师:亲爱的同学们,大家好!今天我们来学习六年级下册专项内容——像科学家那样。首先,我们来认识几位科学家,思考一下他们有什么杰出贡献。这几位科学家分别是牛顿、魏格纳、海尔蒙特、富兰克林、达尔文、孟德尔。大家想一想,他们各自有着怎样的杰出贡献呢?现在,我们先观看一段视频,了解这些科学家是如何进行科学探究的。
科学问题大多源于自然界的现象,可以通过收集证据找到答案。比如,牛顿提出“为什么苹果往地下掉而不飞到天上”,这就是一个科学问题。假设是对问题结论的一种猜测,必须经过科学研究的检验。像魏格纳假设大陆原来是连在一起的。科学家会通过查阅文献,了解前人或他人所做的相关研究,以便形成和完善自己的研究思路。例如,屠呦呦通过阅读古籍,形成了提取青蒿素的研究思路。设计方案就是构想收集证据检验假设的方法与步骤,比如海尔蒙特针对“植物生长所需要的营养物质从水中获得”这一假设,设计了著名的柳树实验。搜集证据就是记录在研究中获得的数据或观察到的现象,富兰克林通过风筝吸引闪电,证明了闪电和静电的性质相同。科学家将研究中取得的各种数据信息通过归类、整理、制作图表等方法进行分析,以便发现规律或趋势。就像达尔文说的,“科学就是整理事实,以便从中取得普遍的规律或结论”。科学家根据收集到的数据判断自己的假设是否成立,孟德尔通过对豌豆实验的数据分析,证实了自己关于遗传和变异规律的假设。科学家还会通过书面或口述的形式与他人分享自己的观点和研究过程,比如第谷将他毕生搜集的资料交给开普勒,为开普勒后来发现行星运动定律奠定了基础。
这就是科学家们进行科学探究的过程:首先提出问题,做出假设,查阅文献;其次设计方案,搜集证据,处理信息;最后得出结论,分享交流。我们把这些过程分为三个阶段:研究初期、研究中期、研究总结。今天,我们以“鱼有没有记忆”这个实验来进行科学探究,按照这三个阶段展开科学研究。
研究初期,提出问题并做出假设。研究中期,制定计划、搜集证据、处理信息。研究总结,得出结论,进行表达、交流、反思、评价。
通过查阅文献,我们了解到金鱼的记忆不止7秒,金鱼的记忆力至少有3个月。科学家和科学爱好者对金鱼的记忆进行了大量的假设和猜测,并通过许多实验进行验证。有人疑问:鱼的记忆真的只有7秒吗?既然记忆如此短,又是怎么被人精确到秒的呢?相关专家凭借专业知识,常年对多种鱼类用不同的方法进行观测,发现事实并非如此。鱼的记忆并非只有7秒,个别种类的鱼还有能与人媲美的记忆力。早在1965年,美国科学家就对金鱼的记忆进行了研究。研究人员先从鱼缸一端发射一道亮光,紧接着在这一端对金鱼进行电击刺激,反复练习多次后,金鱼很快记住了“光等于电击”这个刺激循环,再有光射出时,金鱼就会迅速逃离到鱼缸另一边。研究人员发现,金鱼可以在长达一个月的时间里记住“光等于躲避”的行为模式。
除了金鱼,研究人员通过“光等于食物”的刺激方式,在斑马鱼身上也发现类似结果。后续还有科学家观察到,饲养的鱼类对进食刺激能够保持长达几年的记忆。在生活中,仔细观察景点鱼塘里的观赏鱼,一旦有人接近,它们就会迅速游过来吐泡泡,试图获取食物,这也是食物刺激下的记忆表现。
接下来进入研究中期。
制定计划:提出问题“鱼有没有记忆”,做出假设“鱼有记忆”“鱼有7秒的记忆”。实验方法如下:连续7天在给鱼食前,用强光电筒往鱼缸闪10下,然后在固定的地方投食;7天后观察闪光后,鱼会不会立即游到固定的地点;如果鱼游到固定地点,分别隔一天、两天、三天闪光并喂食,观察鱼是否能记住喂食的信号。实验准备:鱼缸、手电筒。
搜集证据。
处理信息:制作观察实验,记录观察数据,撰写实验报告。
制作观察实验:探究鱼有没有记忆。实验器材有盛有水的鱼缸、金鱼、手电筒、鱼食、记号笔。将金鱼养在鱼缸中,每天在相对固定的时间喂食金鱼。第一次喂食前,先在鱼缸壁上做个记号,在记号处用手电筒贴着鱼缸壁对鱼缸内闪光,然后在记号处给金鱼喂食。每天重复以上做法一次,连续喂养几天后,观察金鱼在闪光后会不会游到记号标记的地方。思考如果金鱼会游到固定的投食区,再分别间隔一天、两天、三天闪光并喂食,金鱼还能不能记住喂食的信号。
观察表格记录:投食时间、灯罩、投食位置、投食前鱼的位置与活动、投食后鱼的位置与活动。
