自主進行繪畫技能的研究，形成自己獨有的繪畫方法與創作風格。

2．課內究、課外學

此即以課堂教學的方式，通過師生互動、生生互動，開展探究式太空畫創作教學，啟發創作思路，拓展創新思維，研究創作方法，并通過課外自主探究學習，進一步完善作品內涵，增強作品的科技創新性與藝術感染力，形成生動而富有邏輯的太空畫作品。

3．課內學、課內究

將航天科普知識和美術基礎知識以教學“資源包”的形式加以整理歸檔，然后依此設計教學方案，實施課堂教學，進行課堂探究式創作。此法有助于及時解決課一內產生的問題，幫助學生進行針對性的科學探究，養成太空畫創作過程中的探究習慣，提升創作自信心。

4．課外學、課外究

此法旨在讓學生通過自主學習科普書籍，在產生創作沖動、形成創作靈感之時能夠進行自主創作，將通過自主學習獲得的科學猜想或科幻內容，以繪畫日記的形式呈現出來，漫畫式、簡筆式、涂鴉式皆可，也可以是繪畫創作式，使創作充滿探索激情與活力。

學習與探究兼容，課內與課外相結合，是“太空畫”興趣培養的一種延伸方式，為“太空畫”創作輔導教學開辟了一條全新的途徑，讓學生在“太空畫”教學中，不斷拓展視野，提高認知，增強興趣，樹立科學的價值觀與人生觀，并在“太空畫”創作學習中，了解人類探索太空的重要意義，了解中國人探索太空的國防價值與長遠目標，從而促進“太空畫”教學內涵的不斷升華和教學意義的不斷彰顯。