科学探究的技能

长沙市开福区教育科学培训中心 余炜炜

一、科学探究 （一）什么是探究 　 探究是指“探索研究”，即努力寻找答案、解决问题。探究可分为广义和狭义两种。广义的探究泛指一切独立解决问题的活动。 （二）科学探究　 狭义探究专指科学探究。科学探究是一种系统的调查研究活动，其目的在于发现并描述物体和事物之间的关系。从广义上说，探究是一种思维方式 ,

其 特点是采用有秩序的和可重复的过程，探究的操作活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括、表达、运用等。

　

（三）科学探究过程的主要步骤　　　　　　　　　　　●提出探究问题　　　　　　　　　　　●形成假设预测　　　　　　　　　　　●设计研究方案　　　　　　　　　　　●收集数据资料　　　　　　　　　　　●整理分析资料　　　　　　　　　　　●得出探究结论

二、科学探究技能

（一）什么是科学探究技能

　　科学探究所使用的方法即科学方法，又常被

称为科学过程技能或探究技能。

　　探究技能是指探究学习过程中常用的观察、

推理与预测、分类、比较、测量、记录、确认变

量、制表作图、假设、实验论证、描述、分析结

论、交流等能力。

　　（二）探究的技能　　技能涉及到动作和心智，所以技能分为动作技能与心智活动技能。动作技能就是操作技能 ,像使用温度计、量杯、酒精灯、放大镜、显微镜等仪器的技能。心智活动技能是指分析、预测、推理等活动技能，实际上也是一种思维。科学探究活动过程中的一些主要技能有 : 1 、观察 观察是一种有目的、有计划、比较持久的知觉活动。观察是利用感觉器官，通过看、听、嗅、触摸、品尝和皮肤的感觉来获得对事物的认识。观察通过感官和凭借仪器设备两方面。

　●案例：观察蜗牛

● 观察的要点 ◆ 内容明确

◆ 抓住特点

◆ 细致入微

◆ 准确、透彻

◆ 要有顺序

◆ 要有重点

◆ 观察全面

2 、分类

分类是将观察到的事物加以整理的过程。分类有利于作进一步观察，使探究条理化。

分类有各种方法，标准不同分类的方法不同。 ● 案例：动物的分类。

标准 1 体内有无脊椎

脊 椎 动 物

无脊椎动物

标准 2 动物生活环境和运动方式

水生动物

陆生动物 空中飞行动物 ● 分类的要点 ◆ 确定标准 ◆ 确定事物的主要特点

（ 3 ）测量 测量是运用尺子、天平、温度计、量杯等工具有获取研究对象的准确资料。 测量一般使用测量工具，像温度计、量筒、天平、直尺、秒表等。 案例： 《测量水沸腾时的温度》

● 测量的要点 ◆ 工具恰当 ( 重量、体积、长度、时间等 )

◆ 仪器准确 ◆ 方法正确，减小误差 ◆ 数据取值的精确位数 ◆ 数据的统计处理

（ 4 ）应用数字

应用数字指把观察所得的结果用精确的数学关系表达出来。

● 案例《测量水沸腾时的温度》

●应用数据要点 ◆ 收集的数据准确 ◆ 数据的统计处理 ◆恰当的方式处理数据 ◆ 数据中找出规律

（ 5 ）预测 预测是基于观察，预测一件将来会发生的事件。 预测是验证假说正确与否的重要环节。预测要剔除猜测的成分，它是在所获得的证据的基础上进一步预测将会有什么情况发生。 ● 案例：冰块在哪里化得最快？

预测 :

——电炉上 —— 阳光下 ——羊毛套衫里 —— 通风的阳台上

● 预测的要点 ◆ 获取观察的所有资料 ◆ 广泛搜集有关问题

◆选取中心问题 ◆ 形成预测

（ 6 ）推理 推理是对观察到的现象作解释、思考和逻辑分析 ,是另一种猜测。 ● 案例 : 热胀冷缩

现象 : 红水沿细管上升

推理 : ——水增加了 ——是烧瓶里的热空气把水挤起来了 ——塞子把烧瓶里的空气堵住了，空气变热，把水推上玻璃管里去了。

● 推理的要点 ◆ 对已有的事实现象分析 ◆根据已有的知识进行推理 ◆善于联想 ◆符合一定的科学逻辑思维

（ 7 ）形成假设

　　 假设是对研究的问题提出暂时性的回答（对客观察事物的假定的说明）。借这种回答以考察观察所得的结果，以便能直接地、清楚地判断观察结果是否支持原有的理论。事实上，假设是一种更高级的猜测，即有理论依据的猜测。

假设要根据一定的事实提出，经过实践证明是

正确的，就称为理论。

● 案例：

现象：烧杯中的纸是干燥的。 假设： ——水的压力小进不了烧杯中 ——水曹中水少了 ——烧杯中空气占据了空间，水进不去。

（ 8 ）解释数据 解释数据是分析数据 , 解释数据所表达的意义 ,从中寻求所探究问题的答案。 数据本身并没有什么意义，重要的是从数据中所得到的启示。解释数据的目的在于进一步产生推理、预测及假设，进而寻求所探究问题的答案。

● 案例 : 探究动滑轮作用的实验记录

分析实验数据，这些数据说明什么？ 我们的发现：

实验次数 直接提升物体的力 （ N ）

用动滑轮提升重物的力（ N ）

第一次 20 10 第二次 40 20 第三次 50 25

● 解释数据要点

◆ 数据处理的方法

◆ 对数据进行分析、比较

◆ 对数据进行归纳

◆总结数据中的规律 ◆ 解释数据表达的意义

◆ 得出结论

（ 9 ）交流 交流是指把自己观察的结果、研究的结果以数字、图片或语言文字等形式告诉别人，以取得大家的认识和研究，达成共识。 通过交流，观察的结果、研究的结果才得以公开、沟通、检验，并有利于研究者本人发现现象之间的关系，以便进一步预测和推论。 ● 交流的要点 ◆ 主题 ◆ 方式 ◆互动 ◆倾听 ◆共点

（ 10 ）下定义 用简明的语言对说明的对象或科学事理加以揭示，从而更科学、更本质、更概括地揭示事物的特征或事理。 ● 案例 : 两栖动物 卵生，幼体在水中生活，成体可适应陆地生活，用肺呼吸，皮肤裸露而湿润，具有辅助呼吸功能 。 ●下定义的要点 ◆ 分析透彻、全面 ◆ 确定内涵 ◆ 准确 ◆文字简洁、明了

（ 11 ）控制变量

控制变量——有多种因素影响某一结果，保持其他因素不变，只改变其中的要检验的一种因素（自变量）的值 ● 案例：探究影响电磁铁磁力大小的因素

因变量 :

自变量 :

●控制变量的要点　　◆明确研究的对象和问题　　◆确定因变量和自变量　　◆保持其他因素不变，只改变要检验的因素（自变量）的值　　◆观察记录因变量的情况

磁力电流大小、线圈匝数、磁芯材料、磁芯长度、线圈材料

（ 12 ）实验

　　实验是根据研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现的认识活动 。

　　实验事实上是人为的一种观察，观察是被动的实验，实验是主动的观察。

● 案例：探究影响电磁铁磁力大小因素的实验

● 实验的要点

◆ 探究的问题

◆ 实验的设计

◆ 器材和材料的选择

◆ 实验操作

◆ 实验的观察记录

◆ 实验现象的分析

◆ 解释、结论

三、教学案例分析 ● 案例一 《蜗牛》

● 案例二 《我是杨校长》

● 案例三 《小车能滑行多远》

● 案例四 《测试载重车的运动》

谢 谢！