科学探究过程一例分析

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1、英国SATIS教材课题研究一例评析刘克文(北京师范大学教科所，北京100875)摘要：进行课题研究是当前我国基础教冇科学课程改革的一个重要方向。那么世界发达国家的科学课程中是如何选择和设计研究课题的呢？本文从英国SATIS教材中选収一•例进行了评析，希望能对我们在科学教材编写中选择和设计研究课题有所启发。关键词：课题研究科学教育课程改革SATIS(ScienceandTechnologyinSociety,社会中的科学和技术)是英国科学教育协会(AssociationforScienceEducation)在20世纪80年代

2、末开发的科学课程改革教材。与传统科学教材的编写模式不同，它采取课题研究的形式呈现课程内容。在SATIS教材屮共有100个这样的研究课题，它们涉及到物理学、化学、生物学、医学、心理学、天文学、地理、农业、信息科学、音乐、食品、建筑、通信、采矿、机械、计算机等社会中儿乎所冇的科学和技术领域。其中每个课题研究基本上都是先提供一些背景知识或信息，然后提出有关问题，让学生通过讨论或实地调查活动自己捉出解决问题的方法或过程。下面就选其中一例进行具体评析，希望能对我们在科学教材编写屮选择和设计研究课题有所启发。一、课题食盐的化学产品该课题

3、首先从介绍食盐化学产品的背景知识，包括食盐在电的作用下的解离过程、食盐化学产品的川途等，接下來通过角色扮演讨论一个模拟的SALCHEM食盐化工公司常常需要解决的一些问题。这些问题如2问题1国家发电厂的工人罢工了，给SALCHEM公司带来什么麻烦。(a)发电厂的工人罢工将给SALCHEM公司带来什么问题？(b)在这种罢工的情况下你们可能需要制定什么计划？问题2SALCHEM公司正在考虑在某镇附近建一新的制造厂，图1给出了该镇的一部分地图及一些有关资料。你们提出要把新的制造厂建在地图中所示的位置，然而当地议会反对这个方案。这是因

4、为它位于绿化带内，议员们要保护绿化带不被破坏。他们建议你们在图中所示的地点添平一块沼泽地来建设你们的制造厂。写一封回信给议会，说明为什么你们提出的地点要比他们建议的地点好。说明你们能给本镇带来什么好处。问题3SALCHEM公司通常是用电解车间生产的氯来制造聚氯乙烯。有另外一个公司，已经以低于你们自己生产成本10%的价钱供应你们聚氯乙烯，足够你们的全部买主6个月用的。在决定是否关闭你们自己的聚氯乙烯车间6个月(以便销售你们已从另一公司购入的产品)之前,你们需要考虑哪些因素。问题4近来汽油大幅涨价，SALCHEM公司在运输费用上

5、遇到了麻烦。一个聚氯乙烯制造厂家和一个人造黄油制造厂家都计划筹建新的工厂，需要你们的产品。(a)每一个制造厂家要用你们的什么产品？(b)比较一下，从SALCI1EM公司把这两种产品各10吨分别运到每一制造厂家的运输费用。(c)如果用管道把产品输送到每一制造厂家，有什么优点和缺点？(d)对每一制造厂家，就他们打算新建的工厂厂址你想提出什么建议？问题5SALCHEM应用大量的氢氧化钠和氯制造漂白剂。(a)假定你们工厂能够生产出足够多的漂白剂解决峰值的需要，那么为了对付夏季骤增的需求，你们要准备哪些额外的设备。(b)如果你们利用自

6、己生产的氢氧化钠和氯制造漂白剂，你们会不会遇到“数量问题”？会不会有多余的氢氧化钠或氯？多余的氢你们打算怎么办？需要量“夏季贏峰”用于净化排水工业上的经常需要资料来源：青岛外国教材研究所主编《社会中的科学和技术》1995年版pl82~184页。二、评析这个课题选择的很典型，并且很有意义，具体表现在以下几个方面：1.选择的课题很鲜明，非常容易引起学牛的关注和兴趣，能够充分调动学牛进行探究的主动性和积极性。因为自由女神像不仅是人们无所不知的、深受崇敬的、世界级的文物,而只是自由、民主和美国的象征。建造自由女神像的金属因受到腐蚀而

7、使神像发生损坏，自然会引起人们的极大关注。学生不禁会想到和提出这样一些有关的问题：口由女神像为什么会受到腐蚀？如何防止腐蚀的发牛•？怎样刈•因金属腐蚀而造成的神像的损坏进行修复等问题。这些问题会促使学牛积极进行探究活动，通过查阅文献资料或进行实地考察，应川白己所学的化学知识以及其他科学知识，寻找解决问题的方法。2.课题所研究的问题是真实地发牛在自由女神像上的化学问题，不是虚构的实际社会生活中很少或不可能发生的化学问题，这样更能使学生把所学的化学知识与解决社会中的实际化学问题结合起来。通过解决实际化学问题，学生会感到所学的化学

8、知识是有用处的，从而增加了他们学习化学的兴趣，因为教育和心理学研究表明，只有学牛感觉到有用的东西，学习起来才会感兴趣。1.课题选择的起点高，缩短了普通化学知识的学习和其在解决重大复杂问题上的应用之间的距离。对因金属腐蚀而遭到损坏的自由女神像进行修复，这是一个很复杂、很人的工程，一般来讲，这