初三化学下学期化学探究方法初探省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、科学探究方法介绍科学探究方法介绍 化学课外活动课 10月第1页前前言言同同学学们们在在学学习习和和生生活活中中经经常常会会碰碰到到一一些些很很有有趣趣现现象象和和问问题题,不不知知道道它它们们起起因因,也也不不知知道道它它们们发生规律和结果。发生规律和结果。同同学学们们能能够够对对它它们们置置之之不不理理,也也能能够够主主动动去去问问询老师、家长以取得现成答案。询老师、家长以取得现成答案。但但同同学学们们更更应应做做是是自自己己设设法法去去认认识识它它们们,经经过过查查资资料料、做做试试验验、搞搞调调查查等等方方式式去去找找出出问问题题答答案。案。后一个对问题处理方式就是探究式学习方式。后一个
2、对问题处理方式就是探究式学习方式。2第2页 前前言言实实际际上上,我我们们现现在在学学习习全全部部化化学学知知识识都都是是科科学学家们经过探究得来。家们经过探究得来。即即使使同同学学们们在在学学习习中中探探究究问问题题往往往往是是前前人人已已研研究究过过,甚甚至至有有现现成成结结论论,但但这这一一过过程程与与当当初初科科学学家家面面对对未未知知现现象象所所进进行行探探究究在在本本质质上上没没有有什什么区分。么区分。同同学学们们学学会会了了对对未未知知问问题题进进行行探探究究方方法法,养养成成了了探探究究习习惯惯,就就自自然然形形成成了了适适应应未未来来社社会会发发展展素质。素质。3第3页科学家
3、科学探究科学家科学探究4第4页第5页 进行观察进行观察 一一位位地地质质学学家家绘绘制制华华盛盛顿顿州州海海岸岸矿矿产产图图时时,诧诧异异地地发发觉觉了了一一片片死死亡亡树树林林。相相当当大大一一部部分分仍仍直直在在地地上上,但但显著已死了好多年了。显著已死了好多年了。在在俄俄勒勒冈冈州州和和华华盛盛顿顿州州其其它它几几处处海海岸岸边边,他他也也找找到到了了类类似似直直立立着着死死树树林林。他他感感到到奇奇怪怪:“是是什什么么造造成成了了大面积树林死亡呢大面积树林死亡呢?”6第6页表现出好奇,从已经有知识背表现出好奇,从已经有知识背景中提炼出问题景中提炼出问题 他他仔仔细细地地考考虑虑自自己己
4、所所知知道道相相关关地地震震、地地壳壳板板块块边边界界及及海海岸岸线线塌塌陷陷等等方方面面知知识识,以寻求可能解释。以寻求可能解释。他他提提出出了了一一串串问问题题,“这这些些树树是是同同时时死死亡亡吗吗?”,“这这与与附附近近火火山山活活动动或或生生物物学学上上某某种种枯枯萎萎病病相相关关吗吗?”,“既既然然是是发发生生在在沿沿海海地地带带,是是否否与与那那咸咸咸咸海海水水相相关关呢呢?”7第7页使用技术和数学方法搜集证据使用技术和数学方法搜集证据 为了处理第一个问题,地质学家使用了C-14放射性探测法测量这些树最外层年轮形成时间,发觉它们都死于3前。至于树木死亡原因,在绘图过程中找不到这些
5、地域广为存在火山沉积物证据,更为主要是这些树木没有被烧焦,仍直立着。经仔细检验也没有发觉曾发生过虫害迹象。8第8页利用以前研究利用以前研究 地质学家开始考虑,可能是海水毁灭了这些树木。他回想起,1964年发生了较大潜没带地震,因为大部分处于太平洋下一个地壳板块滑到了北美地壳板块下面,而阿拉斯加州正位于北美地壳板块,结果其海岸大部分下沉到了海平面以下。地震造成海岸下沉,使阿拉斯加州数平方公里海岸森林浸没在海水中,死掉了。地质学家知道,在这两个州海岸地带也存在类似潜没带,正是它促使喀斯喀特火山形成。他想知道,是否3前发生了一次地震,使得这两个州大部分海岸下陷,从而造成这些地方树木被海水淹死呢?9第
6、9页提出可能解释提出可能解释 为为了了验验证证这这种种解解释释,他他又又搜搜集集了了更更多多数数据据。他他仔仔细细检检验验了了这这片片地地域域沉沉积积物物。在在从从死死亡亡之之树树林林流流向向内内陆陆河河流流河河床床里里,他他找找到到了了保保留留完完好好沉沉积积物物区区域域,在在这这里里泥泥土土下下面面发发觉觉了了一一层层沙沙子子它它完完全全不不像像沙沙层层上上面面和和下下面面那那些些土土壤壤,那那些些土土壤壤黑黑黑黑,富富含含粘粘土土。他他纳纳闷,闷,这些沙子来自哪里呢这些沙子来自哪里呢?地质学家知道,潜没带地震常会产生地震海啸,他地质学家知道,潜没带地震常会产生地震海啸,他想,这层沙可能是
7、海啸期间冲刷过来海岸边沙子。想,这层沙可能是海啸期间冲刷过来海岸边沙子。果真如此话,这会是一次较大海岸地震有力证据。果真如此话,这会是一次较大海岸地震有力证据。沙层中发觉化石表明:这些沙来自于海洋,而不是沙层中发觉化石表明:这些沙来自于海洋,而不是从内陆冲刷出来沙子。这有力地支持了地震海啸假从内陆冲刷出来沙子。这有力地支持了地震海啸假说。说。1010 第10页在证据基础上发表自己解释在证据基础上发表自己解释 在同行会读到几个科学期刊上,地质学家发表了几篇文章,提出假说:他在海岸边发觉了死亡树林和沙层,这有力证实了这儿曾发生过几次较大地震,时间大约在3前,刚好在欧洲殖民者抵达该地域之前。11第1
8、1页考虑新解释考虑新解释 几年后,远在日本,一位地震学家刚好在研究历史上潮汐强度统计。以证实一些遥远地方曾发生过地震海啸。他证实,171月17日,在太平洋边缘某处,发生过一次较大地震,但这次地震震源还处于争议之中,历史统计排除了在太平洋周围众所周知震源带发生很大地震可能性。得知地质学家在太平洋西北部死亡森林发觉,那位日当地震学家提出:这次海啸起因于一次大潜没带地震,这个潜没带位于现在俄勒冈州和华盛顿州下面。12第12页添加解释添加解释 地质学家现在有了更多证据支持自己解释,地质学家现在有了更多证据支持自己解释,即那层沙子是一次伴随地震而来海啸结果。即那层沙子是一次伴随地震而来海啸结果。深入检验
9、海岸沉积物,他又发觉了一些更多、深入检验海岸沉积物,他又发觉了一些更多、更古老死亡树林和沙层。更古老死亡树林和沙层。他现在认为他现在认为:像他最初证实那次地震一样,在像他最初证实那次地震一样,在过去千余年间,产生巨大海啸地震屡次发生,过去千余年间,产生巨大海啸地震屡次发生,一直在重复撞击太平洋西北海岸,就象这些一直在重复撞击太平洋西北海岸,就象这些大地震也在撞击位于日本、菲律宾等海岸大大地震也在撞击位于日本、菲律宾等海岸大部地域下面其它潜没带一样。地震引发海岸部地域下面其它潜没带一样。地震引发海岸下沉,树木浸泡在海下沉,树木浸泡在海水中,于是死亡了。水中,于是死亡了。13 第13页解释作为政策
10、咨询解释作为政策咨询 科学研究有时能影响到公共政策,这位地质学科学研究有时能影响到公共政策,这位地质学家发觉也影响到了公共政策。家发觉也影响到了公共政策。公共官员详细研究了他调查结论,对地震有了公共官员详细研究了他调查结论,对地震有了更深了解,在此基础上重新修订了这两个州建更深了解,在此基础上重新修订了这两个州建筑法,把对新建筑物抗震力设计要求提升了筑法,把对新建筑物抗震力设计要求提升了50%。14第14页这个故事所带来启示(这个故事所带来启示(1)这这个个故故事事展展现现了了科科学学探探究究几几个个主主要要特特征征,即即科科学学家家注注意意到到一一个个现现象象后后,产产生生好好奇奇心心,然然
11、后后寻寻求答案。求答案。无无庸庸置置疑疑,其其它它许许多多人人也也看看到到了了这这些些死死亡亡树树林林,不不过过,他他们们或或是是对对树树木木死死亡亡原原因因不不感感兴兴趣趣,或或是无力寻求答案。是无力寻求答案。地地质质学学家家利利用用地地质质学学知知识识和和关关于于树树木木及及其其生生活活习习性性知知识识,将将死死亡亡树树木木与与其其它它环环境境特特点点,僻僻如如位位于于海海岸岸,相相互互联联络络起起来来。使使这这些些问问题题引引导导他他去调查研究。去调查研究。15第15页这个故事所带来启示(这个故事所带来启示(2)在研究中,他用C-14测量法测定树木死亡年代,并搜集了他所能找到相关这一地域
12、地质方面各种资料,在这些初步证据基础上,他提出了对树木死因解释,而且他搜集了更多证据来验证这一解释。然后,他发表文章,讨论他搜集来证据与他提出解释之间关系。以后,远在地球另一端一位科学家看到了这些文章,因为科学家们使用描述方法和测量方法是通用,所以它能够将这位美国科学家发觉与自己进行对比。日本科学家取得独立证据17发生了海啸更深入支持了这一假设,即那次发生潜没带地震造成了沿太平洋西北海岸众多树木死亡。16 第16页科学课堂中探究科学课堂中探究17第17页表现好奇,从自己已经有知识出表现好奇,从自己已经有知识出发提出问题(发提出问题(1 1)格格瑞瑞哈哈姆姆女女士士在在某某年年级级任任教教。秋秋
13、天天,学学生生们们休休假假一一天天后后返返回回学学校校,她她班班上上有有几几个个学学生生很很兴兴奋奋,他他们们将将老老师师拉拉到到窗窗前前,指指着着外外面面说说:“操操场场上上那那几几棵棵树树怎怎么么啦啦?我我们发觉它们有些改变。们发觉它们有些改变。”老老师师不不明明白白学学生生意意思思,于于是是说说到到:“告告诉我你们意思是什么。诉我你们意思是什么。”18第18页表现好奇,从自己已经有知识出表现好奇,从自己已经有知识出发提出问题(发提出问题(2 2)学生们问到学生们问到:“为何这三棵树会有这么大不为何这三棵树会有这么大不一样呢一样呢?它们过去看上去不都是一样吗它们过去看上去不都是一样吗?”格
14、瑞哈姆女士也无法回答他们格瑞哈姆女士也无法回答他们。学生们指着并排长着三棵树,一棵叶子学生们指着并排长着三棵树,一棵叶子掉光了;中间那棵树叶子颜色参差不齐,掉光了;中间那棵树叶子颜色参差不齐,但主要是黄色;第三棵树叶茂密苍翠。但主要是黄色;第三棵树叶茂密苍翠。19第19页提出初步解释或假说提出初步解释或假说 与光照相关与光照相关;一定是太多水缘故一定是太多水缘故;这这三三棵棵树树看看起起来来不不一一样样,可可过过去去它它们们看看上上去去是是一样一样;秋季到了,有些树叶子会比其它树掉得早一些秋季到了,有些树叶子会比其它树掉得早一些;地下有有毒物质地下有有毒物质;三棵树年纪不一样三棵树年纪不一样;
15、有害虫吃树叶有害虫吃树叶;一棵树比另两棵要老一些。一棵树比另两棵要老一些。20第20页设计和实施简单调查研究设计和实施简单调查研究 她请每一位同学挑出一个她或他自认为是正确她请每一位同学挑出一个她或他自认为是正确解释,并据此将学生分成小组,比如解释,并据此将学生分成小组,比如“水水”组,组,“季节季节”组,组,“害虫害虫”组等等。组等等。她还要求每一个小组制订计划并开展一次简单她还要求每一个小组制订计划并开展一次简单调查活动,以搞清能否找到一些证据往返答他调查活动,以搞清能否找到一些证据往返答他们问题。们问题。当学生们制订调查计划时,老师走到他们当中当学生们制订调查计划时,老师走到他们当中去,
16、仔细听他们计划,然后,她要求每个小组去,仔细听他们计划,然后,她要求每个小组向全班同学解释他们想法,这促使学生们深入向全班同学解释他们想法,这促使学生们深入提炼观点。提炼观点。使用这种实时、公开现场评定,老师能够帮助使用这种实时、公开现场评定,老师能够帮助学生们思索自己处理问题过程,促使他们考虑学生们思索自己处理问题过程,促使他们考虑是否可能有更加好方法。是否可能有更加好方法。21第21页经过观察搜集证据经过观察搜集证据 比比如如,“相相异异年年纪纪”小小组组很很快快就就找找到到了了问问题题答答案案,他他们们与与参参加加操操场场上上部部分分树树木木种种植植家家长长教教师师协协会会组组员员取取得
17、得了了联联络络,而而且且得得到到了了购购置置树树苗苗原原始始单单据据,然然后后,他他们们到到苗苗圃圃去去核核实实,结结果果发发觉觉这这三三棵棵树树品品种种相相同同,购购置置时时树树龄龄相相差差无无几几。对对这这么么完完成成调调查查较较早早组组,老老师师就就请请他他们们加加入入到还未结束小组中去。到还未结束小组中去。“水水”小小组组决决定定:尽尽可可能能每每隔隔一一小小时时就就查查看看一一下下地地面面,他他们们轮轮番番值值日日并并连连续续统统计计下下各各人人观观察察。有有些些同同学学住住得得离离学学校校较较近近,课课后后及及周周末末就就由由他他们们继继续续观观察察。即即使使没没有有做做到到每每个
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