科学探究过程一般有哪几个步骤

吉尔尼斯2023-02-01  24

科学探究的过程

科学探究的过程一般有以下八个要素:

1.提出问题

从日常生活或化学学习中发现有价值的问题,并能清楚地表述所发现的问题.如探

究中,我们发现蜡烛燃烧时的火焰分为三层,可提出“蜡烛燃烧时各层火焰的温度一样高吗?”等问题.

2.猜想与假设

对问题可能的答案作出猜想与假设.如针对蜡烛燃烧时火焰的温度,我们可作出如下的猜想或假设:蜡烛燃烧时各层火焰的温度不同,其中外焰温度最高等.

3.制定计划

在老师指导下或通过小组讨论提出验证猜想或假设的活动方案.如验证蜡烛燃烧时外焰温度是否最高时,可用一根火柴迅速平放在火焰中,约1s后取出,看哪一部分最先烧焦,以此确定火焰温度最高的地方.

4.进行实验

按照制定的计划正确地进行实验,注意观察和思考相结合.

5.收集证据

独立地或与他人合作,对观察和测量的结果进行记录,或用调查、查阅资料等方式收集证据,或用图表的形式将收集到的证据表述出来.如:处于酒精灯外焰部分的火柴烧焦了,处于内焰部分的火柴略有变化,处于焰心部分的火柴没有明显的变化等,这些都是证明酒精灯火焰哪部分温度最高或最低的证据.

6.解释和结论

对事实或证据进行归纳、比较、分类、概括、加工和整理,判断事实、证据是肯定了假设或否定了假设,并得出正确的结论.

7.反思与评价

对探究结果的可靠性进行评价,对探究活动进行反思,发现自己和他人的长处和不足,并提出改进措施.如除了用火柴外,还能用其他物质或方法证明蜡烛燃烧时各层火焰温度的高低吗?等等.

8.表达与交流

采用口头或书面的形式将探究过程和结果与他人交流和讨论,既要敢于发表自己的观点,又要善于倾听别人的意见和建议.

在具体的探究中,探究要素可多可少,根据需要可以是全程式的探究,也可以对部分要素进行探究.

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      科学探究的一般实验步骤是:提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。探究实验遵循的一般原则:单一变量原则和对照原则。

      一、科学探究的实验步骤有:

      1、提出问题:(1)从生活、实践,学习中发现问题(2)表述这些问题(3)根据已知科学知识揭示矛盾。

      2、作出假设:(1)根据已知科学知识对问题提出假设(2)判断假设的可检验性。

      3、制定计划:(1)拟定计划(2)根据拟定的计划,列出所需材料和用具(3)选出控制变量(4)设计对照组。

      4、实施计划:(1)采用多种途径实施计划(2)记录现象、数据(3)评价现象,数据的可靠性。

      5、得出结论:(1)描述现象(2)处理数据(3)分析得出结沦。

      6、表达和交流:(1)撰写探究报告(2)交流探究过程和结论并完善。

      二、探究实验遵循的一般原则:单一变量原则和对照原则

      (1)单一变量原则:控制其他因素不变,只改变其中一个因素(要研究的因素),观察其对实验结果的影响。遵循单一变量原则,既便于对实验结果进行科学的分析.又能增强实验结果的可信度和说服力。

      (2)列照原则:通常一个实验分为实验组和对照组。实验组是接受实验变量处理的对象组。对照组,也称控制组,对实验而言,是不接受实验变量处理的对照组。从理论上说,由于无关变量对实验组与对照组的影响是相等的,故实验组与对照组两者的差异。则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。按对照实验的内容和形式上的不同.通常可分为:空白对照、自身对照、相互对照和条件对照。

      三、探究实验设计的思路:操纵实验变量,控制实验变量,捕获反应变量

      (1)实验变量(自变量):实验中由实验者操纵的因素或条件。例如:温度(60°C、沸水、冰块)等。

      (2)反应变量(因变量):由实验变量而引起的变化结果。例如:淀粉遇碘后的变蓝现象。

      (3)无关变量:实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。例如:试管的洁净程度、实验的时间长短等。

      (3)额外变量:由无关变量引起的变化结果。

科学探究的步骤为提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证。

1. 观察和提出问题:观察是科学探究的基石。通过观察可以发现自然世界中未知的各种事物和现象,从而提出问题,确立探究的主题。因此,观察和提出问题是密不可分的。但是,并不是所有的观察都能导致提出问题。科学探究就是要寻找一扇由已知通向未知的“大门”,推动“已知的幻觉”的不断扩张。

2. 形成假设:假设源于个体所提出的问题,是对于问题的一种简洁的陈述,它试图解释一种模式或预测一种结果,是个体在己有的知识经验的基础上所提出的关于问题的可能性解释。假设是科学发展的必经之路。

3. 检验求证:检验是对观察和假设的一种验证,通过检验,假设就可能被证实或支持,也可能被否定或推翻,而那些由“权威”传递的错误观念也可以被抛弃。检验使我们能够探查自然世界中那些隐藏在自然现象和事物背后的奥秘,揭示自然的本质。

4. 得出和解释结论:在对假设进行验证的基础上,个体概括、归纳其发现,得出并解释结论,形成关于某一现象或问题的科学认识。

5. 交流和应用:在形成关于某一现象或问题的结论、解释后,个体还需要与他人进行相互交流。在这种交流中,一方面,个体要准确地向其他人阐明自己所探究的问题、方法、探究过程以及结果,并倾听他人对证据和解释的看法和态度;另一方面,他人也有机会就这些结论、解释提出疑问,指出其中有悖于事实证据的地方,或者就相同的观察提出不同的解释等。


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