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科學探究的一般過程范文1
認識的過程一般都遵循著“實踐－認識－再實踐－再認識……”的總規律，但科學探究作為一種特殊性的認識，其認識過程模式一般為：
科學認識論強調，真正的學習已不僅僅是指知識本身，而且還包括獲得知識的過程和方法。知識的再生過程應當以適當的形式重演知識的生成過程；學生所認識的知識，雖然相對于人類而言是已知的，但對學生而言卻是未知的。因此學生要想認識知識，也必須按照認識的一般過程來進行探索。
二、高中化學探究教學的基本模式
探究教學的教學模式多種多樣，但是實質和特征都基本相同，只是在形式上略有差異。在高中化學的探究教學中應該根據教學目標、教學內容、學生的認知基礎等因素的不同進行選擇。一般來說主要包括“實驗探究”和“問題探究”兩種基本模式。
(一)實驗探究模式
“實驗探究模式”是指學生在教師的引發下，運用已有的知識和技能，充當新知識的探索者和發現者的角色，根據自己設計方案，通過實驗探索進行積極主動的分析和思考，去探求未知和解決問題的一種教學模式。其一般流程為：
其主要步驟包含：①在教師指導下進行有針對性的實驗，并對結果進行分析；②提出問題或問題的關鍵所在，從而明確問題；③根據自身已有的認知經驗提出解答問題的猜測和假設；④搜集資料或收集必要的材料設計實驗，驗證假設；⑤作出判斷，形成結論，并進行合理的評價并與他人交流。
案例1：褪色原因的探究
實驗情景：在NaOH溶液加幾滴酚酞溶液，溶液變紅，再加幾滴新制氯水，變無色。
提出問題：為什么試管中的酚酞最終變為無色?
提出假設：①NaOH與氯水中HCl、HCIO發生中和反應，使C(OH-)減小，酚酞褪色。
②氯水中HCIO氧化酚酞使其結構破壞而褪色。
實驗探究：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，又呈紅色。
②在含酚酞的NaOH溶液中，滴入氯水至溶液褪色，再滴NaOH溶液，溶液不變紅色。
交流評價：學生在討論、交流基礎上獲得共識。
得出結論：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)問題探究模式
“問題探究模式”是指以學生為主體，以學生主動探索問題的實踐活動為策略，使學生在學習中理解并初步嘗試科學研究的基本過程。此模式教學貫徹“問題解決”這一中心，其根本目的是為了能達到學生知識的主動構建。其一般流程為：
其主要步驟包含：①教師設計適當的問題情景，使學生發生認知沖突；②運用猜想與假設，與認知結構中的前概念建立聯系；③在對各種假設整理歸納的基礎上，鼓勵學生設計出合理的探究方案；④通過實驗探究或邏輯推理，驗證假設，尋求認知沖突的解決；⑤引導學生以科學概念代替錯誤概念，達到認知重組。
案例2：苯的結構的探究
提出問題：苯分子具有怎樣的結構?
討論交流：學生討論交流，對給予的大量信息做初步的分類與思維加工。
形成假設：假設一：若苯分子為鏈狀結構。(試根據苯的分子式寫出二種可能的結構)
假設二：若苯分子為環狀的結構。(試畫出可能的結構)
設計方案：①能否使溴水褪色?
②能否使酸性高錳鉀溶液褪色?
史實情景：介紹化學史實。
討論交流：學生討論并預測結論。
結論階段：確切地表示苯分子的結構。
三、高中化學探究教學的基本程序
1．創設問題、引發探究。學生的學習過程就是一個不斷發現問題、分析問題、解決問題和再去認識更高層次問題的過程。問題對于學習過程來說，有著至關重要的引導作用。以問題為中心，圍繞科學的并能激發學生思維的問題展開教學，也是探究教學的重要特征。創設探究情境就是創設一種提出問題、探索問題的教學情境。
2．活動探究、探索問題。明確問題之后，教師要組織學生圍繞問題進行活動探究，該過程是整個探究教學的關鍵環節，它一般包括猜想假設、制定計劃、收集證據、解釋結論、評價交流幾個基本要素。探究活動中可以突出其中的一個或幾個要素，各個要素的順序也可以因探究的內容不同作適當調整。
3．評價教學、完善探究。教學評價是教學各環節中必不可少的一環，一般包括學生自我評價與教師評價。學生自我評價就是學生對探究學習過程和結果的反思與評價、表達與交流的過程。評價的內容主要涉及學生的探究活動準備情況、對探究內容的興趣度、探究過程中的參與度、探究活動中合作交流情況、對探究活動結果的正確性及滿意度等。教師評價是教師對學生探究學習進行評價，可以采用書面測試、活動表現評價等方式。
四、高中化學探究教學中的兩個關鍵：假設與驗證
探究教學的過程一般包括“提出問題－查詢資料－建立假設－實驗驗證－形成結論－評價交流”等幾個基本環節。化學是以實驗為基礎的學科，其探究活動的核心應該是“建立假設”與“實驗驗證”兩個環節。
(一)建立假設
“假設”是指學生根據已有的學習經驗，對需要探究的問題猜想出來的一種或多種可能的答案或結論，它是科學探究的重要特征之一。教師要對學生提出的假設不要做太多的評價，但是要引導他們對種種假設進行整理歸納，教師對學生因知識上的欠缺而產生離題的假設要給予必要的啟發，為學生提出恰當的假設鋪路搭橋。一般可以運用歸納法、演繹法、分類法、類比法等方法引導學生提出假設，現以歸納法為例予以說明。
案例3：鹽類水解的探究
實驗情景：醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉三種鹽的水溶液分別滴加酚酞和石蕊試劑。
明確問題：醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉三種鹽的水溶液酸堿性為什么不同?
分析討論：醋酸根與水電離的氫離子結合生成弱電解質醋酸，所以溶液顯堿性。
歸納假設：某鹽離子能與水電離出的氫離子結合生成弱電解質，則溶液顯弱堿性；某鹽離子能與水電離出的氫氧根離子結合生成弱電解質，則溶液顯弱酸性。
實驗驗證：通過實驗驗證假說的正確性，明確適用范圍并形成理論體系。
交流運用：應用于解決實際問題。
(二)實驗驗證
任何假設與猜想都必須通過實驗進行驗證，在這個過程中要把假設變成可行的、具體的實驗方案。學生要選擇實驗的用品和設計實驗的步驟，對學生而言這一步難度較大，教師不僅要給予學生知識上的鋪墊，還要給學生探究方法上的指導。學生自行設計實驗方案后，首先要討論其安全性；可行性、簡約性。對有些不能解決的問題教師要及時給予點撥，激活學生思路的中斷點，引導學生克服思維定勢，尋找解決問題的方法。在點撥學生時，不宜多講更不能代勞，只要把關鍵的問題點到即可。
案例4：苯酚與鈉的實驗探究
設計方案1：直接加熱苯酚，使其熔化，然后再加入鈉進行反應。
學生評價：苯酚有毒、易氧化，苯酚在加熱時顏色會發生變化，而影響實驗效果。
設計方案2：用乙醇把苯酚溶解，形成苯酚溶液，然后再加入鈉進行反應。
科學探究的一般過程范文2
1 理性思維的定義
理性思維是一種建立在證據和邏輯推理基礎上的思維方式，是一種有明確的思維方向，有充分的思維依據，能對事物或問題進行觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括的思維。高中階段主要培養的學生的理性思維有歸納、演繹、類比、建模等。
1.1 歸納與演繹
歸納和演繹都是一種推理和思維方式，前者在個別中發現一致，后者在一般中發現個例。歸納與演繹的實質表明，它們是兩個方向相反的認識方法，既是對立的又是統一的。人們對事物的認識往往從個別開始，然后擴展到一般，再從一般進一步認識個別。一些概念的形成就是歸納的結果，對這些概念進行檢驗和運用體現了演繹的思維方法。
1.2 建立模型
建模是為了理解事物，從而對事物所作出的一種抽象。生物學中的模型有物理模型、數學模型和概念模型。從廣義來看，概念的建構過程就是建立模型的過程，概念的形成就是模型的形成過程；從狹義來看，建模是研究系統的重要方式，凡是用模型描述系統的因果關系或相互關系的過程都屬于建模。
1.3 類比推理
類比推理是科學研究中常用的方法，是從特殊推向特殊的推理，也是根據兩個或兩類對象部分相同的屬性，從而推出它們的其他屬性也相同的推理。簡稱類推、類比。如聲和光有不少屬性相同：直線傳播，有反射、折射和干擾等現象，由此推導出：既然聲有波動性質，光也有波動性質。這就是類比推理。
2 科學探究的定義
科學探究強調的是學習和研究的一種方式，同時也是一種學習科學知識、發展理性思維、形成科學態度和精神的過程?？茖W探究是一種綜合的能力，其本質是提出問題和解決問題，其核心內涵包括探究的問題、方法、過程、結果和交流，以及科學態度和精神。學科教學中的科學探究一般包括提出問題、作出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流等環節。
3 在概念教學中，培養學生科學探究能力和理性思維的教學策略
關于概念教學，很多教師還只知道“概念獲得”的理念，該理念強調對概念和事實的片面記憶，忽視對概念的深刻理解。那么如何實現概念的有效教學呢？通過開展探究性教學活動，教師可以有效幫助學生改變他們錯誤的前科學概念，達到建構正確科學概念的目標。建構生物學概念時，離不開觀察、實驗、調查、比較、分類、歸納、演繹、分析與綜合等多種科學方法。在此過程中，教師既可以讓學生體驗概念建構的過程，加深對概念的理解，又能培養學生理性思維。
3.1 歸納和演繹舉例
歸納法常用于促進學生建構新概念，這需要教師呈現或組織學生收集具有代表性、多樣化的具體材料。演繹法則指在概念學習之后，學生將概念應用到具體情境的問題中。時至今日仍有部分教師習慣在概念教學初期采用演繹推理的方法；但這種“結論+演繹”式的概念教學是灌輸式教學的典型做法，不利于培養學生主動獲取和學習概念的本質屬性。例如，關于“原核細胞”的學習，教師不宜先給出其定義，然后再通過細菌、藍藻來講解、舉證；而應先呈現細菌、藍藻、支原體的細胞模式圖，讓學生比較、辨別，最后歸納出三者之間的共同屬性。而概念的應用可以安排在“真核細胞”學習之后，通過對大腸U菌、酵母菌、葉肉細胞和小腸絨毛上皮細胞結構示意圖的識別、比較與分類，讓學生在問題解決中成功應用概念。
3.2 類比舉例
事理類比是最常見的類比形式，通過師生對話，激勵和引導學生從自己的生活經驗出發進行類比。例如，“細胞的減數分裂過程”是一個教學難點，教師的反復講解、動畫的演示、圖像的識別仍不能讓學生越過這道“坎”。那就不妨向學生講一段“牛郎織女鵲橋會”的故事：每年七月初七，牛郎和織女在鵲橋上相會互換信物最終又分離。接著，話鋒一轉進行類比說理：同源染色體就好比牛郎織女，在減數第一次分裂中它們互相聯會，發生互換，然后再相互分離。這樣熟悉而動人的故事，讓學生非常容易地理解減數第一次分裂中染色體的主要變化――聯會、互換與分離。經過上述類比，學生茅塞頓開，這就是類比的魅力。有研究者提出的類比教學法基本步驟為：介紹目標概念――回顧類比物――識別兩者之間的相似性――類比映射――指出非類比性――得出科學概念。
3.3 模型建構舉例
“倡導探究性學習”是新課程的基本理念，而模型構建本身也是一種科學探究活動。模型構建是一種常見的高中生物教學方式，模型建構的一般步驟是先給出學生需要完成的任務，再讓學生自主探究，完成模型構建。如在減數分裂的概念教學中，教師事先準備好減數分裂整個過程的若干圖片，讓學生按照減數分裂各個階段的特征為模型進行排序，標出發生同源染色體分離、非同源染色體自由組合、非姐妹染色單體交叉互換的階段。該教學活動有利于學生從不同視角了解分裂過程、掌握分裂特點、運用分裂規律，注重思維方式的訓練，提升了學生的生物學素養。
4 結語
探究性教學活動有利于培養學生的理性思維，提高沉重的探究能力。通過研究性學習的實踐，激發了學生自由創新的熱情，培養了學生獨立思考、探究新事物的科學精神，同時提高了學生協作能力和社會交際能力，正好填補了課堂教學的不足。
科學探究的一般過程范文3
一、對于猜想的科學認識
猜想，是對研究問題結果的估計或設想，無數的發明都來源于科學家大膽的猜想?？茖W探究中的猜想一般來說應該具有兩個特征：一是有一定的科學依據，即它是根據科學理論研究者的已有知識經驗和一定的事實而提出的；二是有一定的推測性，雖然有一定的經驗基礎或理論依據，但在其被證實之前，它仍只是一種對研究問題答案的推斷和假設。
中學階段對于猜想的學習要求是：能應用已有的知識和經驗對所觀察的現象作假設性解釋；能區分什么是猜想和假設，什么是事實。在科學教學中，教師要鼓勵學生圍繞問題，根據以往的經驗，說出自己的估計、猜想的過程，主題是讓學生調動已有的經驗，對事物的變化趨勢進行預測。在這過程中，教師不要粗暴的干預學生的假設，應當讓他們充分發表自己的意見，他們才會在實驗的過程中，有一種更加求實的精神，并渴望通過實驗尋求答案。
學生們提出的各種猜想越多，離發現科學結論的距離就越近。科學有時就是這樣，即使某種猜想是錯誤的，也會為別人進一步的猜想提供靈感，讓其余的人少走一條求證的彎路。同樣，學生的猜想也許是錯誤的，但在探究過程中卻逐步養成了他們正確的科學研究態度和方法，這是終身受用的。他們只有理解了科學探究的過程，將來才能在沒有老師指導的情況下，獨立自主地進行研究。而在探究的過程中，猜想無疑是極為重要的部分，可以說猜想決定了下一步探究的方向。
二、猜想中的心育藝術
科學教師在引導學生進行猜想時，從心育的角度來看，我覺得可以從以下兩個方面入手：一要遵循學生的年齡特征和心理發展水平，引導學生合理猜想；二要培養學生的想象力、創造力和對探究正確知識的堅定信念。具體地說，我們應注意以下幾點： 1．尊重學生的猜想，哪怕是不完善
在猜想活動中，有時會出現我們預想不到的答案，此時，教師要遵循的一個原則就是蹲下身來，與學生交流：“你為什么這么想呢？”“你是怎么想的？”也許學生真有這樣大膽的想法，也許是學生根本就沒弄清老師的意思。海爾加德認為：“我們應該善于發現新思想，也許有時不能容忍一些蠢念頭。但決不能把未證實的觀點斥為愚蠢，把不完善的想法斥為錯誤?！苯處熂热唤o了學生機會，就應該多傾聽學生的想法，哪怕是不完善的。我們不能說：“你的猜想是錯誤的?！币驗榧热皇遣孪耄€沒到實驗證實的階段，你就不能否定任何一個哪怕最幼稚的猜想和假設。
只有當教師真正做到了尊重學生，讓學生感到老師是非常理解他的，才能使學生產生高度的心理安全和輕松愉，他們才會真正的敢說、敢想、敢探究、敢創造。在學生的精神世界里，有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者。作為教師，一定要讓學生永遠擁有這份“需要”，敢于猜想，大膽猜想。
2. 提供可能的支持，哪怕是最簡單的
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關鍵詞 青少年；科學探究；紀錄片
中圖分類號G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2015）138-0135-02
為鼓勵廣大青少年探索科學世界、體驗媒介技術、展示實踐成果，中國科協青少年科技中心和中國青少年科技輔導員協會共同主辦了全國青少年科學影像節。作為面向廣大青少年開展的一項融知識性、科學性、趣味性為一體的探究性科普活動，從2010年開始至今，已經舉辦了五屆。隨著近年來紀錄片行業的快速發展，從2015年第六屆科學影像節開始，對科學影像DV進行了討論和分析，將科學探究與DV結合而成的作品形式，定義為青少年科學探究紀錄片。為做好此項活動，中國科協和各省市科協進行了各種形式的培訓工作，筆者作為培訓老師參與了中國科協和部分省市的培訓工作。本文將對青少年科學探究紀錄片的創作特點進行分析和總結，并從媒體科學紀錄片的角度探討了青少年科學探究紀錄片的創作形態和方法。
1 青少年科學探究紀錄片定義
紀錄片是以現實中的真實生活為基本創作素材，以展現真實為本質，通過藝術的加工與展現，用真實引發人們思考的電影或電視藝術形式。電視紀錄片不僅反映客觀現實，還能夠保存和延伸記憶的功能?！耙粋€國家沒有紀錄片，就像一個家庭沒有相冊。”智利紀錄片導演顧茲曼，曾用這樣的語言來表達紀錄片的文獻價值。同時，紀錄片本身也具備著傳播價值觀念和提升人文精神的作用，在全球化背景下，紀錄片也更容易被全世界所接受。
在紀錄片的題材類型中，其中有一類紀錄片，它不從社會現實或歷史人文的角度進行創作，而是從科學的角度來講述。如《帝國的興衰》這部紀錄片，它并沒有單純從社會、政治、文化等領域來探討帝國的興衰，而是更多地從自然、地理、氣象的角度來探討為什么會有王超的更迭和變遷。這種紀錄片的創作角度給我們提出了一個新的視角，即科學的視角，我們稱之為“科學紀錄片”。它是指以科學精神為背景，以科學方法和科學視角揭示科學內容，具有科學性、娛樂性、故事性、專業性、商業性，不同于傳統科教片和一般紀錄片的影
片。[1]可以說，科學紀錄片是紀錄片的一種類型，它以“科學”為核心，同時又以紀錄的方式來表達。
在青少年特別是中小學的學科及科學教育中，培養學生的科學素養是教學的重要目標之一，而探究性學習又是實現這一目標的重要途徑。采用科學探究的形式，將學習的中心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化，變被動學習為主動學習，從而培養學生科學探究能力和勇于創新的探索精神。這種目的與科學紀錄片有著異曲同工之妙，因為科學紀錄片本身也不是以教育和傳播知識為目的，而在于如何傳播科學文化。將青少年科學探究和科學紀錄片結合起來，形成的一種新的模式，用影像的方式來表達青少年的科學探究過程，是非常有意義的一件事情。這種新的模式，我們稱為“青少年科學探究紀錄片”，即以一個生活現象、科學現象或科學原理為創作選題，以真人真事為表現對象，并對其進行藝術加工和展現。作品內容須真實，不能虛構，并能夠以藝術的影視手段引發人們對科學的思考。[2]
在2014第五屆科學影像節中，有一部獲獎作品《包皮殼的樹蝸?！罚v述的是三位同學對一種皮包著殼的奇怪蝸牛的探究，通過對蝸牛進行觸碰、光照、干燥、高溫、酸堿等各種條件下進行實驗觀察，從而得出這種蝸?？梢杂脕韼椭鷻z測自然環境變化，作為環境指示生物的結論。學生在探究過程中不僅獲得了知識，而且學會了觀察和實驗的方法，節目展現的就是對這種探究過程的真實紀錄。當然，如果在節目中加入作者對觀察過程的一些思考，無疑就是一部很好的青少年科學探究紀錄片。
對于青少年科學探究紀錄片來說，在選題時都應該考慮三個基本要素。其一，是否對選題感興趣，愛好驅動是探究成功的重要保證；其二，為什么要用影像的方式來表達，影像的真實性能否保證；其三，必須要求具有科學屬性，即探究的是科學現象，紀錄的是科學過程，體現的是科學精神。
可以說，從某種程度上，青少年科學探究紀錄片是科學紀錄片的一種類型，將科學教育和紀錄片的創作特點結合起來，這種新的影像表達方式，對青少年的科學教育來說，無疑有著重要的價值和意義。
2 青少年科學探究紀錄片的真實性
紀錄片以真實性為自己的創作根本，它不僅要求內容本質的真實，而且要求現象的真實；不僅要求事實本身的真實，而且要求藝術的真實。一個紀錄片如果失去了真實性，這無疑是致命的問題。2011年，在BBC播出的紀錄片《冰凍星球》中，其中一集拍攝到北極熊媽媽照料剛出生小熊的片段，主持人解釋說：“在這冰天雪地的斜坡下，新生命正在誕生”，如此珍貴的畫面大獲觀眾贊賞。但該組鏡頭后來被英國《每日鏡報》披露涉嫌造假，指出它事實上是在荷蘭的一個動物園中拍攝的。結果，這部片子讓觀眾感到被愚弄，備受指責。[3]這個事例充分告訴我們，對于青少年科學探究紀錄片來說，更應該堅持真實性原則。它不僅是紀錄片的要求，更是對青少年成長教育必須堅持的重要原則。只有懷著對現實社會的真實紀錄心態，青少年才能夠獲得真實的認知和情感，才能培養求真探求的科學精神。
紀錄真實。即要求創作過程中，必須保證紀錄的內容是真實可靠的，沒有造假的成分。在青少年科學探究過程中，由于條件的限制和認知水平的局限，探究的結論有可能與事實本身存在一定差距，但這并不妨礙紀錄這個過程。在2012年第三屆青少年科學影像節中，有一部作品《加油站里禁止打手機》，通過調查、搜尋、設計實驗等方式，得出了加油站里打手機會引發爆炸的結論，解開了大家的疑問。然而，在美國探索頻道播出的科學紀錄片《流言終結者》中，主持人通過一些專業的手段調查了同樣的話題。然而，卻沒有得出同樣的結論，他們最終未能通過實驗來證明手機對加油站的危害。那么，這兩個問題的答案究竟誰更正確，或許還會有更好的方式去探究。但筆者認為，在青少年科學探究過程中，探究的結論并不是最重要的，重要的是探究的每一步過程都是真實的，而不是為了某個結論去造假事實。
真實紀錄。即要求創作過程中，紀錄的方式是真實的。紀錄片工作者的任務就是記錄客觀存在的過程，而不是主觀地去改變過程、縮短過程、延長過程，乃至制造過程。因此，我們不能介入（更不能深度介入）過程。因為，我們介入過程就有可能程度不同地改變過程。過程變了，關系就要變，命運走向就要變，整個結果可能就要變。那么，這個過程的本質就可能不是真實的。[4]在青少年科學探究紀錄片中，有許多過程可能是繁瑣的，甚至是流水的，為了避免流水賬式的紀錄，創作者容易陷進探究過程的人為介入，從而將探究過程變成了一個探究秀。在2014年第五屆青少年科學影像節中，作品《“摩易擦”的秘密》中，學生在探究遇到困難時，向老師請教。鏡頭表現的內容是，學生還沒有提出問題，老師卻把實驗要準備的酒精燈、石棉網等材料準備好了。顯然，這違背了真實紀錄的原則，這個過程也很難讓人看到學生是如何探究的，以及在這個過程中體現的科學精神。但在另一部影片《漏斗高手――森林漏斗蛛生活習性的觀察與研究》中，學生為了給漏斗蛛編號，第一次用的紙質編號牌被風雨刮跑了，為了繼續觀察，第二次制作了更結實的編號牌，最終完成了觀察。作者在影片中將這一過程展現了出來，雖然時間并不是很長，有些鏡頭還用照片來代替，但是它的真實紀錄過程得到了很好地展現。學生在探究過程中遇到的困難，以及在困難面前所表現的應對辦法，無疑是這部影片成功的重要亮點。
因此，在青少年科學探究紀錄片中，遵循真實性原則，強調紀錄的真實和真實地紀錄，堅決回避造假和過多的人為介入。對于青少年來說，探究的過程才是最重要的，盡管這個過程并不完美，但它的真實性卻構成了科學探究紀錄片的真諦。我們需要是真實，而不是為了追求畫面成為一場探究秀。
3 青少年科學探究紀錄片的藝術性
敘事與故事。紀錄片也要講故事，這是近年來紀錄片創作的共識，也是紀錄片對敘事方式上的一種探索。然而，對于青少年科學探究紀錄片來說，應該如何把握其中的敘事和故事呢？萬彬彬在《科學紀錄片研究》中對故事和敘述的區別是這樣闡述的：“故事”是按照發生時間的順序去排列事件的敘述，而“敘事”，則是可以使用種種不同的方式將事件排列組合的敘述。[5]從這個角度來說，故事只是其中一種敘事方式。如果用全知視角的敘述方式，敘述自由靈活，適合全方位描述人物事件，但由于缺乏事件的主角，生動性不夠，同時，全知者視角的情感缺失，容易讓科學探究過程變成一個冷冰冰的過程。但如果換一種視角，采用限知的視角，探究過程中許多不為人知的內容天然就形成了謎團，探究者和觀眾都會對此產生興趣，懸念也由此而生。然而，對于青少年科學探究紀錄片來說，由于題材一般不會宏大，故事一般不會有很大的戲劇沖突和懸念。但為了讓探究過程變得有意思，注重限知視角來敘事仍很有必要。因此，在科學探究紀錄片創作中，以人物主人公為主線，去探究某一個科學現象或科學過程，在探究過程中能夠天然形成一定的懸念，應該是青少年科學探究紀錄片采用的一種敘事模式。
敘事結構。筆者認為，科學紀錄片應該具備科學的敘事邏輯和普遍的認知思維。即在敘事上可以采用科學研究的“假說-演繹法”。所謂“假說-演繹法”，是指在觀察和分析客觀事實基礎上提出問題后，通過推理和現象提出解釋問題的假說，然后根據假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結果。這種可以敘事結構可以簡單地“翻譯”成為“提出問題-分析問題-解決問題”的探究過程，或者可以理解為“是什么-為什么-怎么辦”的敘事結構，這是一種經典的科學邏輯敘事結構。對于青少年科學探究紀錄片來說，采用“是什么-為什么-怎么辦”的順敘模式或者“怎么辦-為什么-是什么”的倒敘模式，既符合科學認知的一般規律，又易于操作。并且，在創作中，適當加入人物主人公的探究過程，展現其中所遇到的困難和沖突，既增加了懸念和故事性，又能體現探究的科學精神。
影像表達。青少年科學探究過程，是一種科學研究的過程，從廣義上來說，所有的科學研究過程都可以成為探究過程。根據青少年的科學教育實踐和紀錄片的創作手段，可以采用的影像表達手段通常有以下的方式：觀察（肉眼觀察、借助儀器觀察等）、測量（簡單儀器、儀表測量等）、實驗（物理化學生物實驗、專業實驗等）、調查（采訪、查閱資料、問卷調查等）、體驗（親身去體驗）、模型（模型制作說明）、動畫、統計分析。在具體影像實現中，可以將探究的問題轉化成多個關鍵詞，并以關鍵詞為核心來尋找影像的表達手段，注重細節，這種創作模式，或許是青少年科學探究紀錄片值得采用的一種重要創作模式。
對于青少年來說，他們在科學探究過程中所學到的科學方法和科學思想，是素質教育的重要基石。并且，用紀實的方式紀錄下青少年在探究中所遇到的困難、所取得的進步以及感受到的樂趣，從而制作成一種新形態的紀錄片――青少年科學探究紀錄片，對培養青少年的科學素養無疑有著重要的意義。
參考文獻
[1]萬彬彬.科學紀錄片研究[M].北京：中國傳媒大學出版社，2011：47.
[2]中國科協青少年科技中心全國青少年科學影像節申報指南.
[3]王昱斌.淺談紀錄片影像的真實性[J].中國電視紀錄，2012（7）.
科學探究的一般過程范文5
[關鍵詞] 小學生 反思思維 反思能力
基礎教育課程改革強調要培養學生“初步的創新精神、實踐能力”,倡導學生在課程中“主動參與、樂于探究、勤于動手”。課程改革是以培養學生的科學素養為宗旨,積極倡導探究為主的學習活動,培養他們的好奇心及探究欲,發展他們對科學本質的理解,使他們學會探究解決問題的策略,為他們的終身學習和生活打好基礎。
科學探究作為一種課程目標,實質是一種思維方式,思維習慣,一種能力系列。“探究性教學”就是培養學生在學習中以獲取科學知識,理解科學思想觀念,領悟科學家們研究自然界所用的方法和發展科學探究能力而進行的教學活動,下面就結合實踐談談對“探究式”教學方法的認識。
一、教師在實施“探究式”教學中的困惑和思考
1.實驗多,器材少,給教師增加了很大的壓力和負擔
新教材倡導探究為學習的主要方式。課堂上,教師的演示實驗、學生的動手實驗大幅度增加,一些概念的建立過程、一些科學結論(規律)的得出過程,都離不開觀察和動手實驗。除此之外,教材還安排了一些想想做做、想想議議等課內、課外的實驗和實踐活動。教師普遍感到,現在幾乎每節課都要準備實驗器材,課堂上的實驗明顯增多,這體現了以活動為中心、以實驗為基礎的思想。但是,這里有一個老師們普遍頭疼的事情就是要花更多的時間和精力去準備實驗,這些實驗器材,現在的太少,多數需要教師找材料制作,這無形中給教師增加了很大的壓力和負擔。
如果有關部門能夠加強適合新課程的教具和學具的開發力度,在為教學第一線服務的同時,也為商家提供了一個不少的商機。對學生來說,少買幾本練習冊,多買一些學具,既能減輕學生負擔,又能提高學習興趣、從“做中學”符合課程改革的理念。
2.教師迫于某些壓力,使得課程改革停留在口頭上或一些形式上
由于受社會現實中的人才選拔機制和傳統的教育教學觀念的束縛和舊的評價制度的制約,多數教師雖然認識到新課程改革的重要性,卻迫于教學質量的評比和排隊的壓力,在實際中不得不抓應試教育,使得課程改革停留在口頭上或一些形式上。
希望教育行政部門改革升學考試形式,找出課程改革和考試選拔的切合點,消除廣大教師的后顧之憂,使之全身心投入到教育改革中。
3.科學探究要付出很多時間,有必要嗎
新課程強調,要將科學探究滲透到教學過程的各個部分,而進行科學探究就要付出平常幾倍的時間。很多知識老師講講學生就會了,花較少的時間就能得高分,為什么不要多花時間、精力去搞探究?
我們借用美國教育家艾倫•柯林斯關于“探究式”教學的一句話:這是一種費時的教學,但如果我們的目標是培養學生能創造性地解決問題和發現理論,那么這是我們所擁有的唯一方法。
二、認識“探究性教學”系統
1.科學探究是一項系統的工程
科學探究簡單地說,就是科學家提出關于自然界和問題,尋求答案,解決問題的過程。我們平常人也要解決各種問題,但要正確認識自然、解決問題、發現真理,用平常人解決問題的方法是不行的,得像科學家那樣才能奏效。
一般的科學探究系統大致由三個要素組成:
一是探究主體,它指的就是探究者。探究主體是科學認識活動的認識者,也是科學知識的生產者,它應具有一定的知識經驗、方法技能和主觀能動性。
二是探究客體,它指的是探究對象。探究客體是科學認識的對象。也是科學研究中所要認識和解決的問題,他是進入主體認識和實際范圍的客觀事物。
三是探究手段,它是科學認識的實踐手段和研究方法的綜合體。探究手段由硬件和軟件兩部分組成,硬件指的是科學儀器、工具設備等,它是人體器官的延長;軟件指的是科學理論、科學方法等,它是人腦器官的擴大。
科學探究是“主體”運用“手段”認識“客體”的過程。
2.“探究性教學”和“科學探究”的區別
“探究性教學”是一種教學,這是一種培養學生“象科學家一樣工作”的教學活動。因此,我們的探究性教學系統是一個教學認識系統,它是一種特殊的教學認識活動。在探究性教學活動中,每個參加“探究”的學生就是探究主體,他們在這一系統中的活動屬于探究性學習活動。探究主體在探究性學習活動中所要認識和解決的問題(對象)就是探究客體。與科學探究不同的是,他們所要認識的客體一般來說已被前輩們認識了的已有定論的問題,然而對于他們來說卻仍然是個未知的領域。這里尤其要指出的是,在“探究性教學”中,主體的認識對象其實不僅僅是他們所要研究的問題(客體),還應包括在探究過程中所運用的方法、思路等(手段)。也就是說“探究手段”也是探究主體所要探究的內容。
“探究性教學”認識活動與一般科學探究活動還有一個十分顯著的區別,那就是在這一教學認識活動中,除了探究者(學生)、探究對象(問題)和探究手段(硬件和軟件)三個要素以外,還有他們可以信賴的朋友――教師也參與在其中。教師是探究性學習活動的組織者和指導者,在探究性學習活動中起著主導作用。
3.“探究性教學”系統的組成
科學探究的一般過程范文6
本文在SEI，即“系統―探究―創新”教學模式指導下,構建出一套旨在發展學生的科學研究能力、創造性思維能力，培養學生對學科知識的認識與應用能力的生命科學教學模式。
關鍵詞：教學模式；系統；探究；創新
知識經濟時代高科技已成為當代經濟增長的決定性因素,在這種大趨勢下,靠知識積累型教育培養的人,絕難在知識創新上有大的作為。要參與世界的競爭,必須對現行的教育體制、教學觀念、教學管理、教學內容、教學方法、教學手段等進行全方位的改革。
一、SEI教學模式的基本內涵
SEI教學模式的全稱為“系統(System)―探究(Enquiry)―創新(Innovation)”教學模式。它是針對大學生命科學實驗教學而設計的一種新型教學模式。此模式的教學活動框架是以自然科學研究的一般方法為主線建構的。目的是讓學生在系統、探究的實驗中,提出假設、收集材料進行實驗和觀察,最終得出結論。[1]通過這一學習過程,使學生掌握和解決生命科學研究問題的一般方法和技能,培養學生的創造性思維能力,最終達到培養學生創新能力的目的。該模式在教學過程中有緊密銜接的7個步驟,要求循序漸進地針對不同的步驟訓練和培養學生的發散思維和聚合思維能力。模式由宏觀意義上的系統、探究、創新三部分構成,取每個單詞英文的第一個字母,合起來稱為SEI教學模式。
系統(System):系統在文獻中流行最廣的定義將近40個,一般系統論創始人塔朗菲認為，系統是處在一定相互聯系中的與環境發生關系的各組成部分的整體。韋氏大辭典解釋為“有組織的或被組織化的整體”。我國科學家錢學森同志認為,系統就是“由相互作用、相互聯系的若干組成部分結合而成的具有特定功能的整體”。[2]在SEI教學模式中,系統定位在以下兩個層面:一是使學生系統地掌握、應用科學方法解決問題的步驟,包括:確定問題――提出假說――收集資料――驗證假說――得出結論；二是使學生掌握、應用科學方法解決問題所需的一系列過程技能,如觀察、推論、測量、解釋資料、形成假說、分解和控制變量、實驗構建模型。探究(Enquiry):探究學習理論的倡導者是施瓦布(J.J.Schwab)。探究學習讓學生親自動手、親自體驗,從事實驗觀察、實驗操作、討論、整理,最后得出結論。讓學生在探究的學習中了解到科學概念形成的一般過程。創新(innovation):是SEI模式的最終目的,具體表現為:在實驗的過程中訓練學生的發散思維能力和聚合思維能力,幫助學生養成創造性思維的習慣,最終達到培養學生創新能力的目的。
二、SEI教學模式的基本目標
（一）宏觀目標
宏觀目標可分為三個方面:第一,發展學生的科學研究能力。即指導學生沿著科技人員解決問題的一般思維過程,通過發現和探究的學習,掌握科技人員研究中的主要工作方法,如提出假說、收集材料、實驗設計、演繹推理等,學會用實驗的方法解決生命科學研究中出現的問題。第二,發展學生的創造性思維能力。即通過具體生命科學實驗教學中的創造性教與學,重視學生發散思維、聚合思維以及直覺思維的培養,全面發展學生的創造性思維能力。[3]第三,系統地發展學生對學科知識的認識與應用能力。即讓學生學會用系統的觀點去分析實驗現象及其解決問題的可能的途徑和方法,系統地掌握生命科學中各種現象之間的直接聯系和間接聯系以及生命科學研究的基本方法和步驟。
（二）中觀目標
SEI模式在中觀上按“系統”分為3個層次:基礎層次；綜合、設計層次；科研層次。這三個層次在學生的科學方法的掌握、創新思維的培養和知識體系框架的形成過程中,循序漸進,各自相對獨立又彼此聯系。
1.基礎層次?；A層次的實驗注重配合各專業理論課的教學,以演示性、驗證性、基礎性和實驗技能操作與訓練為主,目的是增強學生對理論的理解與記憶,增強學生嚴謹的科學態度和基本的操作技能,熟悉并初步掌握實驗儀器與設備的使用。此階段教師指導較多,課程安排在大學1-2年級,是后兩類實驗的基礎
2.設計、綜合實驗層次。實驗教學形成獨立授課體系,授課內容集成現代科技發展的新知識、新技術和新的實驗方法,精心選用綜合性、先進性、新穎性、應用性的實驗來激發學生的求知欲,培養學生綜合把握和運用學科群知識的能力,讓學生自由選做各種研究方向的實驗。學生通過此活動可激發學習興趣,把握相關研究領域的知識與能力。教師與學生為雙主體。課程安排在相應的理論課結束以后,在大學2-3年級。
3.研究層次。在優秀實驗教師與技術人員的指導下,鼓勵學生從教師的科學項目研究中,從社會生產實踐中,從教學改革實踐中,尋找研究課題,獨立設計,自查資料,自擬實驗方案,進行探索創造性實驗。學生可根據校方安排進行(一般是參加課題組,承擔一部分研究內容或僅僅做助手),也可結合畢業論文在第4年進行。
設計類、綜合類實驗的開設不僅可以拓寬學生的知識面,而且還能實現多學科間交叉和滲透。因學生在查閱資料、設計實驗方案的過程中,要利用所學的知識,還可能涉及其他相關學科。學生從確定問題開始就要自主地去完成文獻的收集、假說的設定、實驗的設計和觀察。學生在一系列實驗過程中,必須開動腦筋、活躍思維、精心設計、嚴謹求證、仔細觀察、分析現象、得出結論。這一活動本身就孕育著創新能力的培養和提高。研究型實驗吸收本科生參加,在我國還鮮有嘗試,這一活動,對培養學生的創新精神,大有好處。
（三）微觀目標
模式中微觀層次的基礎層次實驗選取以訓練學生掌握生命科學基本研究方法和基本實驗技巧的實驗為主。如能體現科研基本研究方法的孟德爾分離實驗、光譜分析技術、層析技術、電泳技術、制片技術、顯微攝影技術等。其實驗內容可根據相應的專業課程的內容而設定。這些技術應該是生命科學研究中的通用技術,不因學科的進一步分化而喪失意義。
綜合設計類實驗的周期較長,例如組培實驗要2-4個月,但它很系統,而且,較長時間地把學生的注意力集中在某個或簡單或復雜的問題上,會鍛煉學生的注意力,這對將來學生從事科研工作,產生“頓悟”極有好處。
三、SEI教學模式的基本教學程序
SEI教學模式的基本教學程序是:提出目標確定問題提出假說收集材料實驗設計實驗觀察得出結論。1.提出目標。教師把學生在實驗結束時究竟要達到什么目的,予以明確的陳述,即提出一個目標。這個目標是實驗的最終目的,是實驗的理性升華。2.確定問題。將目的精煉為更確切的陳述形式,讓學生按照科學研究的思維過程,去完成一個項目實驗。確定問題的關鍵是有一定的難度,能將學生所學課程的理論應用到以研究為主的實踐活動中。教師應盡量提供足夠數量的、難度相近的實驗,讓學生自主選擇,以激發學生的責任感,這是引起學生學習動機的很重要的一點。3.提出假說。假說就是一種假定性理論解釋。學生根據已有的知識和科學原理,提出關于未知事實(包括現象間的規律性聯系,事物存在的原因,未來事件的出現)的假定性解釋,這是為解決問題而做的初步猜測或設想,是科學活動中十分重要的智力活動手段。假說應當與學生原有的認知結構相聯系,師生是互動的。在此過程中,使學生學會發展自我概念和處理信息的能力。此階段多用演繹法,是一個從一般到特殊的過程,即在原有的基礎上,大前提是一個概念、定義或一個概括,小前提是要進行的實驗,結論是解釋推理或者是預測推理。對演繹推理過程的認識,可賦予學生一種分析自己思維的工具,并提高準確地處理信息的能力,即要提高學生的思維能力,就得使他們理解演繹推理的過程,來分析結論所依據的前提,最后一步得出結論、驗證假說時,這個思維過程還將體現。4.收集材料。收集材料圍繞假設展開,可以從教材、參考書和相關的專業文獻上查找,考慮到學生的知識寬度和廣度,教師可以開列參考書目為學生指明方向。這是培養學生科學研究能力必不可缺的一環。提出假說和收集材料兩個過程是可以互換的。一般情況下,假說的提出應在收集材料之前,但也有的學生喜歡先收集資料,再在資料的基礎上提出一個或幾個假說。從提出假說到收集材料這個過程可能要循環反復幾次,以修訂、再確定、否定已確定的假說。在此過程中思維活動的特點是:發散思維過程與聚合思維過程均十分活躍,并交替進行。5.實驗設計。對所要進行的實驗,做一個初步考慮,包括說明技術路線的具體實施方法(如果文獻上能夠找到現成的方案或方法,則要分析一下為什么要這么做?優缺點是什么?是否需要改進,完成獨立的獨創性實驗設計需更加嚴密的考慮)、實驗藥品、實驗材料、實驗儀器的準備、具體時間安排等。設計計劃是靈活的,允許學生在設計方向、工作時間、實驗方法上做選擇。6.得出結論。做完實驗后,把實驗結果進行整理與評價。將實驗結果與已知的經驗或理論聯系起來,加以解釋,這是整個實驗教學的最后一個步驟。教師要求學生承認全部觀察現象,這將鼓勵所有的學生專心所學的課程。不斷鼓勵學生,并相信學生的一切回答都是可以接受的,這樣做的目的是為了改善學生對學校的態度和促進學生自我概念的形成。這個過程的目的是發展學生在實驗過程中的技能,運用已經觀察到的現象得出結論。這種得出結論的方式是歸納式。歸納式是傳授概念和概括的有效手段,也是激發學生動機的有效手段。它通過促進學生的積極性和過程技能的發展,來增加學生對活動的積極性,促進學生的個性發展。
四、SEI教學模式的評估原則
根據本模式的基本教學目的(學生的應用能力、創造性思維的發展、發明的才能、堅忍不拔的精神來解決問題的能力等),教師一般應更注重過程的評估,而不僅僅將注意力放在最終的實驗報告和實驗結果上。其評估原則是:1.注意觀察學生的實驗過程,包括實驗的具體操作,實驗時的具體思維特點(主要看發散性思維的活動方式)?？雌鋵嶒炑芯糠椒ǖ恼莆涨闆r以及將理論知識應用到實際過程中的能力。2.看學生將實驗結果與實驗材料聯系的能力(即理論指導實踐的能力,一般方法是讓學生陳述整個實驗過程,包括思維活動和具體操作),看其對科學研究方法的掌握、知識結構的掌握情況。3.對事實結果的概括能力,即從特殊到一般的過程,看能否用理論解決其他問題。
參考文獻
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