科 学 过 程 技 能

1. 科 学 过 程 技 能 科学过程技能就是科学工作者在科学研究工作中必须具备的一些最基本的思维方法和操作技能。

2. 基本科学过程技能 • 观察 • 推断与预测 • 分类 • 测量 • 确认变量 • 制表作图 • 假设 • 实验实施和结果分析 综合科学过程技能

3. 第一节 观察 一、观察和科学观察： • 借助于人的各种感觉器官对周围环境有意识的感知，我们称之为观察。 • 在观察过程中，观察者必须依赖于自身的某种感官。（视觉、触觉、味觉、听觉、嗅觉） • 科学观察是有目的、有计划的一种研究方法。是通过人的感觉器官或借助科学仪器对自然发生的现象或变化进行考察、记录和分析从而解决一个科学问题或验证一个科学假说的,是有理论指导的观察。

4. 科学的本质是通过观察来验证，即观察是为了寻找证据。科学的观察是一种客观、理性的活动，是具有假说指引的观察。学生的课堂观察活动应是围绕着建立一个核心概念有目的地进行的。科学的本质是通过观察来验证，即观察是为了寻找证据。科学的观察是一种客观、理性的活动，是具有假说指引的观察。学生的课堂观察活动应是围绕着建立一个核心概念有目的地进行的。 ——郁波

5. 诺贝尔物理奖获得者美国科学家费曼的故事 • 我们每个人不可能都有像费曼那样的父亲，培养孩子们的责任，就应该落在教师的身上。 • 费曼的父亲要他观察的内容围绕着建立一个核心概念：哪里有食物存在，哪里就一定会存在以它作为食物的、有生命的生物。 • 费曼的父亲关注的不是表面的知识点，而是要求他学会探究、设想、验证，不断地用观察来检验自己原来的设想。（提高证据意识）

6. 二、科学观察追求真实 科学观察最重要的特征是真实性。 要求我们在选择观察对象、确定观察条件、进行观察、记录现象、撰写观察报告时，尽量避免主观性的、情感上的东西的参与。 包括：选用的观察仪器要合适，观察的方法要合理，能排除无关因素的影响，获得的数据要真实，观察过程要科学严谨，结果的解释要合乎逻辑。

7. 三、科学观察的方法 • 感官观察 • 非视觉观察 • 比较观察 • 近距离观察 • 定量观察 • 观察实验 • 野外观察随录 • 连续观察 • 反复观察 • 自我提问 • 命名游戏

8. 四、观察的地位及教育意义： • 小学科学教育的主要目标是带领学生经历科学过程，在过程中观察、思考、发现，因此观察在小学科学教育中具有核心地位。 • 在探究过程中，教会学生怎样观察和提高证据意识，具有普遍意义上的教育价值。 • 观察的另一个重要的特征是它的严格的客观性 • 观察可分为定量观察和定性观察。

9. 七、观察教学的过程 1、观察的心理学基础： • 注意过程 • 记忆过程 • 想像过程 • 思维过程 • 情感过程 • 意志过程 特别关注：学生需要通过自己在学习实践中建构起属于自己的观察认知结构，这种认知结构需要在体验的基础上生成，仅仅会讲、会听、能记住，是学不会科学观察的。

10. 2、观察教学的基本环节 • 创设情境，吸引注意 直接出示实物、从学生自己提出的有争议的预测导入、以科学小故事、科学小实验、图象导入。 • 明确目的，指向鲜明 教师用简洁明了的语言引导学生明确观察的目的：这个观察的要求是什么？需要解决什么问题？ 追问：你看到了什么？它们是什么样子的？它们是这个样子的吗？对于这件事你们有什么想法？你为啥这样想？逐渐深入的观察、质疑，形成相关的科学概念。

11. 制定计划，自主选择，走向开放 教学中首先教会学生制定观察计划，然后让学生自由选择观察方法、观察工具、观察记录的表现形式、汇报观察结果的表达方式、收集相关资料的途径、自主分工…… • 合作研究，优势互补 通过合作交流，孩子们可以分享彼此的观察，互相弥补经验上的不足，达到重复观察的效果，最终让事实全部呈现，推进后面的研究与学习。教师的主要任务是帮助学生们在小组里或小组间建立起合作的规则。

12. 综合运用，细致观察 有目的的、专注地观察、不应仅满足于肉眼观察，还可以借助于其他感官或观察工具来认识事物，要动脑筋地观察、比较地观察、全面地观察、有联系地观察。 • 巧用记录，留下过程 • 表达交流，形成共识 学术交流是科学研究的重要环节。观察教学尽量要给学生一个全班共同认可的观察记录，也就是可靠的事实或证据，并知道怎样进行可靠的观察

13. 3、观察教学中应注意的问题 • 观察的目的要明确 观察教学首先要让孩子们明确观察的目的和观察的对象，并试图提出假说。教师就要通过个别指导使他们能靠近并吻合观察的目的。 • 一次观察活动只针对一个科学问题 • 所观察对象的变量要少，一般不超过两个

14. 记录是科学家最重要的工作和责任，是为了保存证据、分享发现和相互交流。记录是科学家最重要的工作和责任，是为了保存证据、分享发现和相互交流。 记录可以让孩子们留下自己探索的全过程；记录可以帮助孩子们更仔细地观察，才会注意细节。 记录可用于对观察和实验的回顾和反思，以促进科学概念的构建和，理解科学概念的形成过程。 • 观察一定要配合记录与描述

15. 我们强调学生应有一本连续使用的记录本。记录问题、猜想、预测、实验计划、实验的主要过程、实验现象、观察的数据、得出的结论。特别是出现的问题和失败的原因。 记录的形式：数字的形式、绘画的形式、文字的形式。 观察记录必须保证客观性和准确性。 描述是证据，解释是观点。

17. 人的观察能力的局限性 运动错觉、色彩错觉、时间错觉、大小错觉、几何错觉等等。 观察教学与思维活动要结合起来 有思维加入的观察才可能是科学的观察，思维可以帮助我们排除错觉干扰。 真的是这样的吗？会不会是别的什么原因呢？假如我变化以下，还会是这样的结果吗？

18. 4、努力发展小学生的观察品质 • 观察的客观性 • 观察的选择性 • 观察的全面性 • 观察的持久性 • 观察的敏锐性 • 观察的艰苦性

19. 作业：《手的观察》设计一次完整的观察活动，并简要说明设计的思想。作业：《手的观察》设计一次完整的观察活动，并简要说明设计的思想。 • 教学目标：知识、技能、情感目标 • 教学重点、难点： • 教学准备：教具和学具 • 教学过程：导入、活动 • 板书设计：

20. 第二节 推断与预测 一、推断与预测的意义及其特点： • 推断：是人们根据个人的经验和知识对观察结果的理解与解释。 • 预测：是一种对未来事物发展的推断。

24. 区别观察与推断、预测 1、教师讲课的声音很轻。 2、两个学生在交头接耳地讲话。 3、学生在量他们的身高。 4、学生看到一条蛇很害怕。 5、孩子们盼望着下课。 6、明天就要放假了，学生们没心思上课。 7、学生们情绪很兴奋。 8、今晚会有雨。 9、教师对课堂纪律很不满意。 10、全班有41个学生

25. 二、发展小学生推断与预测技能中的要点 • 区分观察和推断、预测 • 推断的依实性 • 推断的合理性 • 推断的逻辑性 • 推断是一种学习的过程

26. 第三节 分类 一、分类和能力培养 分类是磨练小学生概括推理能力，从而提高他们思维能力的有力手段。 二、“顺序排列法”、“多级二分法”和“集合法”及其特点： • 顺序排列法 就是把一些事物按照某一个属性（如大小、形状、轻重等等）依次排列。通过箭头来表示。例如 张三，李四，王二，陈五 最矮（厘米） 最高（厘米）

27. 多级二分法按一定标准每次把事物分成两类，直到不能分为止。多级二分法要遵循以下规则：1、每次按一定标准分成二类，这标准由学生自定。2、在选用标准时，最好用“是”或“不是”模式。3、每一个事物占一个空格也只能占一个空格，直到不能分为止。例如：用多级二分法把下列事物分类：蛇，卵石，电话，猫，狗，西瓜，桌子，月季花。多级二分法按一定标准每次把事物分成两类，直到不能分为止。多级二分法要遵循以下规则：1、每次按一定标准分成二类，这标准由学生自定。2、在选用标准时，最好用“是”或“不是”模式。3、每一个事物占一个空格也只能占一个空格，直到不能分为止。例如：用多级二分法把下列事物分类：蛇，卵石，电话，猫，狗，西瓜，桌子，月季花。

29. 猜卡片 教师手上有16张卡片，实线代表红色，虚线代表蓝色，粗线代表有边框的。其中有一张卡片的背面藏有一张名贵的邮票，你能问教师4个问题（教师只能回答“是”或“不是”）猜出邮票藏在哪张卡片后吗？

32. 集合法： 按事物某一个或几个相类似的特点将被分物归到一起。 如：给学生一些卡片，汽车、椅子、梯子、自行车、卡车、桌子、沙发、书架等

33. 第四节 测量 • 测量是借助于各种不同类型工具对周围世界的一种定量观察，也是一种通过数学语言与别人进行交流的工具。 • 测量可分为两大类：精确测量和粗略测量 一、精确测量： 1、精确测量中的“不确定数值”的确定

34. 温度计读数

35. 2.液体体积的读数

36. 你能正确念出以下量筒各自的读数吗？（单位ml）你能正确念出以下量筒各自的读数吗？（单位ml）

37. 3、测量中平均值的使用 4、养成良好的测量习惯，培养正确的科学态度 5、长度、质量、体积、温度、时间的测量 • 长度的测量： 注意不确定数值的确定、测量工具的选择

38. 体积的测量水置换法

39. 二、不精确测量（科学估算方法） 样本法：先在一个整体中取一个小的样本，然后从这个样本出发来推算出整体的读数。 例如：“1斤米有几粒？” 方法一：质量法 方法二：体积法

40. 第五节 确认变量 一、自变量、应变量及控制变量的含义 1、变量：在科学实验中数据会随外界环境变化而变化的一种量。 2、自变量（操作变量）：实验者可以自由操作的变量，即实验者有主动权任意改变这个变量的数值。 3、应变量：随着自变量改变而改变的一种变量。它的变化只是对自变量变化的一种反应。它没有改变的主动权。 4、控制变量：我们要使应变量的改变完全是因为自变量的改变造成的，我们就要把其他影响应变量的变量“控制”起来，保持不变。这些变量就称为控制变量。

41. 例：确认以下实验中的自变量、应变量和控制变量：例：确认以下实验中的自变量、应变量和控制变量： 1、阳光对向日葵成长高度的影响 2、斜坡高低对小球滑行距离的影响 3、水的酸碱度（pH）对草生长的影响 4、温度对面包上霉菌繁殖的影响 5、温度对食盐在水中溶解量的影响 注意：自变量和应变量最好是可量化的变量。

42. 第六节 制表作图 一、标题的命名和制表的一般格式 实验标题一般必须明确包括自变量与应变量的关系，而且也要包括1-2个主要的控制变量。一般格式为：自变量在控制变量情况下对应变量的影响。 例如： 1、温度对100mL水中食盐溶解量的影响。 2、温度在50％空气湿度下对面包霉变情况的影响。

43. 表格的一般格式： • 实验标题写在表格上方。 • 自变量写在表格左边，自变量的名称写在列首。 • 应变量写在表格右边，应变量的名称写在列首。 • 测量值的单位前加斜线后放在变量名称后面，不要置于每个测量数值后面。 • 自变量要有系统地整齐排列，一般从小到大。

45. 二、作图的必要性和规范性 • 实验标题应写在上方中央。 • 自变量在水平数轴上（x轴），应变量在垂直数轴上（y轴）。 • 自变量的名称应写在x轴的下方，应变量的名称应写在y轴的左边，变量的计算单位在斜线后注明，跟在变量名称后面。 • x轴y轴的刻度单位不一定要统一。 例如： 弹簧上挂件数目对弹簧长度的影响 弹簧长度/cm 挂件数目/个

46. 第七节 假设的定义与特点 • 对实验结果的科学预测我们称之为假设 • 假设有下列特征： 1、推断/预测的结论基于某一特定的事物或事件，所以带有很大的特殊性及局部性，而假设是描述两个变量之间的一般关系，所以带有普遍性、科学性与可推广性。 2、推断/预测只是个人的一些主观看法和判断，要不要论证、能不能论证有时并不十分重要。而假设解释的是两个变量之间的一般关系，具有普遍推广意义，所以必须要论证。 3、假设中一般应该包含自变量、应变量和控制变量及三者之间的关系。 4、假设一般不能被证明，只能被“支持”或“否定” 5、假设经过论证被支持以后，经过反复考验最后上升到科学定律或理论，所以我们说假设的论证是科学理论发展最强大的原动力。

47. 例： 面包上霉菌的研究（面包放在教室几天以后） 观察结果： • 面包上有三个绿色斑点。（视） • 面包闻起来有异味。（嗅） • 面包摸上去很干。（触） • 教室的温度是25℃。（视） 推断/预测： • 天太热了，导致面包变质。（推断） • 吃了这个面包会拉肚子。（预测） • 这绿色斑点可能是霉菌。（推断） • 明天绿色斑点会增多。 （预测） • 再过一个星期，这面包会变成粉末。（预测） 假设： 温度越高，面包上出现霉菌的速度越快。

48. 一天中天越黑，越容易下雨 • 9月20日下雨量比10月20日要多 • 回形针比小木棒更容易导电 • 物体中金属成分越多，越容易导电 • 温度越高，大多数物体越容易溶于水 • 温度越高，溶解物就越容易溶于水 • 磁石越大，能吸起的小铁片越多 • 把一块磁石放在文具盒中，它能吸起很多回形针 • 身高2米的学生的心率要比矮的学生的心率快 • 学生长得越高，心率就越快 • 绿色植物接受的阳光越多，它的叶子就越多 • 绿色植物接受的阳光越多，它长得越好 • 食醋在比较高的温度下与小苏打反应得比较剧烈 • 温度越高，食醋与小苏打反应速度越快

49. 注意： • 我们强调假设应带普遍性，不宜对某些特定现象提出假设； • 假设应能被测试 • 假设要描述自变量与应变量的关系。

50. 第八节 实验实施和结果分析 一、实验实施（假设论证）的一般步骤： 例：阳光对植物生长的影响 第一步：变量的确定（自变量、应变量） 第二步：罗列所有会影响应变量的变量 第三步：设定假设 第四步：设计实验步骤，实施计划 第五步：记下实验结果，制表作图