观察在科学探究中的地位
二、科学观察在科学教育中的主要形式
在科学的发展中,优秀的研究者都很重视观察的方法。 心理学家弗洛伊德提倡临床观察,他是从对病人的叙述和行 为的观察中,推导出他的结论的。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
巴甫洛夫曾在自己的实验室墙壁上写上:观察、观察、再观察! 他还告诫青年,不学会观察,就永远也当不了科学家。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
皮亚杰喜欢在家庭、学校或游戏场所等儿童自然活动的情况 下观察研究儿童,他重视研究者敏锐的观察能力。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
科学观察不仅包含运用多种感官的有目的的模糊观察,而且 包括使用各种科学仪器,在尽量符合自然条件状况下的实 验、测量等精确观察。后者应该以前者为基础,使学生懂 得观察的全部含义,把握观察研究的全部过程,提高科学 探究的能力。
二、实验是一种有控制的科学观察
怎样建立模型、怎样使模型具有与原型尽可能相似的条件, 以致能够替代原型进行研究,是成功运用模拟实验的关键问 题。 例如,运用模拟实验研究霜的形成,设计的模型要求满足原 型条件:空气中有足够的水蒸气,有低于0℃的足够冷的物 体。
二、实验是一种有控制的科学观察
实验的目的与观察在根本上相同的,都是为了获得认识客 观事物和过程的真实数据资料;实验是发展了的、更精 细化的科学观察。
第三节:科学观察的方法
观察必须要有顺序、有步骤,才能发现事物各个部分之间 的差异,才能从平常的现象中发现不平常的东西,才能从 表面上似乎无关的东西中发现相似点或相互联系。
【观察的类型】 按不同的分类指标,可以将观察分为不同类型。按观察对象分, 有第一手的实物观察和第二手的模型、图形观察;按观察目的分, 有随意观察和有指向的观察;按观察者的主动程度分,有自发观 察和教师指导下的观察;按观察的手段分,还可分为感官观察、 工具观察等。
一、测量对于观察的贡献
所谓效度就是所测量的东西是否是你要测的东西。 如磁场的强弱是否能反映电流的大小,它们之间的关系 是线性的还是非线性的。我们传统的考试往往不能测量 完整的智力。
一、测量对于观察的贡献
科学发展与仪器发展关系密切,往往重大仪器的产生会导致科学 的革命,如望远镜的产生对近代天文学的推动,电子对撞机对 核物理的推动作用。
自然界虽然不像魔术师那样别有用心,可是有时也会让我们 “不识庐山真面目”。
三、观察的易错性和重复的必要性
科学家不会放弃可疑的观察结果,会用重复观察的方法对待伪 科学、避免犯错误。 没有经过科学观察训练的人,往往徒有一双万物之灵的眼睛。
三、观察的易错性和重复的必要性
在机遇面前人人平等,机遇在观察中随时会出现,但它只偏爱 有准备的头脑。 瓦特观察到蒸汽的力量,对蒸汽机加以改进。
同样的夕阳,艺术家可以描述成“最美不过夕阳红”,也 可描述成“夕阳无限好,只是近黄昏”。
一、科学观察区别于艺术观察最重要的特征是 真实性
科学家的观察记录有“对”与“错”、“真”与“假”之别, 而艺术家的观察记录多用“好”和“差”去评价。前者是客 观的,后者是主观的。
一、科学观察区别于艺术观察最重要的特征是 真实性
科学与艺术代表了两种完全不同的人类知识体系,也导致了两 种完全不同的价值观。
一、科学观察区别于艺术观察最重要的特征是 真实性
在科学圈里,为了能更好地进行交流,科学家们要求在选择观 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。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
二、实验是一种有控制的科学观察
(2)人们可以借助各种仪器设备,制造出自然状 态下难以出现或不能出现的环境和特殊条件, 以获取在通常条件下不易得到或不能得到的助于某种手段,使变化迅速的过程得 以延缓,使变化缓慢的过程得以加速,以便进 行科学的认识规律。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
在科学教育中,我们要站在科学研究、科学发现的高度去看待 观察,将观察看成是科学发现的一种方式。 例如,在研究水在什么温度下结冰。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
为尽量减少误差,增强结论的可靠性,观察者应当将观察步骤、 途径、方式等在一定程度上纳入控制。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
二、科学观察在科学教育中的主要形式
假说是对一个科学问题的一种猜测性的回答,是后续观察的指 引。 假说通常影响到在科学观察中选取观察对象、确定观察范围、 筛选观察条件、选择观察方法和仪器、制定观察步骤和记录 的内容等等若干影响观察结果真实性的环节。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
科学课的观察目的,明显区别于社会科学中的文献研究法。 文献研究法中研究者搜集的主要证据是前辈的研究结果,是 一种间接的、第二手的观察资料,亲自参与观察过程是基 础教育中观察教学的主要内容。
测量的第二个困难来源于仪器的精度和效度。 定量化的程度还受到测量工具的影响,例如显微镜、放大 镜、镊子是难以测量麻、丝、棉等纺织材料的柔软性、 牢固性、透气性和吸水性的。
一、测量对于观察的贡献
所谓精度就是测量能精确到什么程度,如在数学中我们经常 对于保留小数提出精确到个位还是十分位、千分位的要求, 对于长度的测量我们也要明确精确到米,还是厘米、毫米、 微米。
一、科学观察区别于艺术观察最重要的特征是 真实性
伽利略在比萨斜塔上的实验,观察自由落体运动 。
一、科学观察区别于艺术观察最重要的特征是 真实性
艺术家对雪花落地的描述:“翩翩起舞”、“一会儿温柔地无 声无息地拥向大地,一会儿又放荡不羁地扭成一团……”
一、科学观察区别于艺术观察最重要的特征是 真实性
【观察活动设计】 1.感官观察 运用人体的感觉器官,如眼、耳、鼻、舌、手感知事物的外部 特点、变化或属性。
2.非视觉观察 不使用视觉,只通过其他感官来“观察”周围的环境。研究表 明:有时候我们放弃一种感官,反而能够加强我们其他感官 的知觉能力,使观察能力得到提高。
3.比较观察 出示一组能反映不同属性的对照物,学生在观察中通过比较事 物的不同,发现事物某些平时不易发现的显著特征。 例如,在美国FOSS课程中,“认识植物的叶子”这一教学内 容,让孩子们通过比较观察,发现没有两片完全相同的树叶。
第一节:科学观察追求真实
许多人能成为科学家、文学家和各行各业的先进工作 者,都与他们非凡的观察能力分不开。 “观察是智能的极重要的源泉,观察是知识理解和技艺 之母。”
——苏联著名教育家苏霍姆林斯基
观察是任何科学研究的基础。有专家指出,在整个科 学探究过程的各个步骤中,学会观察和提高证据意识 这一步,最具有普遍意义上的教育价值。 观察在科学研究中的基础的核心地位,决定了它在基 础科学教育中的核心地位。
二、实验是一种有控制的科学观察
实验是人为地把事物放在特定的条件下予以研究,观 察它的自然变化和形成原因,以发现规律,探求合理 的解释,是科学观察另一种比较高级的阶段。
二、实验是一种有控制的科学观察
【实验与观察的关系】
实验是经过抽象、排除与所关心的科学问题无关 的影响因素的观察。实验可以说是人造的观察, 也可以说是有结构的观察。
二、实验是一种有控制的科学观察
(4)能将宏大的自然现象缩小规模进行模拟实验。(大气环 流模拟实验)
二、实验是一种有控制的科学观察
(5)实验这种特殊的观察还可以重复进行。
二、实验是一种有控制的科学观察
人们对一些无法直接进行科学观察的自然现象进行考察和探索通 常采用模拟实验。 例如研究昼夜成因时,可以设计一个与太阳、地球运行相似的 模型进行替代。
三、观察的易错性和重复的必要性
三、观察的易错性和重复的必要性
三、观察的易错性和重复的必要性
三、观察的易错性和重复的必要性
三、观察的易错性和重复的必要性
三、观察的易错性和重复的必要性
我们常说:眼见为实,耳听为虚,但有时并非眼见为实。 例如,魔术 是我们的眼镜帮助魔术师欺骗了我们自己。
三、观察的易错性和重复的必要性
一、测量对于观察的贡献
目前社会科学面临的最大问题是测量的困难性,因为它的 研究对象是复杂、多变的人的行为,发展新的测量工具和 方法在社会科学中是十分重要的任务。 测量的精度往往反映一项研究的科学水平,一门学科的发 展水平。
一、测量对于观察的贡献
通过测量还可以产生重大的科学问题,引发新的科学观察。 例如,钟摆运动规律、行星运动规律等。
4.近距离观看 通过放大镜或显微镜观察普通或珍稀的日常用品。它能把一个 新的视觉世界引进教室,很快就吸引学生的注意力,催生更 多的发现。
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。
科学家的科学观察是有理论指导的观察。
二、科学观察在科学教育中的主要形式
伽利略最初观察到羽毛落地比铁球慢的时候,严格地说还未开 始真正的科学观察,当他形成一个假说“如果不是受空气阻 力的不同,羽毛和铁球应该同时落地”时,科学观察便开始。
第二节:测量和实验的意义
一、测量对于观察的贡献
测量是对事物某一方面特性精确的描述,是针对精确描述事物 某一特性的特殊的科学观察,讲究精确性。 测量使观察精确,测量使观察定量化。
一、测量对于观察的贡献
任何一门自然科学研究都离不开测量,人体科学、地质科学、 运动科学、营养科学、能量科学、材料科学、天文学等无不 如此。
三、观察的易错性和重复的必要性
科学观察一如科学研究具有求真的特性,要反映真实的现象, 揭示真实的面貌,因此,就像科学理论一样,要经得起别人 按照你的观察步骤进行重复检验。
三、观察的易错性和重复的必要性
虽然观察结果要求追求真实,但观察的主体却是不可避免地带 有主观意志的个人。 感官观察会犯错误,产生错觉。
在日常生活中,人们通过自己的亲身感受或体验认识某一个 事物的外部特点、变化过程等诸如此类的现象,积累关于这 种事物的感性材料,这是一种广义的观察,普遍应用于各个 领域,也是学习科学观察的基础。