1、学前儿童科学教育学前儿童科学教育第三讲：计划和实施研究第三讲：计划和实施研究 (一一)计划和实施研究的定义计划和实施研究的定义l所谓计划和实施研究，就是一个所谓计划和实施研究，就是一个获取证据获取证据的过程。的过程。l对于对于科学探究科学探究来说，计划和实施研究就是来说，计划和实施研究就是计划和实施实验计划和实施实验；对于；对于工程设计工程设计来说，计来说，计划和实施研究就是划和实施研究就是设计和测试一个技术系设计和测试一个技术系统的性能或者解决方案统的性能或者解决方案。例：l探究不同冷冻时间制作的冰块融化速度。探究不同冷冻时间制作的冰块融化速度。如何获取冰块融化速度的数据如何获取冰块融化速度
2、的数据 。l延缓香蕉表面出现斑点的工程设计。设计延缓香蕉表面出现斑点的工程设计。设计如何记录香蕉保存的时间以及如何统计香如何记录香蕉保存的时间以及如何统计香蕉表面出现斑点的多少或大小。蕉表面出现斑点的多少或大小。交叉概念交叉概念-因果关系因果关系 l任何事件都有其原因，有时是单方面的原任何事件都有其原因，有时是单方面的原因，有时则是多方面的原因。科学的一项因，有时则是多方面的原因。科学的一项主要工作就是主要工作就是研究和解释因果关系以及发研究和解释因果关系以及发生这个关系的机制生这个关系的机制。在一定的条件下可以。在一定的条件下可以验证发生因果关系的机制，并且使用这种验证发生因果关系的机制，并
3、且使用这种机制预测和解释某种条件下将要发生的事机制预测和解释某种条件下将要发生的事件。件。l科学探究中的提问与工程设计中围绕解决科学探究中的提问与工程设计中围绕解决实际问题的提问，主要都是涉及到因果关实际问题的提问，主要都是涉及到因果关系。所以，系。所以，对于科学探究来说，研究因果对于科学探究来说，研究因果关系常常是发现模式或事件有规律出现之关系常常是发现模式或事件有规律出现之后的下一步。后的下一步。l科学探究科学探究的主要活动就是的主要活动就是揭示因果关系揭示因果关系。工程设计工程设计的目的是依据因果关系的目的是依据因果关系设计一个设计一个引起预期作用的系统（或解决方案）引起预期作用的系统（
4、或解决方案）。互动互动：l星座与性格有因果关系吗？如果你认为有因果关系，能否解释其星座与性格有因果关系吗？如果你认为有因果关系，能否解释其中的机制呢？中的机制呢？l血型和性格有因果关系吗？如果你认为有因果关系，能否解释其血型和性格有因果关系吗？如果你认为有因果关系，能否解释其中的机制呢？中的机制呢？l手机长时间通话会引发什么结果吗？睡觉时将手机放在枕头边对手机长时间通话会引发什么结果吗？睡觉时将手机放在枕头边对大脑有影响吗？能否解释其中的机制呢？大脑有影响吗？能否解释其中的机制呢？l有的人在感冒发烧时捂着被子说是要有的人在感冒发烧时捂着被子说是要“发汗发汗”，这叫做，这叫做“捂汗捂汗”。那么你
5、认为那么你认为“捂汗捂汗”与退烧有因果关系吗？你的解释是什么？与退烧有因果关系吗？你的解释是什么？l有人得了感冒后买了维有人得了感冒后买了维C银翘解毒片吃。过了几天感冒痊愈了，银翘解毒片吃。过了几天感冒痊愈了，他说是因为吃了维他说是因为吃了维C银翘解毒片治好了感冒，你认为服用维银翘解毒片治好了感冒，你认为服用维C银银翘解毒片和感冒痊愈之间有必然的因果关系吗？这个人的解释是翘解毒片和感冒痊愈之间有必然的因果关系吗？这个人的解释是不是这个不是这个“因果关系因果关系”的机制呢？的机制呢？变量变量l独立变量独立变量:是实验者有意做出改变的变量。是实验者有意做出改变的变量。l因变量因变量:是当独立变量改
6、变时对这个改变是当独立变量改变时对这个改变做出响应的现象或事件。做出响应的现象或事件。l控制变量控制变量:是在人为控制下始终不发生改是在人为控制下始终不发生改变的变量，一般称之为变的变量，一般称之为常量。常量。独立变量、独立变量、因变量因变量和和控制变量控制变量都必须是可都必须是可以测量的变量。以测量的变量。独立变量独立变量 因变量与控制变量因变量与控制变量l比较常温保存香蕉和冰箱内低温保存香蕉比较常温保存香蕉和冰箱内低温保存香蕉哪一种保存方法能延缓香蕉表皮出现斑点哪一种保存方法能延缓香蕉表皮出现斑点的探究，的探究，独立变量的改变是什么？独立变量的改变是什么？因变量因变量的变化是什么？的变化是
7、什么？独立变量和因变量分别是独立变量和因变量分别是定性的还是定量的？定性的还是定量的？独立变量独立变量 因变量与控制变量因变量与控制变量l探究：冷冻探究：冷冻5小时冰块和冷冻小时冰块和冷冻10小时冰块，小时冰块，哪一个融化的时间短？哪一个融化的时间短？哪一个是独立变量？哪一个是独立变量？哪一个是因变量？哪一个是因变量？哪些是控制变量哪些是控制变量？独立独立变量的改变是什么？变量的改变是什么？因变量的变化是什么？因变量的变化是什么？独立变量和因变量分别是定性的还是定量独立变量和因变量分别是定性的还是定量的？的？独立变量独立变量 因变量与控制变量因变量与控制变量l比较测试阿司匹林水溶液和高锰酸钾水
8、溶比较测试阿司匹林水溶液和高锰酸钾水溶液这两个鲜花保鲜的解决方案。液这两个鲜花保鲜的解决方案。哪一个是哪一个是独立变量？独立变量？哪一个是因变量？哪一个是因变量？哪些是控制哪些是控制变量？变量？独立变量的改变是什么？独立变量的改变是什么？因变量的因变量的变化是什么？变化是什么？独立变量和因变量分别是定独立变量和因变量分别是定性的还是定量的？性的还是定量的？独立变量独立变量 因变量与控制变量因变量与控制变量l根据不同的季节穿不同的衣服，分别指根据不同的季节穿不同的衣服，分别指出独立变量和因变量；出独立变量和因变量；l找出防晒霜使用中的独立变量和因变量；找出防晒霜使用中的独立变量和因变量；l自己找
9、出一些日常生活中的独立变量和自己找出一些日常生活中的独立变量和因变量以及控制变量。因变量以及控制变量。假设假设l科学探究中的假设是对一个科学探究问题科学探究中的假设是对一个科学探究问题给出有根据的推测作为一个未经实验验证给出有根据的推测作为一个未经实验验证的回答。的回答。l工程设计中的假设是对一个工程设计问题工程设计中的假设是对一个工程设计问题给出两个以上有根据的设计方案，作为待给出两个以上有根据的设计方案，作为待选的解决方案。选的解决方案。假设的形成过程之一：假设的形成过程之一：确定背景信息研究的范围确定背景信息研究的范围l概念类背景信息。概念类背景信息。l因果关系类背景信息。因果关系类背景
10、信息。l实验方法类背景信息。实验方法类背景信息。l知识类背景信息。知识类背景信息。课堂练习课堂练习l探究问题：香蕉常温保存比冰箱内低温保存更探究问题：香蕉常温保存比冰箱内低温保存更容易出现斑点吗？问题中都有哪些关键词？根容易出现斑点吗？问题中都有哪些关键词？根据这些关键词，我们应该确定的以上四类背景据这些关键词，我们应该确定的以上四类背景信息都有哪些？信息都有哪些？l汽车的车膜有不同的牌子、不同的价格和不同汽车的车膜有不同的牌子、不同的价格和不同深浅的颜色。如果不考虑价格，如何选择合适深浅的颜色。如果不考虑价格，如何选择合适的车膜以便尽量降低车内的紫外线强度？问题的车膜以便尽量降低车内的紫外线
11、强度？问题中都有哪些关键词？根据这些关键词，我们应中都有哪些关键词？根据这些关键词，我们应该确定的以上四类背景信息都有哪些？该确定的以上四类背景信息都有哪些？假设的形成过程之二：假设的形成过程之二：选择背景信息的来源选择背景信息的来源l向专业人员请教。向专业人员请教。l查阅文字资料。查阅文字资料。l亲身经历或经验。亲身经历或经验。假设的形成过程之三：假设的形成过程之三：背景信息的研究背景信息的研究l理解背景信息。理解背景信息。l根据对背景信息的理解，明确探究问题中根据对背景信息的理解，明确探究问题中所有变量之间的关系。所有变量之间的关系。l搜集相似的背景信息。搜集相似的背景信息。l确立自己的观
12、点。确立自己的观点。l参考文献列表。参考文献列表。假设的形成过程之四：假设的形成过程之四：形成假设形成假设l假设可以通过实验或者测试进行验证，假设可以通过实验或者测试进行验证，即假设中的所有变量都可以人为控制和即假设中的所有变量都可以人为控制和测量；测量；l假设中只有一个明确的独立变量和一个假设中只有一个明确的独立变量和一个明确的因变量，其它变量都是常量；明确的因变量，其它变量都是常量；l假设必须能够直接回答探究问题。假设必须能够直接回答探究问题。假设的形成过程之五：假设的格式假设的形成过程之五：假设的格式标准的假设格式是：标准的假设格式是：如果改变独立变量，那么因变量就将如果改变独立变量，那
13、么因变量就将发生变化。发生变化。背景信息研究和假设的教学背景信息研究和假设的教学l教师应该让幼儿知道一般情况下信息的来教师应该让幼儿知道一般情况下信息的来源都有哪些，以及如何利用这些来源。源都有哪些，以及如何利用这些来源。l向成年人请教。向成年人请教。l在成人的帮助下查阅资料。在成人的帮助下查阅资料。l幼儿亲身经历或经验。幼儿亲身经历或经验。幼儿对背景信息的研究包括：l理解背景信息。理解背景信息。l明确探究问题中所有关键词之间的关系：明确探究问题中所有关键词之间的关系：哪个是原因哪个是原因,哪个是结果哪个是结果.l确立自己的观点。确立自己的观点。l参考文献列表。参考文献列表。l幼儿用自己的方式描述背景信息。幼儿用自己的方式描述背景信息。练习练习:找出下列假设中的问题找出下列假设中的问题l牛奶在较高保存温度下变质快还是在较低牛奶在较高保存温度下变质快还是在较低保存温度下变质快？保存温度下变质快？假设可能是：假设可能是：l牛奶在较高保存温度下变质快，在较低保牛奶在较高保存温度下变质快，在较低保存温度下变质慢。存温度下变质慢。l牛奶在房子里保存变质快，在冰箱里保存牛奶在房子里保存变质快，在冰箱里保存变质慢。变质慢。l牛奶夏天变质快，冬天变质慢。牛奶夏天变质快，冬天变质慢。
