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科学问题是指一定时代的科学家在特定的知识背景下提出的关于科学知识和科学实践中需要解决而尚未解决的问题。它包括一定的求解目标和应答域,但尚无确定的答案,所以,我们可以尽最大的努力去寻找,去探索。

科学

科学首先指对应于自然领域的知识,经扩展引用至社会、思维等领域,如社会科学,科学涵盖两方面含义:揭示自然真象和对自然作理由充分的观察或研究。另有发表最好的原始研究论文和分析当前科学政策的期刊《科学》;《科学》还是九年制义务教育九年级学生教科书。

一道生活

磷燃烧

磷燃烧

物理变化 摩擦放出大量的热 点燃磷 然后点燃其他物质火柴头主要由氧化剂(KClO3)、易燃物(如硫等)和粘合剂等组成。火柴盒侧面主要由红磷、三硫化二锑、粘合剂组成。当划火柴时,火柴头和火柴盒侧面摩擦发热,放出的热量使KClO3分解,产生少量氧气,使红磷发火,从而引起火柴头上易燃物(如硫)燃烧,这样火柴便划着了。 火柴头上主要含有氯酸钾、二氧化锰、硫磺和玻璃粉等。火柴杆上涂有少量的石蜡。火柴盒两边的摩擦层是由红磷和玻璃粉调和而成的。火柴着火的主要过程是:(l)火柴头在火柴盒上划动时,产生的热量使磷燃烧;(2)磷燃烧放出的热量使氯酸钾分解;(3)氯酸钾分解放出的氧气与硫反应;(4)硫与氧气反应放出的热量引燃石蜡,最终使火柴杆着火。

问题来源

科学问题的来源是多方面的,但归结起来,现代科学研究的科学问题主要来源于科学技术实践和社会生产实践。从科学技术实践中所提出的科学问题大多是科学自身发展中的问题。从社会生产实践中提出的科学问题大多是实用性或技术性问题。

问题产生

自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵还有桨,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。

扩展阅读

什么是科学问题呢?在《科学究竟是什么》一书中是这样描述的:科学问题可能更多的是一些不是实际的问题。科学家开展工作的过程就是描述和解释的过程,与其他行当的区别就在于,科学家描述和解释的方法在于观察与实验,它与宗教有着本质的区别。宗教用来描述和解释的方法是想象。所以培根的"实证法"被爱因斯坦认为是现代科学的两大支柱之一。可见,科学问题就是可以被实证的,在观察与实验后进行描述和解释的过程中,通过对科学背景知识的分析而产生的问题。人们在科学研究中,通过对科学背景知识的认真思索和分析,从中发现各种矛盾,它是现有人类认识未解决的矛盾,这种矛盾或疑难,就是科学所要研究的问题,也即不同于上述简单问题的科学问题。

科学的目

第一,科学家与艺术家、工程师解决问题的目的存在差异。
科学家为认识和解释已有的客观世界,通过观察和实验来认识和解释世界的过程就是科学。
艺术家是为了充分表达自己的情感和思想,并使这种表达能够引起他人的情感的共鸣,这个表达的过程叫艺术。
至于工程师,有人说,是为了创造一个尚不存在的物质世界。
第二、科学家与艺术家工程师的研究方法或过程不一样。科学是为了解释世界,它基于事实;而宗教也是解释世界,但宗教解释世界基于幻想;科学为了解释世界而获取事实证据是依据共同的步骤和规范,而且这个步骤可以非常清晰地表达出来,以至于别人可以重研究;而艺术则完全不同,艺术家讲究风格独特,而且是独特到别人无法模仿。
第三、科学家与艺术家、工程师的成果表达形式存在很大差异。
科研成果是无形的;工程技术成果和艺术品是有形的,是实际体现的。
第四、科学家具有独特的品格。

定义与区分

1、区分真科学问题与假科学问题
科学问题只能由学生在活动中遇到不解和矛盾时提出来。
假科学问题是那些脱离了解释世界的目的,或是没有足够的活动或情境准备的,或相对于孩子们的认知能力过分开放性的无的放矢的问题。
2、区分开放性问题和封闭性问题
开放性问题往往暗含有多个“变量”,指向无边无际;而封闭性问题只有两个以下的“变量”,指向确定的答案。
提问者如果提出多变量的问题,说明其所涉及的研究对象的认识才刚刚开始;而两个变量的问题说明提问者已获得了一个因果关系的假说。
真正的“科学问题”是一个暗含着理论假说的问题,是启发学生提出更多问题和假说的梯子。但教师应该把开放性问题向封闭性转换的过程放在活动前完成,留给小学生的应该是封闭性的问题。因为小学阶段的学生,由于抽象思维能力不够,往往不能独立地、成功地提出一个封闭的科学问题,而要靠充分、亲历的活动和教师的引导才能成功
3、正确使用“是什么”和“为什么”问题
科学教学的意义是什么呢?杜威、皮亚杰曾经提出过的“重演论”告诉我们,孩子们的发展是从“这是什么?”到“这是为什么?的。结论:孩子们要先进行“是什么”问题的观察和训练,然后再进行“为什么”的解释和思考。对于低年级的孩子,应该主要进行“是什么”问题的探究活动,但鼓励对“为什么”问题的思考。对小学中高年级的学生,要鼓励并强调解释,但必须在活动后或师生共同讨论后发现矛盾和困惑对现象的解释。
4、矛盾是产生问题的母体
有矛盾才会产生惊呀之情,因此教师要想办法给学生装设置困惑和矛盾。但是矛盾不能太多,对于小学生而言,一般不要涉及超过两个变量,变量多了,学生就难以驾驭了。
提出新的科学问题必须建立在较全面掌握前人已有的科研成果之上,并对本领域的科学发展有较好的洞察能力,从而指出符合逻辑的和符合社会需求的进一步发展方向这里往往是较大的科学创新活动。关于孩子们的创新也要遵循他们的认知规律,所以发展适合于孩子们特点的提出问题的能力。

与教学内容的关系

科学内容的四大概念体系:A形式与功能;B变化与守恒;C演变与平衡;D系统结构与秩序
一般来讲,要领体系的难度是从A—B—C到D挨步加深的,教学上的秩序渐进一般也要依照这样的次序,当然也有交叉。一般情况下,一节课只能围绕着一个“概念体系”进行。我们的活动设计只有围绕着合适的、明确的概念体系的教学目标,才能使孩子们的问题不分散。

注意事项

1、科学问题宜小不宜大,宜少不宜多
低年级的科学教育,主题要小,对于“是什么”的问题,所观察的对象要具体;对于“为什么”的问题,所解释的现象要简化,不要变量太多。对于基础科学教育,我们可能要注意“不要以善小而不为”,因为这正是基础所在。
2、让学生自己从活动中提出问题
3、让学生明确所要探究的科学问题
没有目标的探究始终停留在感性知识阶段,而不能上升到理性阶段——形成概念。
总结:总而言之,我们首先要明确什么是科学问题,分清科学问题与实际问题的区别;认识到提出科学问题是为了寻找一种解释,而不仅是最终解决问题的方案;明确活动中的教学目标设计是以发现科学问题、回答科学问题、形成科学概念为目的的,并且注意到在整个活动过程中让孩子始终围绕着所关心的科学问题或目标进行。要做到这一点,科学问题要具体、尺度要小且贴近孩子们的经验。
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- 来自原声例句
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