科学实验研究范例(3篇)
科学实验研究范文
教师在实验之前要做好充分的准备,首先教师要熟练地把握教材,明确实验目的,做好相关器材的准备。课前教师要多次试做实验,并为可能出现的问题准备好弥补方案。如,教鄂教版科学六年级下册的第四单元的《运载火箭》时,为了让学生理解运载火箭工作的基本原理,认识反冲现象,教材安排了三个实验,我根据课前的实验情况,对实验做了一些改动,实验的效果更明显,具体的做法:水的反冲实验中,为了让学生看清水从喷口喷出的方向,我在每个孔中装上一个修剪后的可弯折的吸管(长度:瓶内的一端1cm左右,瓶外的一端2cm左右),并使吸管的喷口朝同一方向,便于学生观察现象,同时,吸管可以弯折,实验中学生可以改变喷口方向,进行对比实验,效果很好。
二、实验过程的有效调控
1.明确实验目的
实验切忌毫无目的,随心所欲。实验的最终目的是为教学服务的,为的是在实验中发现规律,理解规律,从而掌握规律。在《我们的周围的空气》一课中,空气存在实验,无论是利用吹大的塑料袋钉个洞,来吹动小纸条,还是利用吹大的塑料袋钉个洞放到水里,使之冒出小泡,都是为了证明空气是存在的。为实验而实验,没有目的性,只会使学生浮于实验过程与表面现象,不知道为什么做实验,是“吃力不讨好”的事。
2.明确观察任务
在实验前教师要使学生明确观察什么,再根据具体的实验提出观察要求。学生在观察实验时,如果教师不加指导或指导不明确,学生往往出现漫无目的、漫不经心地观察的情况,他们常常只是注意那些感觉新奇或有强烈刺激的现象,而放过了实验目的所要求观察的主要内容,这就需要教师去引导、去帮助。教师要提醒学生动用一切感觉器官去全面观察:一是用眼,科学地看,时刻提醒学生注意用眼观察每一个微小的地方,每一步细小的变化;二是用手摸、用耳听、用鼻闻、在确保安全的前提下用嘴尝、借用工具观察等等。这就是科学地听,科学地做,它能帮助学生更全面地感知事物。
3.实验过程要规范
演示实验仪器要做到可见度大,实验现象清晰可辨。在日常n堂演示实验中,教师的一举一动都会成为学生独立操作的依据和榜样,对学生的实验技能操作起着示范作用。教师应严格按实验基本知识要求进行实验操作,不仅要做到有条不紊,还要做到每次都能较高质量地完成。如何使演示实验现象明显,让每一个学生都能看得见,教师需要事先动一番脑筋,准备充分后再开展演示。
4.注意小组合作实验的有序性
小组合作实验能充分调动学生的实验兴趣,让学生人人参与到实验中去。教师要注意正确引导和调控:指导合作学习小组如何分配实验任务、实验角色;指导小组成员学会倾听同伴发言的情况下向同伴提问或提出自己的看法;指导小组成员学会相互讨论、相互交流;指导合作学习小组如何协调小组成员的分歧,归纳小组成员的观点,这样有助于学生科学知识的共同增长。
三、自制实验器材,提高实验有效性
师生自己动手设计、制作教具,不仅可以提高学生的实验能力、想象能力,活跃思维,还可以激发学生的学习兴趣,让学生真正体味到观察和实验是学习科学的基本方法。
1.教师自制实验教具
一件成功的自制教具的诞生,是教师智慧和汗水的结晶,是教师经过对教材深入研究,根据本校实验器材的实际情况,产生对某一教具改进或创新的想法,根据这一想法,构思设计,在反复研究、实验的基础上制作,经过多次改进和反复调试后,再在教学中试用,直至成功。如,在教学《运载火箭》后,学生虽然明白了火箭升空的原理,但是还存在一定的迷惑,为此,我自制了一个“水火箭”,当加压后的水快速地从气门芯里喷射而出,火箭直线上升时,学生们欢呼雀跃,彻底明白了反冲原理;又如研究“空气有重量”时,我通过上网查找资料,经过多次比较,最终选择带柄和卡口的两个气球作为实验器具,为其中的一个气球充气,气球可直接卡在卡口上,实验更加容易操作了,实验的效果也相当明显,结论的得出也更让人信服。
2.学生自制实验器材
学生通过参与自制实验器材活动,不但巩固书本上基础知识,而且还可以激发学生的学习兴趣,提高了学生的动手能力,培养了学生爱科学的情操。在自制实验器材的过程中,学生首先是要弄懂课本上的内容,理解课本上的知识,才能设想出实验器材的雏形,然后才能进行具体的设计、试制。在具体制作中,学生还要经受多次失败的考验,身心得到陶冶,有利于学生的健康成长。
四、发挥农村优势,开展好观察实验
在农村,学生观察自然的内容很多,条件比城市优越,如,动植物生长、水与空气以及其他各种自然现象,教学时应尽可能地让学生到“大课堂”中去研究,在大自然中探索奥秘。如,学习鄂教版科学四年级下册第一单元《根朝哪边长》《茎往哪边长》《植物怎样“喝水”》,我带领学生到田野中去,让学生采集各种各样的根和茎,然后回到课堂上,在老师的指导下对根和茎进行分类、研究,这样使学生在丰富、具体的感性材料面前,激发兴趣,吸取知识,提高能力,使他们的好奇心、求知欲得到满足。
科学实验研究范文
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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。摘要:根据化学新课程理念,在化学教学中,为了鼓动学生积极主动地去做实验,从实验过程中去发现问题,分析解决问题,让每个实验成为培养学生科学实验态度的良好环境,从而不要忽视学生的科学实验态度的培养,使学生认识到化学实验的生活化和生活中的化学。关键词:实验;教学;探究;中学化学中图分类号:G622文献标识码:B文章编号:1002-7661(2014)22-359-01
新课程理念是当前教学的主旋律,对理科课堂教学模式进行改革,转变教学方式和学生的学习方式,只有真正运用理科探究式实验教学这种教学方式,才能应对当前课改潮流,也才能焕发理科课堂的生机和活力。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣、帮助学生形成化学观念,使学生从实验中获取知识,培养学生养成严谨的科学态度,提高学生的观察、动手能力和分析解决问题的能力,还有实验创新能力。这些理论我们从教材中就可以看出,教材讲的内容少,活动和探究多,通过学生自己动手做实验记录实验现象自己分析得出结论,来完成学习任务。通过化学实验使学生们体会到化学其实就在身边,实现“从生活走向化学,从化学走向生活”,激发学生学习化学的积极性。
课堂教学中的实验,最能调动学生的情绪,激发他们学习的兴趣和求知欲。我对教材中部分实验做了适当的补充和改进,实践证明,这样可以增强实验效果,帮助学生更好地理解和掌握有关知识。设计家庭小实验,延伸实验到课外。此时,家庭小实验就显得尤为重要。在教学中,教师除了让学生完成教材安排的家庭实验外,有时结合教学内容设计一些家庭实验,会起到事半功倍的效果。绿色化学也能充分体现化学实验的生活化,绿色化学就是环境友好化学,它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。现在很多人一提到化学,都有一种是污染环境的意识,那我们要让学生认识到化学也可能给社会和生活带来一些负面影响,如对环境的污染等.那如何解决这些负面的问题呢?其实化学本身就具有一种本身解决这些问题的能力.但是对中学生来说,他们学习的知识和接触社会的机会有限,我们就通过实验来了解化学在实际生活中的作用,可说是一条很好的途径.
一、研究实验的基本方法
明确实验目的、内容和要求;认真研究实验原理,分析实验误差原因及其影响程度;确定实验关键;对实验装置、器材和实验条件提出要求并进行选择;明确操作要点和注意事项。学生对实验充满了好奇心和求知欲,学习化学的动机往往是以满足好奇心和兴趣为主的。初中化学实验激发学生兴趣同时也激发学生的思维能力。这样他们就愿意去思考如何进行实验进而考虑实验目的,实验原理,实验药品,实验仪器以及实验步骤。当然教师在这里要起到引导作用,原理的正确性,确切性,可行性是必须保证的。实验方法是依据一定的实验现象、规律和原理,创设特定的环境和条件,观测相关现象或量的变化、研究量之间关系的手段。实验方案是根据知识结构、实验教学要求建立实验模型。实验方法和实验方案中仪器装置简单明了,易于搭配和制作。现象清晰,效果明显,易于操作,安全可靠,重复性好。紧密结合课堂教学,学生容易接受。
二、探究分组实验的步骤
1、提出问题,确立目标。新课程理念指出,要注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切关系,逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。教师提出一系列问题,让学生分辨哪些是重要的问题,整合问题,提出自己要解决的问题;让学生自由地提出问题,分辨整合,提出自己认为最重要的问题。联系生活让学生预习实验,搜集并整理与实验相关的生活情景,并与全班分享;让学生根据情境,记录重要的信息,提炼并整合,提出问题,确立目标;让学生审视自己的问题,让他们尽量从生活实际的材料中精辟、简洁地提出自己的问题,确立目标。教学过程是师生互动的一个过程,在互动中会生成新的问题,这种问题是真实的,结果是未知的,学生有兴趣,想探究,由此可引发新的探究活动。教师要善于引导学生从真实的情景中发现问题,有针对性的展开讨论,提出解决问题的思路,使学生的认识得到发展。
2、合理猜想,构想假设。根据生活经验和直觉思考提出假设,要求用精练、精辟的字句记录下来;让学生分享自己的假设,把大多数学生认可的猜想假设展示出来,供大家参考;让学生自主选择要检验的猜想假设。
3、制定方案,进行实验。要求学生设计出合理的实验方案,由组长牵头合理分配实验和交流时间,做好每个组员的记录,得出实验方案;鼓励小组之间竞争。
4、取得证据,分析论证。让学生根据自己记录的证据进行思考以逻辑图的形式展现自己的思维过程,得出结论。
5、表达交流,获取知识。让学生相互陈述自己的结论和得出结论的理由以及过程;让组长展现小组结果,供大家参考。大家进行交流、互补、完善,总结出结果。
6、运用知识,巩固扩展。学生回答教师提出的问题,找出这些问题的实质或类似之处,使学生将解决问题的思路和方法应用到其他领域。“学以致用”是学习的最终目的。化学是一门应用性和实践性很强的科学,它与实际的联系非常密切,化学知识渗透在实际生活的各个方面。
科学实验研究范文篇3
论文关键词:SSK;实验室研究;社会建构论
20世纪70年代兴起的科学知识社会学代替了默顿的科学社会学,并以其激进的社会建构论知识主张在学术界引起了很大的反响。尽管科学知识社会学的目标是要揭示科学知识是社会地建构起来的,但研究进路却是多元的,先后出现了以巴恩斯、布鲁尔为代表的爱丁堡学派和以科林斯、平奇、特拉维斯为代表的巴斯学派的科学争论研究;以拉都尔、伍尔加、谢廷娜为代表的实验室研究;以马尔凯和他的约克小组为代表的文本与话语分析研究。这些都是科学知识社会学的主要研究场点,但实验室研究在这些研究场点中是较少受到批判的一种,且它与科学知识社会学社会建构论主张有着密切的联系,是实现SSK目标的重要途径。鉴于实验室研究在科学知识社会学中的重要地位,本文拟就其研究的基本理论策略、研究方法、主要代表人物及研究进路进行叙述并作简要评价。
一、从传统知识观到社会建构论
科学知识社会学把实验室研究引人其研究范围并作为重要研究场点是与整个科学知识的认识转向有关的,它是传统的知识观和科学标准受到普遍的怀疑和挑战的结果。传统的知识观认为,知识是对自然界的客观描述,科学是由自然界决定的,人只是被动地反映自然;科学知识是被证明为真的命题,是客观的、标准的、具有普遍有效性的,不带有任何主观性和直觉的成分,也与社会因素无关。而科学知识社会学则一反传统的把科学知识看作“自然之镜”的观点,认为原先被认为是纯粹的、客观合理的科学知识实际上是社会建构的产物,科学更多的是社会建构性的,而不是描述性的。自然在知识的产生及确定其真理性的问题上是无发言权的,正如科林斯所说的:“在科学知识的建构中,自然世界只起很小的作用或不起作用。
1962年库恩的《科学革命的结构》一书开拓了对科学的社会学研究的新视野,其知识的社会学转向的主要含义说明,知识不再是纯粹真理的载体,而包含了许多社会的因素,对知识的研究必须置于一个广阔的社会历史背景之下。科学知识社会学承袭了库恩的社会学研究传统并对其进行激进的解读,把实验室研究提高到一个战略地位,这是与科学知识社会学的目标纲领分不开的。科学知识社会学的全部工作重心是说明科学知识的认识因素与社会因素的结合,说明在科学知识的形成过程中无不包含着社会方面的成分。为了揭示科学知识的社会构成,打开“既成科学”的黑箱,一些人继承库恩的相对主义认识论,选择案例进行争论研究,认为知识社会学应当公平同等地对待真理与谬误、理性与非理性、成功与失败,这些对立的两方面都应当得到说明,从而认为科学知识是科学共同体谈判和妥协的结果;一些人把文本与话语作为分析单元,更多地采用了符号学、修辞学、解释学和文学批评的理论和方法;一些人则走进实验室对科学家的日常生活实践进行人类学方法研究,通过观察科学家做了些什么、怎么做来揭示知识的制造过程。真正能够更好地贯彻SSK社会建构论主张的正是后者,因为科学知识社会学“主要研究科学对象如何在实验室中被生产出来,而不是事实如何被保存于关于自然的科学陈述过程中”。
二、知识的实验室制造
实验室研究是人类学方法(民族志方法)在科学社会学研究中的创造性运用。它最早起源于人们对化学、高等物理学、生物学、生物化学、神经心理学和野生生态学的观察报告,与科学知识社会学的社会建构论有着密切的联系。20世纪80年代初,一度成为科学知识社会学社会建构论的主要研究进路并成为科学知识社会学的著名亚纲领。
20世纪60年代,美国社会学家斯华茨在加州大学实验室、加拿大人类学家安德森在费米实验室,最早将人类学的田野调查方法运用于“实验室研究”,但他们的工作没有重视实验室的常规实践,没有对科学家的日常生活及交谈进行分析。80年代实验室研究迅猛增长,形成了一个强大的人类学领域。其中,拉都尔和伍尔加、谢廷娜的研究成果最为显著。他们用人类学的民族志方法研究知识哲学和知识社会学的问题,把实验室看作原始部落,对之直接观察和描述,获得丰富的资料,包括笔录、实室论文分析、实验室成员的手稿、通信、谈话、备忘录和其它由实验室科学家们提供的资料。
从1975年10月到1977年8月,拉都尔以陌生人的身份去萨尔克研究所参与观察,并根据调查的资料写成著名的《实验室生活》。在此书中,他描述了实验室内部的分工及操作的流程,描述了科学知识是怎样在实验室内被建构出来的,科学家应该怎样说明这些建构。他把个制造现代文明的新“部落”看成是“文学铭”系统。认为“人类活动是一种铭文的活动,
类历史应当看作是一套碑铭整体”。文学铭写暗示了科学实践主要是一种文学的和解释的劝服活动,科学事实是以书面陈述的形式被建构、传播和评价的。拉都尔和伍尔加认为科学家所研究的不是事实本身,而是由技术人员在实验中得出的经验陈述。科学家就是要劝说论文的读者相信,他的陈述应当被接受为事实。
如何才能使陈述被接受为事实,这就需要进行争论,其“成功与否要取决于该争论场中的人数、观点和立场、作者的个性和他所属的机构,以及论文本身的风格等”。这就是说,自然事实是科学家根据实验制造出来的数据进行争论的结果,实在是争论解决的结果而不是其原因,即事实是科学家进行实验和磋商的结果。
拉都尔和伍尔加非常重视环境在科学实践中的重要作用。他们认为,环境不是像过去被认为的那样与科学实践是不相干的,环境不但影响对科学事实的建构,而且整个科学就是由环境制作而成的。环境与科学实践是不可分的、一体的。环境决定着科学家的地位、生活、工作、行为及实验室的仪器、设备、实验对象、材料来源,从而决定着所生产出的产品,并且环境是不确定的,可变的,有很大的权宜性。
对实验室场点进行研究的另一位著名代表人物是谢廷娜。她于1976年10月至1977年10月对伯克利加利福尼亚大学研究中心进行了为期一年的田野调查。她通过日常观察、访谈、收集实验室备忘录、论文手稿和相关出版物,积累了丰富的材料。谢廷娜与拉都尔和伍尔加一样,主张对实验室知识生产实践进行研究。在建构主义论题上,她认为,“它把现实的总体看成是装配而成的,现实的齐一性是异质的,现实的光滑外表包裹着一种内在结构。对建构主义者来说,不存在最初的、未加掩饰的事实”。但她更强调科学的复杂性,认为科学是一个复杂的系统,科学家也处于不同的环境之中,因而实验室知识的生产也具有不确定性。
在《知识的制造》这本书中,谢廷娜表述了她的经验的建构主义认识论思想。她把实验室比作是生产知识的工厂,认为知识是在实验室中人为地生产出来的。实验室里的一切都人工化了。实验仪器、工具是早已制造好的,实验对象也是经过精心挑选或人工培育出来的,因而产品(知识)也就无涉于自然,完全是人工制造出来的。她还认为知识的生产过程是决策负荷的,科学实践中包含着选择机制。它贯穿于整个知识生产过程和结果之中。
实验室研究从发生学视角对科学知识的生产进行分析,着重从内部探讨了科学知识形成的实践过程,实现了科学知识社会学从宏观到微观的视角转换。在这种转换中,科学家的主体主动性得以突显,而不是被动地受环境的约束,直观地描述客观外在世界。他们认为实验室研究场点的开辟为打开科学“黑箱”找到了一把新的钥匙。实验室研究的最显著的特点是研究者能直接观察到科学家日常实践的微观互动过程,探究科学知识是如何在特定的时间、空间内被具体地生产出来的。从而揭示了科学家的研究活动不仅“介入”了自然界,而且也深深地“介入”了社会世界,科学知识本身是一种文化存在而不是被“发现”的自然给定。
三、评价
科学知识社会学实验室研究是社会建构论的重要组成部分,对其进行研究具有重要的现实意义。一方面,在批判传统的科学观方面具有重要的意义;另一方面,尽管它在所有的研究场点中是较少受到批判的,但它与其它研究场点一样,面临着自身无法克服的问题和困难。
通过研究,可以发现其优点和不足,以便为我们找到科学的方法论提供新的思维视角。社会学家通过对实验室的研究发现科学知识的生产是受到社会各利益团体制约的,如政府、工商界、出版界、科学基金组织、慈善机构等。这一点,对批判传统的、与社会因素无关、价值无涉、情感中立的科学观,打破对科学的盲目崇拜和科学霸权,有着积极的意义并取得了显著的成果。知识的形成是一个历史过程,其中必定包含着社会、政治、经济、文化、思想等各种因素。如果知识的研究忽视了这些社会的组成部分,就会导致对虚妄的研究。传统的知识观把知识看作是自然的给定,这是一种祛魅的世界观。它排斥了自由、价值,崇尚物质主义、决定论、还原论及虚无主义。这种知识理性的无限扩张及对科学方法的无限信仰,导致了主体对自身历史存在的“自我遗忘”。也就是说,它失去了主体的性质。实际上,知识本身就是社会的一个性质。这就是建构论者所主张的,也是其得以迅速发展的原因。
社会学家通过对实验室的考查发现,实验室“实在”是社会建构的,即实验所需要的一切都是社会建构的。这一视角的切人非常新颖,但问题是这种建构的成分有多大,实验者可以根据需要挑选仪器、对象、原料,这是一个建构过程,但被挑选出来的一切又是否是被建构的呢?即使所有的“实在”的建构性都比较强,那么,必定无疑,实验产品——知识,也是建构的,这样知识的确证无误的程度就要大打折扣了。
因为没有了客观性,所有的知识都是社会建构出来的,也就不存在普遍有效的评判知识的标准,知识也就不存在了。从另一个方面讲,每个实验室都有自己的建构体制,即使它们所使用的仪器、对象、材料,物理环境及人力资源都是一样的,得出的结论也是完全不相同的。按照库恩的“范式”的不可通约性,所有的知识就不具有可比性了,那么知识不就成了谁说了都算、“怎么都行”了吗?可见建构主义者在这一点上走得太远了。