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科学探究已经成为当代科学教育改革的主旋律。在我国,传统的科学教育只注重知识的传授,忽视学生能力和科学素养的培养。这个问题近十年受到教育界的关注。教育必须进行改革,必须将灌输式转变为探究式,这也已经成为教育界的共识。如今,科学探究也已经成为我国基础教育课程改革的主旋律。而科学探究活动的开展是实施科学探究的有效途径,科学探究活动是学生学习科学的重要途径和载体,因此对科学探究活动设计的研究具有重要的意义。 随着教育改革的深入,广大的课程专家、教育工作者积极的投入科学教育的研究与实践中,产生了大量的研究成果,比较多的是从理论上对科学探究的含义、基本特征、科学探究的教学策略以及教学模式等进行研究,也有一些教育工作者注重理论到实践,对某一学科中具体的教学内容设计了相应的探究活动,一些成熟的案例已经发表。在科学探究活动设计上,较多研究者已经指出探究的素材尽量来源于生活,同时设计了一些探究活动,但是设计的探究活动主要是针对教学中的重难点,较少对生活中的素材进行详细研究后设计成探究活动。目前国内原创的、真正来源于生活的、系统性强的案例较少。本文展现了一个源于生活的科学探究活动案例的设计过程,总结出来源于生活的探究活动案例设计应该遵循的流程。同时,对不同的探究活动过程中应侧重的探究要素进行了讨论,旨在为其他研究者在面对相似的案例开发及设计时提供一些借鉴。 论文首先阐述了研究背景和研究问题,回答了“为什么进行科学探究活动设计”、“为什么选择生活中的素材进行设计”以及“为什么要选择油条这个素材进行探究活动设计”等这些问题。(第一章) 论文采用文献法对科学探究及科学探究相关要素进行概述,同时对科学探究活动设计及关于本素材的相关研究进行综述。不仅为探究活动设计奠定了理论基础,也理清了相关研究对本论题的借鉴意义。(第二章) 论文采用实验研究的方法对油条素材进行研究,提出了质量、体积的测量方法,同时对影响油条膨胀的油温、水分两个因素进行详细的实验研究,得出了油条膨胀程度随温度、水分的变化规律,构造了油条膨胀的物理过程。(第三章) 在对研究的素材进行具体的分析以后,提出了素材中可以探究的核心问题为“油条为什么膨胀”、“影响膨胀的因素有那些”、“如何解释不同水分下膨胀规律”、“如何解释不同油温下膨胀规律”。笔者根据问题的层次以及难度分别针对初中生和大学生进行了预教学实践,初中一年级学生的教学实践主要围绕油条为什么会膨胀这个问题进行。大学三年级的学生探究主要围绕四个问题:为什么膨胀?为什么膨胀不一样?如何设计实验验证?如何解释不同油温下油条的膨胀的曲线图?四个问题进行。笔者在分析了不同对象的课堂情况以后完善了探究活动设计,使整个探究活动设计成围绕一些初始问题进行,这些初始问题为“你见过炸油条吗?”、“你观察到什么现象”、“如何解释油条的膨胀—猜想”、“如何解释油条的膨胀—证据与解释”、“如何解释不同水分下膨胀的规律”、“如何解释不同油温下的膨胀规律”。(第四章) 最后,结合本素材的研究过程,笔者总结出以下的结论: (1)、将生活中的素材设计成探究活动可以将生活和科学知识联系在一起,有益于学生对生活及科学的理解。生活中的素材是复杂的,进行探究活动设计时要善于将问题简化。 (2)、将生活中的素材设计成科学探究活动应该遵循一定的流程,具体的说开发设计应分为三个阶段。第一阶段是对素材进行研究,第二阶段是探究活动预实施,第三阶段形成完备的探究活动方案。其中对素材的研究过程是探究活动设计的基础,是探究活动设计的首要问题;对探究活动的预实施过程是优化探究活动设计的有效途径,使探究活动设计操作性更强;最后形成方案过程是凸显案例价值的过程。 (3)探究活动在实施过程中会受到空间、时间等各个方面的限制,笔者认为探究活动不一定要侧重于所有的要素,教师在进行探究活动设计时,要灵活使用完全探究或者部分探究,并认真考虑与体现这些探究要素。探究活动是否要包含探究的所有要素,这要取决于具体探究活动的特点。(第五章)