科学探究--十年概貌.ppt

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1、科學探究科學探究十年概貌十年概貌1998-2008 常識百搭科學專題探究蘇詠梅博士香港教育學院數社科技學系1常識百搭科學專題探究常識百搭科學專題探究目的目的l小學生l提升科學學習能力l教師與學生l共創互相學習的平台2為何進行科學專題探究為何進行科學專題探究？l探究本質的理解：形成科學思維習慣l探究能力的培養：掌握科學探究過程3科學專題探究科學專題探究促進學習促進學習 科學探究 過程 技能 探究過程 科學思維4科學專題探究過程科學專題探究過程 1.產生意念2.提出問題和建立假設3.調查測試4.資料處理5.經驗總結6.編寫報告和現場發表醒目提示：如何進行一個全面、準確的科學探究?51.產生意念產生

2、意念l學生的探究想法是怎樣產生的？61.1 意念來源意念來源(1998 2007)71.2 意念實例意念實例l新聞時事日常生活經驗科技確實為人類帶來不少方便，但應用不當的話，亦為我們帶來危機。近年來，有不少倒車意外發生，根據運輸署的統計(2005-2006)，倒車意外多達302宗，當中貨車佔整體倒車意外的約百分之六十三，不少貨車由於車身龐大以致限制了倒車鏡的觀視點，司機因而未能即時覺察危機，釀成意外。在日常生活中，我們亦不難發現路旁不時有貨車倒車停泊或落貨等情形，可謂危機四伏。有見及此，我們一眾同學，打算發揮小小科學家的精神和本領，一方面深入探討問題的成因及經過，另一方面嘗試利用簡單的科學原理

3、配合環保物料，研製一個名為安全倒車裝置，並透過觀察、測試及探究等工作，從中尋求解決方案。研習安全倒車裝置（2007，頁5961）新聞日常生活經驗81.3 意念實例意念實例l物品啟發環保意識其他（個人興趣）因為我們喜歡吃Shake-Shake薯條，而當我們把薯條和調味料放入紙袋中然後搖動，就會發出Shake-Shake的聲音。於是我們想到利用Shake-Shake薯條的原理來製造這個環保樂器。其實Shake-Shake薯條的原理便是樂器沙槌的原理。另外，我們想利用平日常見的廢物，如牛奶瓶，波子等，循環再用，做一些有趣而又環保的東西。而且我們對音樂很有興趣，所以我們想做一件獨一無二的樂器，既方便又

4、環保，同時又可以奏出悅耳的音樂給大家欣賞之用。研習Shake Shake 洋娃娃環保樂器（2003，頁1618）物品啟發環保意識個人興趣91.4 如何產生意念如何產生意念？l符合主題l具體及專注l避免過分概括或空泛l收窄學生的思考範圍l提出合適的探究問題l感興趣l學生更專注、更投入、更持久地參與10鍚紙是什麼物料造的？鍚紙可以反射光線嗎？平滑和粗糙的表面所產生的反射效果會有不同嗎？燒烤常用的錫紙除燒烤，鍚紙還有什麼用途？產生意念產生意念知物善用知物善用 11廁紙是什麼物料造的？廁紙可以幫助我們避免接觸細菌嗎？怎樣用廁紙較能避免接觸細菌？廁紙產生意念產生意念知物善用知物善用 12太陽油含有什麼物

5、質可以防曬？不同太陽油的功效是否一樣?SPF?有什麼產品避免我們受紫外線的傷害？功效又是怎樣的？太陽油哪種太陽油最能保護我們的皮膚？產生意念產生意念知物善用知物善用 13清潔劑為什麼能夠清潔碗碟？清潔劑會對皮膚造成傷害嗎?哪種清潔劑最適合主婦使用?清潔劑產生意念產生意念知物善用知物善用 141.5 如何產生意念如何產生意念？醒目提示：l在開始探究前l共同探討l探究目的、作用、基本的探究方法和模式l著重學生的思維，靈活運用不同方面的興趣l在擬定探究題目時l分析哪些題目是可行的l以學生已有經驗和知識為基礎l目的l啟發學生們思考和開闊其視野l培養學生科學探究思考意識152.提出問題和建立假設提出問題

6、和建立假設l學生l如何陳述探究目的？l有否提出問題或建立假設？162.1 提出問題提出問題l問題的功用：l建立清晰的思路為研習的基礎l推動思考找出實驗方法、變數和解決問題的方法 l問題種類：l為何？如何？甚麼？哪個？哪種？172.2 提出問題提出問題實例實例為找出一種最保暖的布料，提出四個問題：1.選擇哪些布料？2.採用不同顏色的布料，會影響實驗結果嗎？我們該怎樣做？3.為甚麼要選擇黑色的布料？4.找不到黑色的布料怎麼辦？研習暖暖新衣（2000，頁5556）182.3 建立假設建立假設l假設的功用：l類似提出思考問題l沿著自行既定的方向進入探究之路l就所得的資料證實或否定先前預作的假設l從而獲

7、得對事物有更深入的認識 192.4 建立假設建立假設實例實例目的：從多角度進行實驗以了解不同的 變數對飛行距離的影響 假設一：飛機的形狀會影響飛行的距離 假設二：飛機的重量會影響飛行的距離研習不一樣的紙飛機（2006，頁1518）什麼形狀？輕？重？202.5 如何提出問題和建立假設如何提出問題和建立假設？常見困難：常見困難：原因：原因：X未能將探究意圖轉化為可進行探究的調查或實驗設計探究能力XX沒有找出事物發生的科學解釋等較深入的探究題目沒有進行分析、測試科學知識XX提出問題建立假設思考只在陳述目的的層面212.6 如何提出問題和建立假設如何提出問題和建立假設？醒目提示：l在學生商討探究題目時

8、l縮小探究範圍來尋找探究的問題l引導學生逐層思考問題l為探究的主題發展連串的次級問題l建立相應的假設l學生從不同的方面得到探究的意念後l提出明確的問題以確立探究的方向 222.7 提出問題和建立假設提出問題和建立假設實例實例 主題：環保生活 探究方向：探討另類可再生電源 初步收窄範圍：有哪些可再生電源？再次收窄範圍：植物如何產生電量？確立探究問題：找出哪些果實可以用作電氣化學池來產生電力？233.調查測試調查測試l學生l採用哪些探究方式？l如何進行變量控制？l有否進行重複測量？243.1 調查測試調查測試l探究方式 l設計與製作l公平測試l尋找規律l分類與鑒別l探索l只有14%報告有使用重複測

9、試最常用最少用253.2 調查測試調查測試 實例實例探究方式探究方式探究題目探究題目節錄節錄公平測試研習紙巾睇真D本活動是要設計不同的探究來測試不同品牌紙巾的堅韌程度、吸水性、耐用程度與其結構是否有直接關係。（2002，頁1215）分類與鑒別研習趕走曚查查通過探討各種物質在防止浴室鏡面佈滿水珠效果上的差異，發現了洗手液等化學物質可以趕走水珠，而米水等含有天然成份的物質效果不好。（2004，頁1215）尋找規律研習測試酸鹼度的液體把要測試酸鹼度的液體倒入水中，如果變出的顏色越紅就表示越酸，越藍就表示越鹼。（2000，頁24）探索研習魚骨不見了把魚骨吞下去會不會對身體有影響？吞了魚骨後，魚骨會有甚

10、麼變化？會不會刺到我們的腸胃或是傷害我們的身體？（2001，頁3839）設計與製作研習超智能雨傘有見及此，我們開始構思並設計一把多用途的超智能雨傘，希望在晴天和雨天時都能為人們帶來方便。（2007，頁7072）263.3 如何如何調查測試調查測試？l在設計與製作探究活動方面l多製造用品來達到探究目的l對用品的性能、功用等未有仔細調查或有系統測試l成果缺乏說服力醒目提示：引導學生解釋如何獲得可靠的證據改變及控制變因來進行公平測試273.4 如何如何調查測試調查測試？l學生l多專注於設計與製作或公平測試l少考慮尋找規律、分類與鑒別和探索探究方式l恰當地運用不同的探究方式l有助獲得更具說服力的證據醒

11、目提示：老師先介紹不同的探究模式使學生的想像空間變得更廣闊283.5 如何如何調查測試調查測試？l學生缺乏認識l平均值的使用l保證測試結果的可信性醒目提示：根據學生的認知水準，指導及強調增強測試結果的可信性及以下因素對結論產生的影響：測試時間時間間隔測量的範圍不同儀器的選擇293.7 重複測量重複測量實例實例 l測試方法l把相同的實驗重覆三次或以上l找出多個數據的平均值l使測試結果就更可信l如果某單一數據與同組數據有明顯的分別l該實驗可能有問題l了解原因和作出更改修正303.8 如何調查測試如何調查測試：測試測試方法方法研習感光自動窗簾（2007，頁2932）目的：發明一個感光自動窗簾，使用光

12、敏電阻推動摩打在陽光猛烈時自動把窗簾拉上測試方法：為證明摩打轉動與室內、室外温差和平均紫外線指數有關，學生在不同的日子量度和記錄了以上數據選擇其中一個變數作量度314.資料處理資料處理l學生l如何組織和呈現所得資料？l如何分析和整理資料？l如何歸納得出結論？324.1 資料處理：展示數據資料處理：展示數據l常用方法：l文字處理l圖片（如設計圖、結構圖、電路圖、原理圖）l照片l表格l統計圖 334.2 資料處理：歸納總結資料處理：歸納總結l使用公平測試的探究方式l透過資料分析得出合理的結論l使用設計與製作方式l作出科學性的解釋醒目提示：小學生對於編寫報告經驗不多，在進行探究時需細心觀察並把細節紀

13、錄下來。344.3 資料處理：假設與結果不吻合資料處理：假設與結果不吻合l實例：探究假設：最輕的物料做的降落傘降下速度最慢實驗結果：假設與結果不吻合 最輕的白膠袋做的降落傘最快降下學生解釋：可能是.拋的方法不當，白膠袋太薄，引致降落傘不能張開；而且所懸的紙巾盒又太重，白膠袋不能承受其重量研習一個降落得最慢的降落傘（1999，頁4448）究竟哪個可能性較高？354.4 資料處理：假設與結果不吻合資料處理：假設與結果不吻合l小學生的科學認知識水平不高l極少嘗試作出解釋l傾向於否定最後的探究結果l保留開始的假設l捏造數據l用個人認為合理的說法來主觀地作出解釋醒目提示：提醒學生注意證據的可靠性，及如何

14、做到合理的推理 365.經驗總結經驗總結l學生l如何對探究過程進行檢視？l如何對探究結果進行質疑？375.1 經驗總結經驗總結l體驗和感受 l遇到的問題(相應的改善辦法)l反思及評價 385.2 問題與改善：實例問題與改善：實例研習實用眼（2002，頁3739）困難/問題：在初步設計時，小燈泡原是連着信箱門的繩子，卻令信件不能順利投進信箱內。改善方法：經改良後，把一個繼電器和敏感開關掣安裝在信箱內，不但使小燈泡長期發亮，還可減去繩子，使信件順利投進信箱內。此外，利用紅外線感應器代替活門後的敏感開關掣，當感應器感應到有信件投進信箱時，燈泡便會自動亮起。改用紅外線感應器的好處是安裝方便及敏感度高。

15、解決問題改進效益395.3 反思及評價：實例反思及評價：實例反思及評價：實驗雖然成功，但因其實驗時使用膠盆代替生活中的浴缸，所以滿水警報器在真實環境中有可能不能達到預期的效果實驗設計中使用廢料來製造實驗品考慮到實際應用可能有不同的成效 研習小小警報器（2000，頁1214）405.4 經驗分享：總結經驗分享：總結醒目提示：l假設與結果有出入時l作出重新分析評估l對探究過程或結果進行反思質疑l對研究的設計、過程或者結果等行反思l再提出合理的建議l有助培養學生的批判性思維l增強求知慾l提升自我評價能力416.編寫報告和現場發表編寫報告和現場發表學生的l報告內容l現場發表426.1 報告的內容報告的內容l前言 l意念/靈感/目的l科學原理l資料搜集l假設l設計l材料/器材l過程（實驗、探究、測量及製作等）l數據 l討論l用途/應用/優點l困難/改良/建議l總結l學生感想l參考及鳴謝 436.2 現場發表現場發表 醒目提示：l展示板l精簡的標題l簡化的步驟l吸引的圖片l預定講詞l勤練習l重簡明l多匯通44