初中 初二 綜合實踐 數(shù)碼探實驗設(shè)計與分析 數(shù)碼探科學(xué)-教學(xué)設(shè)計

1、數(shù)碼探實驗設(shè)計與分析教學(xué)設(shè)計北京師范大學(xué)南山附屬學(xué)校 羅東才一、課程類型方法指導(dǎo)課 二、教學(xué)目標(biāo)1. 價值體認 像科學(xué)家一樣去探索、創(chuàng)造。研究者利用數(shù)碼相機、計算機、手機、平板電腦、實物展臺等數(shù)碼工具和手段，為了認識客觀事物的內(nèi)在本質(zhì)和運動規(guī)律而進行的調(diào)查研究、實驗、造物等一系列的活動，為創(chuàng)造發(fā)明新產(chǎn)品和新技術(shù)提供理論依據(jù)。2. 責(zé)任擔(dān)當(dāng) 關(guān)注自然環(huán)境存在的主要問題，積極尋求解決方案；增強社會責(zé)任意識，形 成主動服務(wù)社會的情懷，理解并踐行社會公德，提高社會服務(wù)能力。 3. 問題解決 通過數(shù)碼探究，養(yǎng)成嚴(yán)謹和實事求是的科學(xué)態(tài)度，掌握規(guī)范的科學(xué) 研究方法。學(xué)會在生活中發(fā)現(xiàn)問題，并能向科學(xué)家一樣去思

2、考、學(xué)習(xí)、與創(chuàng)造。 能夠綜合利用多學(xué)科知識進行分析問題并解決問題的探究能力，形成助于自然社 會發(fā)展的研究結(jié)果，并進行推廣。 4. 創(chuàng)意物化 能夠綜合運用所學(xué)各科知識，以數(shù)碼工具為載體，形成在實踐操作中學(xué)習(xí)的意識，提高綜合解決問題的能力。三、教學(xué)過程新課程實施以來，探究式教學(xué)在課堂教學(xué)中所占的比重越來越大。主要有：實驗探究(通過實驗的方法獲取新知)理論探究(將探究式組織形式和演繹推理相結(jié)合) 近年來，隨著手機、數(shù)碼相機、iPad、計算機、Internet在生活中的普及，科學(xué)的形態(tài)在實物實驗和數(shù)理邏輯之后，出現(xiàn)了基于計算機手段的第三種形態(tài)計算數(shù)據(jù)探究（即基于手機、數(shù)碼相機、網(wǎng)絡(luò)搜索引擎等信息技術(shù)的

3、探究式學(xué)習(xí)方式，簡稱數(shù)碼探）（一）實驗方案1.實驗設(shè)計的意義實驗設(shè)計是實驗研究具體內(nèi)容方法的設(shè)想和計劃安排。它的意義在于能用比較經(jīng)濟的人力、物力和時間，獲得較為可靠的結(jié)果，并使誤差減少到最低限度。 實驗設(shè)計的目標(biāo)：使處理因素能得到相應(yīng)、準(zhǔn)確的實驗效應(yīng)。 實驗設(shè)計的任務(wù)：如何使實驗效應(yīng)單獨顯示出來。2.探究實驗類型（1）改進型實驗案例：二氧化碳溶于水、與水反應(yīng)”數(shù)字化實驗設(shè)計（2）驗證性實驗案例：水杯失重實驗案例：二氧化碳性質(zhì)實驗設(shè)計（3）創(chuàng)意性實驗案例：二氧化碳性質(zhì)創(chuàng)意實驗設(shè)計原理：二氧化碳密度比空氣大,可以讓肥皂泡懸浮!3. 實驗方案評估與選擇（1）樹高測量方案方案1：在無需精確測量時，可用

4、眼睛估計方案2：在樹不很高時，可用尺量；方案3：可砍下來量；方案4：可用氫氣球系線測量；方案5：可用一根等高竿子量；方案6：以平鏡測高方案7：測量樹和人（或木桿）的影子長度，通過比例 關(guān)系求樹高 方案8：拍照片，用相似圖形的比例知識計算樹高（2）借助觀測指標(biāo)設(shè)計探究實驗觀測指標(biāo)：觀測指標(biāo)是進行探究實驗時，對實驗結(jié)果評判的一個標(biāo)準(zhǔn)，是在探究問題、假設(shè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)已有知識、經(jīng)驗判別得到的，并作為觀測及記錄實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的依據(jù)。一個探究實驗結(jié)論的得出是建立在對觀測指標(biāo)的分析、判斷、檢測的基礎(chǔ)上的。如：1）.實驗設(shè)計思路2）.確定觀測指標(biāo)：實驗變量：有無二氧化碳預(yù)期結(jié)果：有二氧化碳，植物能光合作用；

5、沒有二氧化碳，植物不能進行光合作用。觀測指標(biāo)：準(zhǔn)確判斷出植物是否光合作用的指標(biāo)光合作用的產(chǎn)物淀粉與氧氣的量。3）指標(biāo)選擇要點靈敏度精確性客觀性特異性從實驗設(shè)計的角度來看，觀測指標(biāo)的確定將會直接影響實驗設(shè)計中的實驗操作流程。（二）材料選擇案例：探究冰的形成實驗實驗材料選擇的科學(xué)性實驗材料選擇技巧分析實驗的要求明晰選材原因?qū)W習(xí)經(jīng)典實驗（1）孟德爾選用豌豆作為雜交實驗的材料；原因：自花傳粉，閉花授粉；有多對穩(wěn)定易區(qū)分相對性狀；豆粒都在豆莢中,便于觀察和計數(shù)（2）質(zhì)壁分離選用紫色的洋蔥鱗片葉；原因：有中央大液泡，且有顏色，容易觀察（3）摩爾根選用果蠅作為伴性遺傳的實驗材料；原因：果蠅個體小，繁殖快；果蠅有差異顯著的相對性狀；取材方便；染色體少，便于分析（4）赫爾希選用噬菌體為實驗材料，通過侵染細菌的實驗來證明DNA是