科学探究的方法精选(九篇)

第1篇：科学探究的方法范文

一、在新课教学中开展科学探究

我们要让学生通过科学探究来获取物理知识和物理规律，并体验过程，了解科学方法，同时受到科学价值的熏陶。通过探究，使学生深刻地理解了科学知识，培养了科学素养和能力。课堂教学是学生在学校学习的主阵地，在新课教学中培养学生科学探究能力是主要的途径。如在教八年级“影响蒸发快慢的因素”这一内容时，首先创设情景、提出问题：“同学们在寝室里晾的湿衣服，为什么有时干得快，有时干得慢呢？”在几个同学简单地说明原因之后，接着又提出：“液体蒸发的快慢跟哪些因素有关呢？”让学生猜想。通过探究，使他们深刻地理解了科学知识，培养了科学素养和能力。同时，我们教师要对学生的探究成果以及成果的表达交流给予肯定和鼓励，让学生能更加积极地参与探究活动。课堂教学是学生在学校学习的主阵地；在新课教学中培养学生科学探究能力是主要的途径。

二、在探索实验中开展科学探究

物理学是一门以实验为基础的学科。在教学中多设计探索性实验来培养学生的科学探究能力是一种有效的途径。如：在学习《大气压》时，我是这样设计教学的：我用一个空的易拉罐放在酒精灯上加热；过一段时间后，看到有“白气”冒出就停止加热；用橡皮泥把冒气的小孔堵住后，发现易拉罐压瘪了。紧接着，我设置了这样的疑问：“易拉罐为什么会变瘪呢？”学生的注意力和兴趣一下子被调动起来，于是对此问题进行了大胆的猜想：⑴可能是易拉罐内部变为真空；⑵可能是因为铝皮的热胀冷缩；⑶可能跟外面的大气压有关：⑷可能是易拉罐内部空气温度变低………学生在探究过程中会提出各种各样的问题，作为课堂组织者的教师不能盲目地对待这些问题，不能全部解决，也不能都不解决这些问题。围绕这些大大小小的问题，教师不能胡子眉毛一把抓，而要找到一个能激活学生探究兴趣的中心问题，力求激起学生的“疑”，并促使学生想办法解“疑”，在解“疑”过程中诱发学生争论。而争论应该是真争论，应该是学生对容易混淆问题的争论，争论的目的应该是使学生更深刻地理解知识、更开阔视野和思路，而不是为了争论而争论，让争论流于形式。教与学应该做到和谐与统一，形成合力，教与学的共同指向就是为了实现教学目标。

三、在开放性问题中开展科学探究

进行开放性问题教学，培养了学生创新能力和实践能力。在开放性问题中开展科学探究活动，在于强调学生获取新知识的体验，在于强调学生探究新知识的经历，是又一种培养学生科学探究能力的有效途径。

四、在课外活动中开展科学探究

新课程理念之一是“从生活走向物理，从物理走向社会”。由于物理与生活、科学、技术和社会有着极为紧密和广泛的联系，因此在教学中要根据教学内容和学生的认识水平，结合学生生活实际，提供或指导学生挖掘生活中和STS中的探究课题，开展课外探究活动。通过课外探究活动的参与，应逐步树立从社会发展的角度考虑科学技术问题的意识，以这种方式把人文精神渗透到科学课程中。因此，在课外活动中开展科学探究，是一种培养学生科学探究能力的重要途径。要根据课题进行课外阅读、网上查询、收集资料、观察记录，利用身边随手可得的器材进行实验，通过分析论证、评估、交流进行较全面、系统的探究，提高学生的探究能力，丰富学生的课外生活。进行课外探究的着眼点，“不在于学生能够提出多少有实际价值的建议，而在于可通过这些内容学习和活动的参与，逐步树立从社会发展的角度考虑科学技术问题的意识，以这种方式把人文精神渗透到科学课程中”。因此，在课外活动中开展科学探究，是一种培养学生科学探究能力的重要途径。

第2篇：科学探究的方法范文

一、设计好科学探究活动

杜威说过“儿童有调查和探究的本能”。作为教师，要善于开发和利用幼儿感兴趣的事物，在日常教学中组织丰富多彩的科学探究活动，提高幼儿科学思考、科学认知的能力。

(一)科学探究活动内容的选择

《指南》“科学探究”中指出：“经常带幼儿接触大自然，激发其好奇心与探究欲望。真诚的接纳、多方面支持和鼓励幼儿的探索行为。”这里告诉我们：教师应和幼儿一起发现并分享周围新奇、有趣的事物或现象，一起寻找问题的答案，帮助幼儿深刻地理解科学探究的学习内容。现今的科学探究内容已经拓展出更大的范围，更为生活化。教师应考虑到幼儿年龄特点、兴趣需要、园所实际，慎重选择教育内容，扎实地开展科学探究活动。

1.科学探究主题的普遍性

科学探究的内容要能反映出幼儿周围生活的现象，丰富幼儿的生活经验，激发幼儿的好奇心与求知欲。因此，在选择科学活动主题时，既要是幼儿喜闻乐见的，又要注意贴近幼儿的实际生活，具有普遍性。例如：大班孩子对恐龙的话题总是乐此不疲，经常聚在一起讨论交流，我们便依此生成了《恐龙世界》科学主题活动。又如：在日常生活中我们发现幼儿非常喜欢照镜子，不仅能注意观察镜子中自己和同伴的外部形象，而且对不同镜面(如哈哈镜、凹凸镜、放大镜)的成像特点，镜子与光的反射原理都很感兴趣，我们便开展了《我和镜子》系列科学活动，取得了良好的效果。

2.科学探究知识的浅显性

幼儿年龄小，认知能力不高，受年龄特点的限制，他们对科学现象的认识也只是初步的，并不能理解深奥的科学原理，而科学更加注重严谨与准确，传授给幼儿的科学知识必须是真实无误的，必须符合幼儿的发展特点，是浅显易学的。如果其中包含的科学原理比较复杂，教师可以简单地进行阐述，给孩子正确的概念。如：在科学探究活动《神奇的气球》中，将气球放进色拉油油壶，然后将气球嘴套在壶口上吹气，幼儿就会发现被戳破的油壶可以使气球吹大;而未被戳破的油壶无法使气球吹大。活动内容非常有趣，但里面的知识点是关于大气压力，比较晦涩难懂，因此教师将活动重点设定为让幼儿了解在不同状态下气球发生的变化，而对大气压力只是简单进行了介绍，使幼儿易于理解和接受。

3.科学探究活动的阶段性

在教学实践中我们发现，一个科学探究内容可以适合大、中、小不同年龄班的幼儿同时学习，教师要依据幼儿的年龄特点和发展需要，分阶段安排内容。如：在《水》的科学活动中，水的基本特征是小班幼儿学习的重点;水的三态是中班幼儿学习的重点;水的沉浮及与人类生活的关系则是大班幼儿学习的重点。另外，在一些科学现象中，由于包含的科学原理较多，往往一次活动无法向幼儿阐述清楚，我们就可以生成系列科学探索活动，分阶段授教。再如：科学活动《力》，其中就有推力、压力、弹力、浮力、承受力等，每一种都蕴含着丰富的内容，对激发幼儿学科学的热情大有好处。

(二)科学探究活动材料的准备

相比较其他领域，科学探究活动更注重让幼儿了解事物之间关系，强调幼儿亲身参与与操作，认识周围世界，获得知识经验。因此，提供给幼儿各种操作材料成为科学探究实施的关键，教师在为幼儿提供活动材料时，要遵循“三性”：

1.安全性

幼儿年龄小，自我保护意识还不够强，教师提供给幼儿的操作材料尽量做到安全耐用，如果因活动内容需要提供一些较危险的物品，教师也要考虑得周全，在幼儿操作过程中加强安全教育。如：在科学探究活动《快乐的小木匠》中，教师需要幼儿用铁锤和铁钉将木条、木块连接在一起，因为有了教师的不断提醒，孩子在操作中表现得很从容，但个别幼儿还是被木块下面露出的铁钉戳到了手。这就要求教师在准备铁钉时注意到它的长短和木块厚度的关系，把握得再细致点，防止小意外的发生。

2.准确性

在科学探究中，许多科学结论的得出要受到若干因素的影响，有时缺少一个条件，可能就会使结果发生改变。如：科学探究活动《沉与浮》，教师在操作材料时，就发现水的多少、物品的重量、体积、大小等都会使浮力产生变化，油泥捏成团可以沉进水底，油泥捏成碗(很少很薄)可以浮在水面;小铁盘会因放置水中的方法不同或沉或浮等。因此，教师在准备操作材料时就要亲自实验，围绕活动目标选取准确、适宜的材料，尤其是幼儿初次接触科学现象时，提供的材料更要准确，不模棱两可，避免因提供不当给幼儿造成错误的科学概念。

3.可操作性

幼儿通过亲自实验了解科学现象，得出科学结论，既满足了好奇心与求知欲，又锻炼了动手动脑的能力。教师除了要为幼儿提供数量充足的活动材料外，更要让这些材料方便取放，可操作性强，便于幼儿反复验证，发挥出应有的实效。如：科学探究活动《奇妙的空气》中，教师为幼儿准备了人手一支蜡烛，请他们将玻璃瓶套在点燃的蜡烛上，从而了解空气与蜡烛熄灭的关系。在这个过程中，幼儿的操作时间仅有短短的几秒(熄灭蜡烛)，而教师却花去了大量的时间(点燃蜡烛)，显然这样的材料就失去了可操作性。

二、组织好科学探究活动

《指南》在科学探究能力方面要求：表述更加准确清晰、通俗易懂，指出具体的科学探究方法与途径。教师要引导幼儿在科学探究中体验"做科学"“玩中学”“生活中学”的乐趣。这种探究能力的培养就是探究方法的掌握，闪烁着教师关注幼儿、体验探究的科学教学的智慧。体现在以下几个方面：

(一)教师提问应具有启发性

在科学活动中，教师应根据幼儿的发展水平提出不同层次的问题。提问的方式主要有三种：开放式、递进式、自由式。提问时要由浅入深，层层递进，营造轻松民主的交流氛围，同时要紧扣活动内容，三种方式任意组合，避免幼儿自由发问，偏离重点。 如：在科学探究活动“抛鸡蛋”中，教师依据各环节提出问题：“将鸡蛋从上向下扔，它会怎么样?”(会碎)“为什么一个鸡蛋碎了，另一个不碎呢?”(有毛巾垫着)“鸡蛋落在这些物品上会怎样?为什么?”(有的会碎，有的不会碎)“平时人们是怎样保护自己的?”活动中采用了多种提问方式，使幼儿的学习更加积极、主动。

(二)幼儿操作应具有自主性

科学探究活动重在让幼儿通过动手操作，验证自己的设想，从而自主学习、发现学习。在这种自主式学习中，教师提供给幼儿丰富的操作材料，设下疑问，让幼儿通过观察、比较、测量、分类、记录等实践操作，认识科学现象，学习科学方法，理解科学道理。如：科学探究活动《沉与浮》中，教师先请幼儿将各种材料放入水中，观察哪些会沉下去?哪些会浮上来?然后再提供各类辅助材料，让幼儿进一步探索沉的东西怎样变浮?浮的东西怎样变沉?幼儿始终带着问题进行操作，寻找答案。教师在这一过程中只是稍稍引导，绝不过多干涉，让孩子们在自主探索的过程中了解其中的奥秘，体验成功的快乐。

(三)教学手段应具有多样性

第3篇：科学探究的方法范文

关键词：初中物理；探究教学；科学方法；渗透策略

随着基础教育课程的改革，对学生能力发展提出了更高的要求，因此将“过程与方法”作为物理课程的目标，关注科学方法教育十分之必要。传统的物理探究教学多是对知识的传授加以重视，忽视教学过程以及渗透科学方法的教育，导致学生学习积极性不高，无法准确理解物理概念，不利于学生的全面发展。而将渗透科学方法的教育应用于初中物理探究教学中，可以充分发挥学生的主体作用，使学生具备良好的物理知识素养和专业物理基础知识，促进学生的综合发展。

一、利用物理实验，渗透科学方法

在初中物理探究教学过程中，要想将抽象的知识直观清晰地展现给学生，教师需要借助相关的物理实验或物理模型，渗入科学方法的教育，让学生在观察实验的基础上分析实验现象和实验过程，准确理解相关知识点。如在对“真空是否可以传递声音”这一内容进行讲解时，教师可以为学生做相关的物理实验，首先在完全密封的塑料罩中放置一个电铃，接通电路之后可以听到铃声，然后利用抽气机逐渐抽走罩内的空气，这时听到的铃声会慢慢减弱。这一现象表明空气越稀薄则声音传播能力越弱，由此可见，声音无法在真空的环境中传播。总之，教师在物理探究教学中渗透科学方法的教育，可以培养学生的创造性思维和科学思维，提高学生的创新能力和探究能力，促进学生的综合发展。

二、利用物理基础知识，渗透科学方法

对于初中物理探究教学而言，其主要是让学生在自主探究的基础上完成相关的教学过程，这样能够改变以往的灌输式教学模式，调动学生学习的创造性和积极性，让学生自主发现、思考和解决问题。由于探究教学的重点在于探究，因此在实际教学中需要利用物理基础知识积极渗透相关的科学方法，尤其是控制变量法，要让学生准确理解抽象的物理知识和物理概念，增强学习效率。控制变量法属于常用的科学方法，即在物理问题的探究过程中，如果某一物理量受不同物理量的影响，要想有效确定不同物理量之间的关系，则需要有效控制某些物理量，使其保持不变，或者是对相关物理量加以改变，研究物理量之间的变化关系。

例如，在对摩擦力的相关知识加以探究学习时，教师可以让学生联系实际生活经验，探究现实生活中是否存在摩擦力，这时学生可以想到轮胎与地面之间的摩擦等实例，了解到相互运动与相互挤压之间存在摩擦力。在学生对摩擦力具有一定的认识后，教师可以设置如下问题：（1）摩擦力的产生与物体间接触面的粗糙程度是否有关？（2）摩擦力的产生是否与压力大小有关？在实际探究过程中，可以在同一水平面上放置两个小木块，使其匀速运动，首先改变小木块的粗糙程度，探究摩擦力是否发生变化；其次可以改变小木块对水平面的压力，探究摩擦力是否出现变化，通过有效控制变量来保证结论的准确性与可靠性。

三、利用物理现象，渗透科学方法

由于初中物理具有较强的操作性和实践性，需要采用多样化和灵活性的方式学习物理知识。初中教师在进行物理探究教学活动时，可以充分发挥物理现象说服力的作用，让学生利用物理现象来验证自己的猜想，有效渗透相关的科学方法，促进物理教学有效性的提升。如教师可以借助平面镜成像这一物理现象，引导和帮助学生分析光的折射与反射现象，在此基础上将光传播的相关科学方法加以有效渗透。这样可以让学生在实践探究过程中掌握论证、比较、综合、分析等科学方法，明确了解该现象蕴含的科学方法以及科学原理，深层次理解所学知识，有效利用所学理论知识解决实际问题，提高学习效率和教学效果。

初中物理探究教学作为一门操作性和实践性很强的学科，将相关的科学方法渗透在实际教学活动时，需要利用物理实验、物理基础知识和物理现象等进行科学方法的教育，让学生在具体的学习过程中理解和运用这些科学方法。只有这样，才能激发学生的学习兴趣，调动学生学习的创造性和积极性，使学生准确掌握物理的科学思想及科学方法，培养学生自主探究能力和创造性能力，为学生今后学习物理知识提供良好的条件，促进教学有效性的提升。

参考文献：

[1]潘桂珍.初探初中物理探究教学中渗透科学方法的教育[J].科教文汇（下旬刊），2013.

第4篇：科学探究的方法范文

一、幼儿科学教育的方法

1.1 培养幼儿的好奇心，激发幼儿兴趣

幼儿天生的好奇心是对幼儿进行科学教育的基础。好奇心又是兴趣的先导，从小培养幼儿对科学的兴趣，就要激发幼儿的好奇心，从而使幼儿主动学习科学，“迷”上科学。为此，教师为幼儿选择的科学教育内容必须是幼儿感兴趣的，是符合幼儿认知发展水平的。教师要善于在日常生活中观察幼儿，了解幼儿的兴趣点，并善于把幼儿自发的观察纳入到教师有组织的活动中去。培养幼儿对科学的兴趣，教师还要鼓励和接受幼儿的新奇想法和做法，并给予幼儿提供自由探索的时间和空间。同时，为幼儿提供丰富的材料，让幼儿可以自由操作、探索、想象和创造。而从小培养的兴趣会成为幼儿以后学习科学、探索科学奥秘的强大动力。可以说，幼儿园科学教育中培养起来的兴趣，对幼儿一生的发展都有着十分重要的影响。

1.2 创设宽松自由的心理环境，激励幼儿探究

幼儿是环境的一分子，创设一个宽松自由的心理环境，幼儿才会主动投入进去，无拘无束、大胆地展开思维活动，进行表达。在活动中尊重和接纳每一位幼儿的观点和兴趣。使幼儿产生安全感。幼儿才会根据自已对事物的真实感受作出回答和解释。教师要尊重并努力寻求幼儿的真实认识及其来源，支持和鼓励幼儿的探索。

1.3 多渠道开展活动，激起幼儿思考

1.3.1 灵活而巧妙地组织科学教育活动。如果教师能巧妙设计，有效组织教学活动，就能激发幼儿的探索兴趣和主动性。例如：在组织《空气在哪里？》这一主题活动时，首先把塞了一块小毛巾的杯子竖着扣在水里，然后拿出毛巾让幼儿观察，孩子们惊奇的发现毛巾没有湿，于是争先恐后的嚷道“老师是个魔术师，老师会变魔术.....”，然后告诉孩子们这不是魔术，这就是一种科学现象。在这一活动中，幼儿正是在浓厚的学习兴趣地推动下，积极主动地投入到观察和操作活动之中去的。

1.3.2 在科学小实验和科学游戏中让幼儿掌握基本的自然科学知识。如：在学习《哪种斜面上的小汽车滑得远？》时，幼儿在教师没给出任何要求的情况下，把小汽车放在不同的斜面上自由地操作和观察，然后发现问题，分析问题，最后再通过教师的启发和引导，让幼儿懂得了相同重量的汽车在光滑的斜面上比在粗糙的斜面上滑得远，在较陡的斜面上比在平缓的斜面上滑得远，在同样的斜面上较重的汽车滑得远的道理，从而培养了幼儿善于动脑，积极思考的学习习惯，发展了幼儿的想象思维能力。

1.3.3 注意在一日生活中渗透科学教育的内容。科学并不神秘，科学就在人们的生活之中。对于幼儿来说，科学就是他们每天所做的事。而且，在一日生活中，幼儿对周围世界的好奇和疑问无时无刻不在发生。因此，幼儿的科学教育应结合幼儿的一日生活进行。教师要敏锐地觉察到幼儿随时出现的探索兴趣和关注的事物，然后利用各种机会，随机地对幼儿进行科学启蒙教育。

2 幼儿科学教育中应注意的问题

2.1 要注重培养幼儿的科学情感和探究科学的能力

教师对幼儿实施科学教育不能只看结果，而要注重幼儿探究科学的过程。允许幼儿有失败，有和别人不一样的行为或探索方法。即使是我们认为是破坏行为，老师也不能不分清红皂白的斥责孩子，要随时了解事情的经过和原因。科学教育既要丰富幼儿粗浅的科学知识，更要注重培养幼儿热爱科学的情感，激发幼儿对科学的兴趣，探求科学的能力（观察能力、比较能力、思维能力、动手能力、创新能力、合作能力等），培养幼儿不怕困难、不怕失败。敢于挑战的科学品质。

2.2 要重视幼儿的表达与交流

给孩子创造宽松的交流平台，所谓的“一百个幼儿一百种语言”。幼儿语言表达能力的好差，决定着他们思维发展水平的高低。在幼儿园科学教育活动中，教师不仅要引导幼儿通过实践操作，感知科学的乐趣，还要引导幼儿把科学实践过程和获取的结果用图示或语言表达出来，使幼儿的思维由具体形象思维向抽象逻辑思维发展，把实践的经验化为语言存在于意识之中，促进幼儿智力的提升。

2.3 尊重幼儿的个性发展

不同的幼儿其原有的知识水平。认知能力以及个体活动方式等都会存在差异，因此，教师在实施科学教育过程中要尊重幼儿的个性差异，因材施教。在时间、空间、材料的安排上多给孩子创造自由的探索的机会。教师可多采取小组或个别活动的形式，让幼儿既有个体自主活动，又有小组交流合作，满足不同水平幼儿的发展需要。对不同水平，不同个性的幼儿可以提出不同的要求，使每个幼儿都能在科学活动中获得快乐的成长。

2.4 家长的支持参与是孩子学科学的基础

第5篇：科学探究的方法范文

一、在中职体育教学中对学生进行科学探究素养培养的涵义

从新课程教育教学的角度来看，通过对学生科学探究素养的培养，让学生在获取体育理论和实践知识的同时，让学生学会掌握获取知识的合理方法，真正体验到学习体育知识的过程。通过在体育实践教学中倡导科学探究精神，能够培养学生的合作精神，倡导以实事求是为基础的科学态度。

探究性是科学的重要属性之一，科学的范围并不仅仅是知识，还包括探索知识所经历的过程和所使用的方法。在中职体育教学中，仅仅关注体育知识本身的教学而忽视学生科学探究素养的培养，必然是片面的。有必要在中职体育教学中加强对中职学生科学探究素养的培养，也就是说让学生在学习中学体育知识的基础上，更深层次地理解体育科学所经历的过程和这个过程中所应用的诸多方式方法。体育科学探究素养的培养过程让学生体会到体育知识与体育科学过程和体育方法的互相作用，让学生从自身的实际情况出发体会到科学的真正内涵，换言之，就是通过亲身经历的方式对体育科学进行科学探究的过程。在这个过程中，通过中职体育教师的引导，学生在体育课的学习过程中主动积极地参与科学探究行为，通过掌握体育知识，感受体育科学过程与体育方法的训练，在二者的作用下，不断形成属于自身的科学探究素养，并通过不断的实践得到提升。

二、在中职体育教学中培养学生科学探究素养要处理好的关系

1.处理好探究学习方式与接受性学习方式的关系

从中职体育教育的实际情况来看，有的教师将倡导科学探究学习方式当作是对接受性学习方式的否定。从学习方式的角度来看，科学探究方式仅仅是学习方式的一种，并不能完全取代其他的学习方式。探究性学习方式的特点是基于直接经验，而接受性学习方式的特点是接受间接经验，在体育教育教学中，两者应该是相辅相成、相互融合的。

2.处理好体育教师和学生的关系

传统的中职体育教学中教师是体育课堂教学的主导，教师是体育知识的传授者，学生只是接受者。在中职体育教学中培养学生科学探究素养中所提倡的中职体育教师和学生之间的关系是互动沟通的关系，在科学探究素养的培养进程中，教师通过自身的引导行为，引导学生学习体育知识的同时，对体育过程和体育方法进行必要的掌握。简而言之，在科学探究素养培养的过程中需要改变传统的教师和学生的关系，在中职体育课的教学中营造出充满活力的愉快的学习环境。

3.在中职体育教学中处理好过程和结果的关系

从中职体育教学中学生科学探究素养的培养来看，在培养过程中还存在着过程和结果的关系。在实际教学中，有的中学体育教师在培养过程中过多地强调过程忽视结果，有的教师则是重视结果而忽视过程。但从科学探究本身的特点来看，学生通过体育教学来体会科学探究的乐趣，从而能够主动地参与到探究性的学习过程中，并在技能和性格层面上得到改善，也就是科学探究本身重视过程但并不轻视结果。

三、中职体育教育培养学生科学探究素养的教学策略

1.中职体育教学中培养学生科学探究素养的程序

在中学体育教学中，对学生科学探究素养的培养的一般程序是，体育教师通过选择合适的课题提出问题；体育教师通过提出假设激发学生的学习兴趣；设计探究方案；在教师引导下进行实际探究；体育教师通过掌握学生的具体情况得出结论；教师对学生在体育教学中的情况进行总结和评价。

2.中职体育教学要注意主动性学习和合作学习有效结合

在中职体育学生科学探究素养的培养过程中，应坚持主动性学习和合作学习的有效结合应用。如在体育教学中将学生随机分成若干个小组，以组为单位设计一个以球为中心的游戏，并让小组表演自己设计的游戏。通过这种探究式的教学方式，在教师的引导下，学生在体育课堂上的思维状态与传统教学有明显的不同，极大的发挥了学生学习的主动性和积极性。通过主动性学习和合作学习的有效结合应用培养了学生科学探究的素养。

3.要营造有竞争性的教学情境

在培养学生科学探究素养的过程中，教师应营造出竞争合作的教学环境。中学生的心理特点是对事物充满好奇心，对科学探究的理解需要过程，因而教师需要以学生的心理特点为出发点，通过营造竞争合作的教学环境来达到培养学生科学探究素养的目的。

4.通过实践让学生体验探究学习成功的乐趣

第6篇：科学探究的方法范文

人教社新课程高中物理选修3-2第3节《楞次定律》的主要?热菔翘骄扛杏Φ缌鞯姆较?.从总体上来说，探究过程最突出的特点就是涉及物理量多、情境复杂、规律隐蔽.近百年来，该实验装置和方案不曾改过.课本上主要是通过一个“中介”（感应电流的磁场）来进行的，如图1的照片（课本插图），在这里我们不禁要问：为什么要提出这个“中介”？这个“中介”的提出是否有点突兀？另一方面，探究过程是不是涉及了过多的物理量？（从表格1可以窥见一斑）是否还可能有更加通畅而简洁的思路呢？是否可以设计出一个由浅入深、环环相扣、层层递进、总体思路更加通畅的并且易于学生理解和思悟的探究过程？

下面来做一个尝试：首先进行理论探究，也就是通过分析与综合方法提出探究性问题（原磁场的磁通量的变化与感应电流的磁场的方向之间的关系）；然后设计探究性实验，对探究的结果进行分析、总结和归纳最后得出楞次定律.

为了提出具体的探究问题，还是要先从本章第二节《探究感应电流的产生条件》开始回顾.

1 通过运用分析与综合方法提出探究问题

探究感应磁场的方向（感应电流磁场的方向）与原磁场的磁通量变化（包括不同原磁场方向的所有相关情况）之间的关系.

在本章第二节我们已经知道：当磁铁插入或者拔出线圈时，也就是穿过线圈的磁通量发生变化的时候，最终会在回路中产生了感应电流，这说明感应电流与穿过闭合电路的磁通量的变化有关.

因为最终产生了感应电流，首先尝试从感应电流的产生原因这一角度入手来思考.

根据闭合电路的欧姆定律，所以感应电流会使人联想起电压和电阻.不过马上就会否定该种想法，因为上述物理概念和规律与本探究物理情境毫不相关，显然这不是探究的方向.

下面尝试从感应电流的各种效应方面入手探究.这包括机械效应、热效应、磁效应和化学效应.稍加分析可知，可能我们可以从电流的磁效应这一方面入手.

至此，我们的问题转化为研究感应电流的磁场的方向.

我们不仅又想起了磁铁的磁场，因为要研究感应电流的方向的问题，现在碰到了两个磁场，自然就会想到研究这两个磁场的方向之间有无关系.

前一节已经告诉我们，要通过研究穿过闭合回路的磁通量的变化来研究.那么要探究的问题立刻浮出水面：原磁场和感应电流磁场的磁通量的变化之间有无关系？

对于（电流或者磁场的）方向这一方面，我们不能轻易放弃，因为对于物理学科而言，方向至关重要.本节就是要探究出感应电流的方向.

最终探究的问题进一步具体化为：探究感应磁场的方向（感应电流磁场的方向）与原磁场的磁通量变化（包括不同原磁场方向的所有相关情况）之间的关系.

2 建构条形磁铁――螺线管模型

通过对“条形磁铁―螺线管”模型进行以下四步渐次复杂的实验探究和分析，最终得出楞次定律的内容.

下述前两步探究将使用有共性的两组相同实验仪器，进行对比实验探究.

2.1 探究感应磁场的方向与Δ的正负的关系

探究一

如图2所示，在本步所有的操作中，条形磁铁的N极都在下方.分别将磁铁的N极从上端向下插入和从螺线管中向上拔出，（根据安培定则由感应电流的方向来判定感应磁场的方向，下同）然后得到感应磁场的方向.经过分析判定，当磁铁插入螺线管（即（（（0）时，感应磁场方向向上；当磁铁拔出螺线圈（即Δ

这说明：在原磁场方向相同的情况下，感应磁场的方向与Δ的正负（也可以说是穿过螺线管的磁通量的变化）有关.

2.2 探究感应磁场的方向与原磁场的方向的关系

探究二

如图3所示，分别将磁铁的N极和S极都从上方向下插入螺线管，在操作过程中尽量保证穿过螺线管的磁通量的变化量的绝对值相等，观察感应磁场的方向.

经过观察分析可知，当N极插入螺线管时，感应磁场方向向上；当S极插入螺线圈时，感应磁场方向向下.

这说明，在磁通量的变化量的绝对值相等的情况下，感应磁场的方向与原磁场方向有关.

综合以上两步探究的结果，感应磁场的方向与穿过螺线管的磁通量的变化量和原磁场的方向这两个因素有关.

2.3 综合归纳得出“增反减同”的初步结果

探究三 重复并扩展探究二的操作步骤.

如图4所示，将磁铁的N极（和S极）从上方插入螺线管（都是插入）.当N极向下插入螺线管（即Δ为正）时，原磁场方向向下，感应磁场的方向向上；当S极向下插入螺线管（即Δ为正）时，原磁场方向向上，感应磁场的方向向下.

综合上述两步理论分析发现：不管是N极还是S极，只要插入螺线管，也就是说只要穿过螺线管的磁通量的绝对值在增加，感应磁场的方向就与原磁场的方向相反.

下面继续探究将N极和S极向上拔出螺线管的情况.当N极向上拔出螺线管（即（（为负）时，原磁场方向向下，感应磁场的方向向下；将磁铁的S极向上拔出螺线管（即（（为负）时，原磁场方向向上，感应磁场的方向向上.

归纳上述两步可以发现：不管是N极还是S极，只要拔出螺线管，也就是说只要穿过螺线管的磁通量的绝对值在减小，感应磁场的方向就与原磁场的方向相同.

将上述的两大步再进一步归纳（即针对所有插拔情况）：上述每一种操作都满足下述规律：当（（为正时（磁通量的变化量增加），感应磁场与原磁场方向相反；当（（为负时（磁通量的变化量减少），感应磁场与原磁场方向相同，也就是“增反减同”.

2.4 运用磁通量的形象标识方式（磁感线的条数）进行科学想象.

怎样理解“增反减同”的现象，这“又增又减”的表面是否隐藏着统一的物理本质？下面继续进行探究和思考.

探究四：如图5所示，继续分别将N极和S极插入和拔出螺线管，观察感应磁场的方向.

当N极插入螺线圈时，原磁场方向向下，穿过螺线管的磁通量（下面用磁感线的条数来进行科学想象）增加，感应磁场方向向上，由于二者方向相反，所以结果是抵消了一部分增加的磁通量，即方向相反的两组磁感线相当于减少了净磁感线的条数.“不让磁通量增加”.

同理，当N极拔出螺线圈时，螺线管的磁通量减小，感应磁场方向向下，由于二者方向相同，所以结果是补偿了一部分减少的磁通量，即方向相同的两组磁感线的总体效果是： “不让磁通量减少”.

将S极插入和拔出螺线管的情况与N极的相关情况类似，不再赘述.

总之，“不让磁通量增加”和“不让磁通量减小”，都是不想让原来的磁通量发生变化的意思，看来“不想让其变化”就是增反减同的共性.

考虑感??磁场的强弱和原磁场的强弱之后，可以说：我们是用一种“部分抵消变化说”总结了“增反减同”的共性.

下面再从感应电流的磁场的角度来思考，我们关心的问题是：到底感应磁场在上述电磁感应的过程中起到了什么作用？

上述的“部分抵消变化”事实上就是感应电流的磁场阻碍了（不是完全阻止）原磁场磁通量的变化.

第7篇：科学探究的方法范文

【关键词】大数据 复杂性科学 线性与非线性 可逆性与不可逆性 路径依赖

一、复杂性科学概述

早期自然哲学伊始，人类就不曾停下探寻世界本原的脚步，尽管各家对世界本原的构成之物众说纷纭，但无一例外都赞同有所谓的世界本原的存在。按照寻求本原的方法论传统，哲学家们得出了比较贴近近代物理学的说法。认为物质可以无限制的拆分成更小的构成部分，直到最小的世界本原。这种哲学思想就演变为后来的还原论的科学方法。

复杂性科学是系统科学理论的分支学科，系统科学理论源生于贝塔朗菲的“一般系统论”。正如哲学家西蒙（ H Simon）阐明的那样，“一般系统论”在经过一个良好的开端后，因缺乏来自具体科学成果的供给也开始走向死亡。正因如此，哲学家和系统学家开始为系统科学理论寻求新的出路，于是作为一种新的发展方向的复杂性科学诞生。“复杂性的概念，它指的是复杂系统内部关系和外部关系的某种基本性质，并着重从信息、描述和计算的角度来研究这些性质。例如系统元素及其关系的多样性，这些联系或关系的缠结性、非线性、多层级性和非对称性，以及这些关系处于有序与混沌之间的边缘性都指的是复杂性。”

若采取比较容易的理解方法，可以从与之相对的牛顿的机械还原论入手，牛顿认为物质是由微小粒子通过机械线性叠加而成，世间万物均可以如此分成更细微的事物，直到构成世界的最小微粒。牛顿的理论学说建立在决定论的简单性原则上，经典力学认为线性叠加态是万物固有模态。然而随着现代科学的演化，这种线性思维越来越多的暴露问题。简单系统在现有宇宙系统中只占少部分，物质更多的是处于复杂系统当中。简单系统的线性思维在面对有机生命现象和主体自我意志系统之时往往无能为力，因为传统的机械力学将构成事物的各部分视为孤立静止的要素。

传统还原论认为事物具有线性叠加性，因而可以通过仔细探究这些细小的部分，来达到了解整体的目的。这种窥斑见豹的思维方式对近代科学探索大有裨益，但在随后的深入研究中遭遇瓶颈。由此萌生了复杂系统的思维路径，转向与牛顿机械还原论相对的学科走向。

为了避免传统还原论科学的局限性， 复杂性科学依照整体论和非还原论的方法论。复杂系统具有中等数目并基于局部信息做出的行动智能型、自适应性主体系统。简单系统各部分具有均衡性，而复杂系统中的个体具有智能性，且其中一部分的变化并不能引起整体比例性的变化。能够精确预测月食时间，但却无法精确预测天气现象的事例充分表明了这一点。相比前者，后者的系统内部不是线性叠加的，而是局部自适应和不均衡的，因而机械还原论的方法不再具有适用性。

二、大数据时代的思维方式

大数据时代的到来，引发各个领域不同程度的变革。大数据带给现今人类社会算法的革新以及认知的变革。这表现为三个方面：第一，由随机抽样采集到研究全体数据的变革。第二，由力求高精准到找寻大致范围的变革。第三，由热衷因果关系到追求相关关系。

（一）随机抽样采集到研究全体数据

大数据处理技术来源于信息爆炸产生的计算超负荷的技术难题，后受商业利益驱动，而逐渐发展为一种互联网商业模式。

算法问题的解决使得无法得到理论证明得到了充分的数据支持。大数据思维，开始将问题纳入量化维度。理念的变革带来数据运用方式的变革，原有少量抽样数据的信息获取方式被遍取式的数据测量模式所取代。这不仅能够宽泛全面的获取信息，还可以帮助提升信息的精准度，使得事物细节充分显现。

（二）高精准到找寻大致范围

数据总量的提升固然能将想要把握的事情进行更加细致的描摹，但数据的海量性势必造成数据的参差性。这种掺杂进来的细微瑕疵难以导致最终结果的大范围变动，因而适当放宽结果的精准度不会在根本上颠覆研究的结果。这种方法与建立在小数据基础上的精确技术不同，海量的数据样本的采集使得小的让步与牺牲成为可能。

（三）因果关系到相关关系

从找寻因果关系转向探索相关关系是人类思想变革的一个重要飞跃，因果关系模型历来是哲学学者争论的焦点，黑天鹅理论使得因果关系确证性受到极大冲击，进而使科学的真理性问题备受争议议。大数据时代的来临，为各领域的发展提供了新的思考方式，一场由热衷因果关系到追求相关关系的认识变革悄然发生。从追问“为什么”到追问“是什么”，复杂性系统十分经济的解决着社会所面临的问题。

在具体科学实践中，因果关系的找寻十分艰难，现在大数据所提供的新的思维方式节省了探究因果关系的步骤。人们转到因循相关关系路径，不再过分重视事物缘由，然而这不意味着抛弃因果关系，而只是将相关关系作为一种更加便利、快捷、经济的思考途径。相关关系也许不能准确告知事件的发生原因，但却能够为事件的发生及其走向提供重要的迹象。“在许多情况中，这种提醒的帮助作用已经足够巨大。”相关关系虽然给予了解决问题的新启示，但相关性思维能否抵消掉复杂性科学中独立个体的自适应情境始终是认知有效性讨论的一大障碍。

尽管相关关系的思维方式与复杂性科学的理论内核存在着高度相似性，但能否将大数据思维用于复杂性科学问题的解决还需要通过具体应用实践中理论特性的比对来加以考证。

三、大数据用于解决复杂性科学

（一）大数据解决复杂性科学的浅层合理性

复杂性科学与大数据技术诞生于本世纪之交的科技革命，二者理论、特征、思S和历史进程上均有较大关联。从科技史的角度来说，科学与技术的发展不具有同步性，呈现为交互的推动模式。科学理论倚赖先进技术的检验，技术沿革能够带来验证方式的精确化，同时填补理论漏洞甚至破解理论困境。同时，技术领域的进展，有时以科学理论为诱因，以科学理论导引新技术。

也正因为复杂性科学和大数据技术出现时间的历史相继性，一些学者将大数据视为复杂性科学的技术实现；相应的，将复杂性科学视为大数据的理论表述。此种意义上可将二者视为系统性理论的不同分支，但这不能成为大数据理论适用于复杂性科学的理由。

就特性而言，二者确有高度契合性，但深入的研究分析便可以发现其中的严重分歧。如果未经深入探究与思考，鉴于大数据与复杂性科学的特征的相似性，很容易就过于乐观的认为可以将大数据的技术用于解决复杂性科学问题。然而，这种技术应用目前不但在实践环节毫无进展，在理论本身也是存在巨大问题，理论上大数据能否用于解决复杂性科学问题很需要业内学者的关注与探究。

（二）大数据解决复杂性科学的深层理论缺憾

正如前文提及的那样，就大数据技术能否运用于解决复杂性科学问题需要细致的考量分析。从二者比较明显突出的特征差异着手，可以初步的得出一些理论与技术不协调、不适用的结论。这样的分析研究对于调整复杂性系统理论的研究路径具有重要意义，对于大数据的技术革新，还有复杂性系统理论的匹配技术的探索有很强的推动力。

大数据与复杂性科学在三组特征的比对中可发现明显差异，这样的差异性、不相适应性可以表明大数据技术应用于复杂性科学的障碍，而且这种差异性、不相适应性表现出一种无法颠覆的理论本质上的缺憾。这三组差异特征分别是可逆性与不可逆性；线性与非线性；路径依赖原则与均匀弥散化原则。下面从这三个方面进行分析讨论。

（1）不可逆性与可逆性。“发现自己处在一个可逆性和决定论只适用于有限的简单情况， 而不可逆性和随机性却占统治地位的世界之中”。[ 伊・普里戈金、伊・斯唐热：《从混沌到有序》[M]，曾庆宏、沈小峰译，上海：上海译文出版社，2005年，第26页。]因此，“物理科学正在从决定论的可逆过程走向随机的和不可逆的过程”。近代物理学还原论的无限可分原则以及局部性原则没有把时间与空间纳入科学探究的考察范围，以至于走向了极端，并认为数学模型可以将宇宙中的一切事物进行量化计算。但这种论断随着宇宙学的发展而不断遭到打击。

宇宙学熵謇砺鄣拇戳⑹沟酶髅叛Э频生了新的理论研究模型，通过反证法，热力学三大定律的不可逆性被广为接受。于是在简单系统之外又发展出了复杂系统，正因复杂系统的不可逆特性以及它与简单系统的截然对立性，使得复杂性科学受到越来越多的关注。新兴的大数据技术作为数据的堆叠并不存在时间先后的壁垒，大数据寻找数据与事物关联性的作法排除了因果性中的的前后相继性。由此，可以简单推断出大数据计算技术的可逆性特征，所以大数据对复杂性系统做出的逆向预测是无法得到验证的，因而也无法作为结论来进行进一步推演。

大数据时代海量数据运算的现实特性能够模糊计算过程同时达到理想结果。如若世界本真的按照因果原则进行演化，那么大数据技术不仅无法为多因一果以及多果一因的情势提供解读路径，而且数据处理过程也因呈现黑匣状态而无法得到认知。正如查尔斯・汉迪所说：“你不能认为未来是过去的延续……因为未来将会不同。这确实有必要抛开在过去所用的方式，以适应未来。”

（2）非线性与线性。这一组特征与上一组有着巧妙的联系性，线性原则与可逆原则可以视作是在不同方面对同一事物的表达。一个系统遵从线性原则，那么它亦是可逆的。如果一个现象是可逆的，那么它必遵循线性原则，二者互为充要条件。所谓的线性原则就是把构成整体的各部分视为不具自主性的部分，研究其中的一部分便可得知整体情况。

复杂性系统是非线性的，它不具有简单的加和性，而大数据技术中的每个数据都是独立的构成单元具有线性叠加性。虽然大数据也可以通过扩大数据总量来模拟非线性特征，但大数据技术的本性是线性的。用本性为线性的大数据技术去解决非线性的复杂性系统科学是荒谬的。对于非线性系统而言，所有微小的差别在系统中都会经历路径的非线性放大。但大数据技术却无法做到这一点，尽管可以创造出一个相似的数学模型并模拟出非线性放大形式，但是无法确定这个数据非线性放大路径，如果计算出的输出结果与复杂性系统的现象相契合，那也只不过是“小”概率事件。

（3）均匀弥散化与路径依赖。复杂性系统大多只具有局部有序性，这也是近代物理学可以运用线性原则来进行预测的原因，而在大布局上呈现混沌，宇宙学中的熵搴痛蟊炸理论模型就是很好的例证。复杂性系统通过各部分的自适选择从而达到均匀的弥散化。大数据技术，如上所说是无法进行事先路径选择的，不过这与大数据路径依赖的特征并不矛盾。运用大数据进行预测需要事先设定一个合理的模型，其实就是为这些数据的计算输出设计一个运行路径，在这之后数据按照路径进行分布性的预测。值得注意的是，数据、路径、输出结果，在模型建立之初就已被确定，其结果输出需参照以上变量。而复杂性系统的各个部分均具有自适性，并进行着不可逆的非线性运动。若想将大数据技术应用于复杂性科学，那么路径选择难题将是无法逾越的障碍。

经过一系列特征差异的比较，大数据技术作为解决复杂性科学的新方法无论在理论上还是技术层面，都存有适配性难题。从哲学层面来讲，大数据用于解决复杂性系统科学的方法有两种：其一是基于大数据技术，建立能够匹配适应复杂性系统的新型输出模型；其二是无限扩大路径选择方案的样本，用海量的数据选择来尽可能囊括事件发生的可能性。以上两种解决方案各有其弊端，以大数据模型为根基建立新型自适性模型要跨越两种模型的范式差异。第二解决方案的实现需要建立在大数据技术运算能力的革新，就目前的运算水平与速度来讲，还难以达到如此高的样本处理能力。

参考文献：

[1]齐磊磊.系统科学、复杂性科学与复杂系统科学哲学[J].广州.系统科学学报，2012.

[2]维克托・迈尔―舍恩伯格，肯尼思・库克耶著.大数据时代：生活、工作与思维的大变革[M].盛杨燕、周涛译，浙江：浙江人民出版社，2012.

[3]伊・普里戈金，伊・斯唐.从混沌到有序[M].曾庆宏、沈小峰译，上海：上海译文出版社，2005.

第8篇：科学探究的方法范文

论文关键词：初中物理中的科学探究方法归纳

 

在物理学中，将一个或多个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过程用另一个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过崔来替代，得到同样的结论．这样的方法称为等效(替代)法，运用这样的方法可以使所要研究的问题简单化、直观化。

 

教材中方法的运用

(1)在力的合成中，若干个共同作用的分力就可以等同于作用效果相同的一个合力，相反，一个力也可以分解为作用效果相同的若于分力

(2)在电路中，若干个电阻，可以等效为一个合适的电阻，反之亦可，如串联电路的总电阻、并联电路的总电阻都利用了等效的思想

第9篇：科学探究的方法范文

推广科学探究教学方法为什么这么步履维艰呢？在实际教学中我们还存在哪些问题亟待解决呢？下面我就推广科学探究教学方法在实际教学中的一些困惑进行分析，并寻找解决方法。

1.目标制定的随意性和模糊性

在化学教学中，发现部分教师只凭经验和考试要求进行教学，认为讲完规定的教材内容就达到了教学目标，有时制定的教学目标词语表达不清。

例如，二氧化碳制取的探究。

知识与技能目标：了解实验室制取CO2的反应原理、制取装置、收集方法和验证方法。

存在问题：使用“了解”这个词过于笼统，不够具体。关于CO2制取原理与制取装置、收集方法、验证方法在要求上存在一定的差异性。

改正建议：（1）制取CO2的反应原理可改成：能说出并能用化学方程式表示；

（2）制取装置、收集方法和验证方法可改成：初步学会。

又如，溶液的形成。

知识与技能目标：通过对氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠等物质在水中溶解时温度的变化探究，感受物质在溶解过程中常常伴随有吸热或放热的现象。

存在问题：“通过……探究”“感受”是过程性目标，此目标表述应该是过程与方法的目标表述，混淆了三维目标。

改正建议：通过对氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠等物质在水中溶解时温度变化的探究，认识物质在溶解过程中常常伴随有吸热或放热的现象。

制定有效教学目标的几点反思。

（1）深入研究课标、教材和学生

课程标准是课程改革的指导纲要，具有法定性、指导性的地位和作用，教师对课程标准的领悟程度，直接影响课堂教学的效果。其次，深入研究教材，可以更好地设计三维目标，教师在进行课堂教学时，必需对教材进行处理，合理把握教材上的内容，才能准确地制定教学目标，发挥教材的应有作用。再次，深入研究学生，才能寻找到更适合学生发展的教学方法。一是充分考虑学生在知识技能方面的准备情况，掌握学生的认知水平，以便确定双基目标；二是充分了解学生生活经验，以便确定学生在情感方面的适应性；三是充分考虑学生的学习差异性，以便按照课程标准确定教学目标，为不同状态和水平的学生提供适合他们的最佳发展条件。

（2）加强集体研讨和个人备课

集体的力量大于个人的力量，这个道理我们都知道。在课程改革过程中我们大力加强集体备课，通过多种形式、多种渠道，整合了教学资源，大大丰富了我们教师的教学手段。但是，我们不能走向极端，忽视个人备课。不要因为有了集体备课，我们就可以不加处理拿来就用，这样会削弱教师的个人教学能力。因为，只有经过自己的研讨和加工，才能更准确地把握教学目标，设计出更适合自己和学情的有效教学过程。

2.探究过程模式化和内容固定化

探究是对未知事物认知和摸索的过程，有未知性也就有不确定性，探究的内容因探究对象不同而千变万化，探究的形式因探究内容不同而变化万千。化学世界是丰富多彩的，我们探究的内容更有精妙绝伦之处。可是，在教学过程中，许多教师探究的内容往往过于单一，多侧重于实验的探究，而忽略对概念、知识、原理的探究。更有教师精心设计探究过程，学生只是亦步亦趋，限制在老师设计好的“圈圈”里转，探究过程过于模式化。

一位教师开公开课，内容是硫酸的性质，采取分组探究的方法验证硫酸的性质。我们知道铜和稀硫酸是不反应的，可是当时有两个小组观察到铜片放入稀硫酸有气泡产生的现象。于是学生向老师提出了疑问。这位老师为了公开课顺利进行，敷衍了学生，解释可能是铜片受到污染或者硫酸有问题，没有正面回答学生，并且说其他组的现象正常，只有个别组有问题并不影响结论。

这样的处理完全丧失了探究实验的真谛，探究实验的条件、操作顺序、试剂用量等方面的变化都有可能导致探究结果的变化。当学生发现问题时，正是我们为学生答疑解惑的最佳时刻，如果我们忽视了它，就会给学生带来难以解开的心结，打击学生对未知世界的好奇心和求知欲，使其对化学学科失去兴趣。

课后我找到了这位教师进行交流，提出了我的疑惑。这位教师也感到当时自己处理得不合适，我们一起对该实验进行了分析，找到了原因。原来是实验室存储的铜片时间过长，少量铜片表面有铜绿导致产生的。我们一定要采取实事求是的科学态度，不唯书，不唯上，只唯真，更不能主观臆断，对实验出现的异常视而不见，实验是检验真理的唯一标准。