時間:2023-05-30 09:47:16
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇科學發現,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
我發現了科學 黑龍江哈爾濱市 風華中學校六年六班 馬星揚
現在,只要一出一種新玩意,過不了幾天,就會在學生中流行起來。這不,才出不久的新式溜溜球就在我們中間玩的熱火朝天了!我就是在這玩當中發現了一個鮮為人知的道理。
在我校的各個年級幾乎有一半的人手里都拿一個花花綠綠的溜溜球玩的時候,我也加入了這浩大的溜溜球大軍中。
有一天,我拿著溜溜球玩“睡眠”,看著他能在下面“睡眠”,我突發奇想,它為什么能“睡眠”呢?我曾多次問媽媽,媽媽說不知道;我又多次問爸爸,爸爸也說不知道。不經意間我用手撥了撥球體,一看它在滾動,我又撥了撥,嘿!“我知道了,我知道了!”我發現了溜溜球所謂“睡眠”的原理了。原來,在繞緊線后用力向下擲去的時候,兩個半球的球體在向前轉,球體自轉的時候,中間的小軸承也在轉,這也就形成了相對的穩定——也就是我們所說的“睡眠”。我發現了這個道理,就仿佛是哥倫布發現了美洲新大陸一樣高興。啊!我太偉大了,我竟然在玩中發現了科學道理,難怪那位語文老師說:“科學家是玩出來的!”
在放學的路上,我興高采烈地走在大街上,邊玩著溜溜球,邊旁若無人地小聲嚷嚷著:“我發現科學了!我也是科學家了!”
指導教師:劉爽
關鍵詞:科學發現室;興趣;材料;技能;規則
中圖分類號:G613 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)02-057-1
科學發現室是幼兒園里設置的一個供孩子們操作、發現、了解、探索科學知識的一個活動室。孩子在活動室中能探索科學奧秘,發現科學現象,通過和活動材料的交互中獲取科學知識。而當下,科學發現室的閑置現象屢見不鮮,這說明教育者還沒有真正認識到環境對于孩子發展的作用,也就是沒有認識到環境必須與孩子的相互作用才能真正發揮它的潛在價值。有的幼兒園里的孩子在科學發現室中不能探索科學現象,學習科學知識,有的幼兒園里的孩子對活動室投放的材料和內容不感興趣,在科學發現室中也是瞎玩,而有的幼兒園里的科學發現室沒有起到應有的作用等等這些現象,都值得我們幼兒園的老師進行進一步地思考,該如何來開好這個科學發現室呢?我就幾年來在科學發現室的開設中做了一些思考,認為在開好科學發現室時要把握好以下三要素。
要素一:感興趣的材料,激起孩子的探索欲望。
1.材料的投放要貼近孩子們的生活。教師可以根據孩子生活中出現的或孩子發現的科學現象,提供可操作性的材料,放在科學發現室,讓孩子們來探索、尋求答案,幫助他們來了解科學現象。教師提供時,應多設置孩子可以直接參與、操作的材料,并把它與孩子們的生活經驗相結合。例如,在盛水的水桶里放置一些塑料制品、木塊和一些金屬制品,用來操作,幫助孩子了解水的沉浮原理;通過搖、擊等方式,發出不同聲音的東西;測量溫度的溫度計;不同品種旋轉的陀螺;奇妙的萬花筒;有彈性的物體(彈簧、海綿、皮筋……)等。
2.投放的材料要經久耐用。在科學發現室里投放的材料,一定要結實、耐用、美觀,這樣孩子們在活動中才能更有興趣和信心。試想一下,如果材料不結實、不耐用,孩子在操作了幾次后,就發現材料已經不能用了,那他對探索這種科學現象就缺乏了信心,失去了探索科學奧秘的興趣,也讓其他孩子沒有了探索的機會。
3.在材料的投放上,教師要依據孩子的年齡特征和發展水平需要,來投放富有趣味性和挑戰性的材料。教師在投放材料時,要根據孩子的年齡特征來投放材料,所投放的材料要讓這個年齡段的孩子會操作,有操作的興趣,同時教師要引導孩子們運用各種感官來參與探索活動。如在科學發現室里,可根據幼兒園里的條件,為孩子提供不同層次的材料,讓不同年齡層次的孩子有感興趣的材料可操作,有會操作的材料可用,讓不同年齡的孩子都可以進行科學探索,讓孩子有更大的熱情參與到探索活動中去。
4.和孩子一起來收集投放的材料。教師和孩子一起收集投放的材料,和孩子一起利用廢舊材料來制作,變廢為寶。有的廢舊材料,經過精心制作和巧妙利用,就能成為孩子們學習科學知識的好材料。如用紙、易拉罐做成的風車;幾個瓶子裝不同多的水成了瓶子琴;用壞了的乒乓球做成旋轉的小船等,對這些簡單而豐富的操作材料,孩子們同樣具有很高的探索興趣。
要素二:技能幫助孩子探索活動更有效。
科學發現室,顧名思義是讓孩子進行科學發現,在孩子進行“科學發現”時,教師要做他們的支持者、合作者和引導者。盡可能發揮孩子的主體性,讓他們自己探索,在孩子們需要的時候,教師可以合作者的身份用提問的方式給他們提供一些發現的線索。
每一項材料的投放,教師都應在孩子們的活動前進行介紹,讓孩子熟悉材料及操作活動的原理,介紹簡單的操作技能,然后讓孩子們再進行活動,這樣可以避免孩子盲目地玩,學不到科學知識。孩子在操作的過程中,教師要觀察他們的活動,多給孩子一些挑戰和鼓勵,并適時地加以引導、點撥,孩子們有了前面技能鋪墊,他們的操作更有目的性,同時容易在操作活動中得出結果,也避免了操作材料因不正確的使用而損壞。孩子們在實際操作中,掌握探索的技能,體驗科學探索活動的樂趣。
科學發現室提供的活動材料還可以為集體教學做好準備,如孩子們在科學發現室里先認識了電珠、電線和電池,為科學活動“電池為什么會亮”做好準備,他們在接下來的科學活動中的操作就更有探索欲望。當然科學發現室還可以是開展科學活動的延伸,如在開展了科學活動“沉與浮”后,教師可以提供更多的操作材料和不同種類的材料,引導孩子在科學發現室里探索更多的讓浮的物體沉下去,讓沉的物體浮上來的方法,孩子們在科學活動中已經有了一定的操作經驗,他們探索的興趣就能更加持久,也就更深刻地去理解“沉和浮”,使科學教育取得最佳的效果。
要素三:規則幫助孩子活動更有序。
確有科學依據
華中科技大學生命科學與技術學院參與的一項研究成果,在國際頂級科學刊物《細胞》上發表。學者們首次發現,寒冷可直接影響基因調控。這一研究使傳統觀點認為低溫可使人長壽有了科學依據。研究人員發現,在低溫下觀察到的壽命延長實際上是一個受到基因調控的主動過程。中美學者此次通過一項寄生于動植物和自由生長于土壤、淡水和海水中的線蟲做實驗,發現在較低環境溫度下,機體的基因調控程序被開啟,并且這種調控程序不僅存在于線蟲這樣的冷血動物,包括人類在內的溫血動物也存在。寒冷空氣激活一種在線蟲神經細胞和脂肪細胞中的受體,由此產生了一連串的信號,最終達到一個控制壽命的基因。
據介紹,目前世界上壽命最長的人大都生活在亞寒帶和寒帶。比如說總人口只有500萬人的格魯吉亞,百歲以上的壽星就有2000多人。這個國家大部分地區海拔在1000米以上。研究表明,生活在寒帶的人比生活在熱帶的人壽命平均要長4歲到30歲。在自然界中比如海龜、蛇等冷血動物的壽命都很長,而雞的壽命比較短就源于它的體溫高。
設計師發明“裝” 可感應心跳變透明
荷蘭設計師發明了一款“裝”,穿著它的人只要一時“性致”大發,衣服就會自然變透明。報道稱,這款名為“親密2.0”的服裝以智能面料制成,只要穿上它的人變得興奮、心跳加速或局促不安,衣服就會感應變成透明。曾獲多項獎項肯定的荷蘭藝術家和發明家羅斯加德以羽毛和智能型不透明電子金屬薄片制作這套新裝。無線電技術、電子學、LED、銅和其他媒介也都派上用場。羅斯加德說:“‘親密2.0’是一個探索親密關系與科技間關系的時尚項目。在這套衣服中,科技不僅扮演功能性角色,更可以在直接而私密的層次上營造私生活和親密關系。”目前,羅斯加德正與時尚產業商談如何將這款服裝打造成時尚單品。他的作品不但在許多國際美術館展出,還曾進駐英國泰特現代藝術館和維多利亞暨艾柏特博物館。
男子打造奇特酒店 客房外形酷似特洛伊木馬
比利時一名男子打造了一家世界上最古怪、最富童話色彩的酒店。這家酒店設有多種不同主題的套房。其中一間最具特色的套房外形宛如希臘神話中的特洛伊木馬。另外,在海洋主題的套房中,入住者還可與“美人魚”共眠。據報道,這家酒店位于比利時小鎮迪爾比伊。而選擇入住海洋主題套房的人將會住進一艘游艇,游艇上的泳池里還漂浮著美人魚造型的裝飾物。酒店的主人兼建筑師稱,其設計靈感來自世界各地,酒店的建筑材料全部源于大自然。他表示,希望酒店的設計能將天馬行空的想象力和崇尚自然的主題結合在一起。
巴西小鎮數千蜘蛛空中結網似下“蜘蛛雨”
巴西20歲男子埃里克·里斯日前在該國南部一城鎮發現數千只碩大的蜘蛛在電線桿間結網爬行,該景象猶如天空降下“蜘蛛雨”,令人震驚。據報道,身為網站設計師的里斯于當天離開位于巴拉那州一個城鎮的朋友家后,突然發現頭頂上有數千只碩大的蜘蛛在電線桿間結網爬行,仿佛天空中下起了“蜘蛛雨”,于是趕緊用攝像機拍下這一罕見的景象。
經過鑒定,專家表示,視頻中的這種蜘蛛經常集體結網捕食,因此視頻中的景象屬于正常現象。專家還稱,這種蜘蛛生長在南美大草原,會在自己的領地結網,其毒液據說對人類無害。
綠茶是一種歷史悠久的天然飲品,深受人們喜愛。現代科學證明,綠茶對于健康有諸多好處,綠茶所含的茶多酚在預防多種癌癥、心血管疾病以及癡呆癥等方面有獨特的功效。
近年來,醫學界的研究人員不斷地發現綠茶對人體健康的好處,西方社會現在對綠茶防病保健功能的興趣越來越濃厚,關于綠茶與健康之間聯系的一些最新發現遠遠超越了亞洲國家中流傳了幾千年的茶文化對綠茶作用的評價。綠茶是自然界中預防疾病最有力的天然物質之一,綠茶研究的新發現給人類祛病健身、延年益壽帶來了一些希望。
綠茶能夠防治多種癌癥
亞洲人群中經常飲茶者的總體癌癥發病率比不飲茶者明顯要低。1994年上海癌癥研究所的研究發現,不抽煙但經常飲綠茶者食道癌的發病率比其他人要低得多。
自那以后,科學家們一直在努力研究探索,為何常飲綠茶者患癌者少?綠茶是如何在人體中起作用的?最近幾年的研究表明綠茶能有效地預防許多癌癥,包括膀胱癌、結腸癌、食道癌、胰腺癌、直腸癌以及胃癌等。
茶葉中一種非常活躍的成分是多酚,它是存在于一些植物中的天然抗氧化化合物,茶葉中的多酚叫做兒茶酚,是一種水溶性化合物,這種化合物也存在于水果、蔬菜、咖啡、巧克力以及酒類中。兒茶酚有著很強的抗氧化能力,經研究發現,它的抗氧化效果大大超過葡萄汁和紅酒。
綠茶中所含的有效成分能夠破壞癌細胞的形成和增殖,茶葉里的兒茶酚能夠清除對人體細胞和DNA有害的自由基,從而降低患癌癥和其他退行性疾病的概率。
2004年進行的有關研究,以更多的證據表明綠茶在抗癌方面的價值,研究人員用各種不同濃度的綠茶對患有肺癌的老鼠進行治療,0.6%濃度的綠茶可明顯降低腫瘤血管的增殖并抑制腫瘤生長所需新血管的生成。
在一項調查中還發現,綠茶能夠有效預防前列腺癌、乳腺癌,飲用綠茶是一種很有前途的癌癥輔助治療方法。美國進行的癌癥調查發現,綠茶有助于殺死慢性白血病患者體內的癌細胞,研究人員進行的實驗室細胞培養表明,綠茶中的成分能夠切斷白血病癌細胞生長所需要的信號聯系。
綠茶中的抗癌成分能夠控制皮膚癌患者黑色素瘤的轉移和擴散,這對于皮膚癌患者來說是一個非常重要的發現,因為引起患者最終死亡的原因并不是腫瘤本身,而是腫瘤的轉移。
綠茶的防癌抗癌作用令人振奮,美國癌癥研究所正在計劃開發研制一種抗癌的綠茶化合物制劑。
綠茶保護心血管健康
中國人和日本人的心血管疾病發病率一向低于西方。許多科學家現在都認可這樣一個事實:綠茶在這種差異中至少起到了一部分的作用。過去幾十年里的一些調查結果表明,綠茶消耗量較高的地區與當地人較低的膽固醇水平之間有聯系。高膽固醇水平是心血管疾病發病的高危因素之一。研究表明,飲食中類黃酮攝入量較高的男性與較低的冠心病死亡率之間也有聯系。從飲食中攝入的類黃酮主要來自于綠茶,類黃酮攝入量越高,心肌梗死或者心臟病發作的幾率也就越低。
最近的研究還有一些新的發現。一項動物研究表明,綠茶中的兒茶酚可降低動脈硬化癥的發病率,低劑量綠茶可使老鼠動脈硬化癥發病率降低26%~46%,高劑量綠茶的效果則高達48%~63%。相當劑量的綠茶輔助治療對于人類也有類似的效果。
日本千葉縣對203人進行了跟蹤調查,研究飲用綠茶對降低心血管疾病的效果,結果表明沒有患冠心病的人顯然都是些喜歡經常飲用綠茶的人。研究人員據此得出結論,病人喝綠茶越多,得冠心病的可能性就越低。
研究還表明,經常飲用綠茶具有降血壓作用。日本科學家對老鼠進行的研究表明,綠茶中的多酚成分能夠通過其抗氧化作用使血壓保持適中。對于人類來說,經常飲用綠茶能夠有效防止高血壓。
綠茶減緩大腦老化
研究人員認為,綠茶具有延緩正常老化過程的作用,人的老化過程與大腦退化有關。2004年的一項研究對綠茶中兒茶酚的抗老化和抗氧化作用進行了調查。研究人員以大腦萎縮的老年鼠進行實驗,綠茶中兒茶酚的攝入抑制了老年鼠大腦的進一步萎縮以及認知功能的退化。大腦老化現象是不可避免的生理現象,但是綠茶至少可以部分地延緩這種退化并改善大腦功能。
最近的一項臨床試驗表明,綠茶能夠有效地防止由于中風引起的大腦功能退化。如前文所說,兒茶酚的抗氧化作用可保護機體避免出現動脈硬化癥,而動脈硬化則是中風的一個危險因素。最近的研究更進一步表明,綠茶中的兒茶酚還能夠降低中風后大腦受損的程度。
綠茶有助于保持血糖正常
綠茶還有助于保持健康的血糖水平,有資料表明綠茶可預防2型糖尿病,對于健康人來說,綠茶可促進葡萄糖代謝。動物實驗表明,綠茶可降低患糖尿病老鼠的血糖水平而不會影響其血清胰島素水平。因此,綠茶具有防止高血糖的作用,在預防2型糖尿病和促進血糖代謝方面,飲用綠茶可稱得上是一種十分有效的輔助治療方法。
研究表明,食用辣椒、番茄以及其它茄科屬蔬菜可以降低罹患帕金森癥的風險。
《神經病學年報》雜志對研究進行了報道,華盛頓大學的科學家發現,經常食用茄科屬蔬菜,特別是辣椒,可以有效降低帕金森癥患病風險。研究人員注意到,原因可能歸功于茄科屬蔬菜中含有自然的尼古丁。過去就有研究證明,尼古丁和吸食煙草與降低帕金森癥患病風險存在聯系。
然而,該項研究人員之一,華盛頓大學博士蘇珊?希爾斯?尼爾森提出,功勞是否應歸功于尼古丁還并不確定。
“說尼古丁可以治療帕金森癥還言之過早。”她說,“如果我們的研究發現證實兩者之間的關系只是一種偶然現象,那么辣椒中可能還包含其他比尼古丁更重要的物質。”
但“如果研究證明,少量尼古丁對治療帕金森癥的確存在積極的效果,這勢必會成為一個天大的好消息,因為辣椒和番茄都富含維生素A和維生素C,這比煙草所含的化學物質要好多了,眾所周知,煙草中的化學物質會致癌”。
該研究的參與人員包括490名在1992年~2008年之間確認的帕金森癥患者,以及644名健康人士。參與人員都被要求填寫有關抽煙歷史和飲食習慣的問卷。
研究人員發現,蔬菜食用量和帕金森癥患病風險之間沒有任何關系,但在不抽煙或少量吸煙的人群之中,辣椒和茄科屬蔬菜的食用量就和帕金森癥患病風險率存在聯系了。
尼古丁一直為人所不齒,希爾斯?尼爾森還指出,這種物質不僅具有毒性,還能致人上癮。但是有關動物的研究顯示,尼古丁可以潛在保護大腦神經元免遭帕金森癥的侵害,因為“尼古丁可以模擬某種神經元接收器,替換某些基因的表達,這種行為將不再受到神經元或大腦的限制”。希爾斯解釋道:“或許以上兩種反應都可以讓人體擁有抗拒帕金森癥惡化的能力。”
我們要知道,蔬菜中包含的尼古丁含量遠低于香煙,這一點很重要,香煙包含很多致癌化學物――所以以上研究并不意味著人們可以通過吸煙來治療帕金森癥。而且,人體從食物中吸收的尼古丁也和從吸煙獲得的有所不同。希爾斯?尼爾森解釋道,從吸煙中獲取的尼古丁會直接到達大腦;然而從食物中吸收的尼古丁會首先抵達肝臟,肝臟的功能之一就是解毒,不論有毒物質是來自于人造品或是植物。
打太極拳有助降低罹患帕金森癥幾率
美國一項研究顯示,打太極拳有助降低罹患帕金森癥的幾率。
美國“奧勒岡研究協會”針對約200名患有輕微或中度“帕金森癥”的患者進行研究,讓他們分組,分別進行包括太極拳在內的不同運動。經過6個月后,研究人員發現,打太極拳的這組人的癥狀明顯改善,效果比另外兩組人好。
負責這項研究的華裔李博士表示,太極拳簡單易學,又不需要特別裝備,是一項值得推薦的好運動。
咖啡因可減輕帕金森癥狀
加拿大麥吉爾大學健康中心研究所的一項研究顯示,咖啡因有助于改善帕金森癥患者的運動能力。該研究的論文已發表在美國期刊《神經病學》上。
研究人員將61名帕金森癥患者分成兩組,一組服用安慰劑,另一組連續6周每天攝入咖啡因,其劑量相當于每天喝2~4杯咖啡所含的咖啡因量。結果發現,與前一組患者相比,后一組患者的運動障礙明顯減輕,主要體現在運動速度提高和僵硬癥狀減輕方面。
不過,該研究成果還需更長時間和更大規模的研究進一步驗證。研究人員表示,咖啡因或許可作為常規用藥的補充,有必要進一步研究用咖啡因治療帕金森癥的可能性。
咖啡因存在于咖啡、茶等飲品中,通過作用于中樞神經系統和心血管系統,發揮短暫緩解疲勞和提高注意力的作用。此前已有研究顯示,常喝咖啡的人患帕金森癥的幾率較低。
移植干細胞可有效緩解帕金森癥
關鍵詞:科學發展史教學;導入設計;探究過程
生命科學史揭示了科學家思考和解決生物學問題的思想歷程,展示了人們的合作過程,揭示了各種思想的碰撞和論爭過程,展示了科學家的科學態度和科學精神。教材中引入科學史的目的是促使學生更深刻地理解知識的發生過程,理解和掌握生命科學研究的基本思路和基本方法。重視和做好科學發展史的教學對學生學好生物學知識、提高生物學素養、培養創新精神和實踐能力具有重要意義。
生長素是科學家通過植物向光性的探究發現的第一種植物激素。新課標人教版高中生物必修3教材第3章第1節以生長素發現的歷史為線索,選取幾個關鍵科學史實進行組織,以引導學生體驗科學家的探索過程以及科學知識的發現過程,并引導學生領悟科學家是怎樣發現問題,尋找證據,并在嚴密推理的前提下做出合理的假設,又是如何設計嚴密的實驗對假設進行驗證。下面就以“生長素的發現”為例,淺談科學史教學的幾點看法。
一、導入設計貴在“新奇”
俗話說:“良好的開端是成功的一半。”在教學論中,教學的第一步是激發學生的興趣和學習動機。教學的藝術不在于傳授本領,而在于喚醒、激勵、鼓舞。在本節課一開始,我就聲情并茂地講述“上周,在我住的宿舍樓發生一起墜樓事件,太慘了,粉身碎骨啊!”學生一個個睜大了雙眼互相打聽,“多好的一盆植物啊,主人太懶了,把它放在窗臺上就沒再管它,它一天天往外伸,終于義無反顧的投身樓下”。講到這里學生終于恍然大悟,開始討論那盆植物為什么會自己“跳樓”。新穎、巧妙、獨特的導入可以誘發學生積極的思維,激發學生的學習熱情,使學生迅速充滿激情地投入到課堂中。
二、探究過程貴在“自主”
生長素的發現,教材中列出了四位代表性的科學家達爾文、詹森、拜爾、溫特的實驗。該怎樣讓學生動起來呢?課前我印發四位科學家的探究學案,主要包括幾個問題:
1.科學家要證明什么問題?
2.科學家做出了什么假設?
3.科學家的實驗設計思路是什么?
4.記錄的實驗結果是什么?得到什么結論?
讓學生分成達爾文組、詹森組、拜爾組、溫特組進行實驗設計和探究,課上采取了PK法,全班分成四個小組進行較量,每組推出一名代表發言,如果進行不下去或錯誤本組成員可及時補充更正,如果本組無法進行下去,他組可搶答。事實證明,只要把課堂還給學生,學生就會給你帶來很多驚喜。每一組學生都分析得頭頭是道,并能在書本實驗的基礎上補充對照實驗,使實驗更嚴密。
三、探究過程貴在“清晰”
1.用合適的過渡語幫助學生理清科學家的思路
在備課過程中,我查閱大量的資料,對各位科學家的實驗進行了詳細的分析,試圖找出思維過程。科學史教學中應注意使用不著痕跡的過渡語。巧妙的、水到渠成般的過渡不僅能給人以藝術上的享受,更重要的是能幫助學生理清知識脈絡,從整體上加深其對知識的理解。
在學生興致勃勃地猜測植物“跳樓”的種種原因時,教師適時質疑“怎么證明光導致了植物的彎曲生長”,在證明了光是植物彎曲生長的外因后,教師提出,“達爾文在實驗過程中發現尖端只有幾個毫米,在生長彎曲中基本沒有變化,倒是尖端以下的部位明顯生長彎曲,所以生長彎曲的部位是尖端以下一端,那尖端是不是沒有作用呢?”順利過渡到達爾文第二個實驗證明彎曲生長與尖端也有關。之后,教師順理成章地提出:“既然彎曲生長跟尖端及尖端以下部位都有關,那么光照是通過影響哪個部位使植物彎曲生長的”順利引入達爾文的第三個實驗:探究胚芽鞘的感光部位。在達爾文提出兩個推論后,教師提出“怎么證明下部生長是因為尖端產生了某種物質影響到下部的生長”過渡到詹森的實驗,證明了達爾文的第一個推論。接著教師提出“為什么會彎曲生長,背光側生長為什么比向光側生長快,怎么證明你們的假設?水到渠成地導入拜爾的實驗。詹森、拜爾的實驗初步證明了尖端確實產生了某種物質,這種物質在下部分布不均勻導致了彎曲生長。教師接著過渡“這種物質真的就是化學物質嗎?如果真的是化學物質我們應該可以收集到,有什么辦法可以收集到,并證明就是化學物質?”從而過渡到溫特的實驗。
2.利用圖解總結發現歷程,幫助學生理清思路
四、課堂小結貴在“有效”
課前就把學生分成達爾文組、詹森組、拜爾組、溫特組,印發探究學案讓學生把自己置身于19世紀,像科學家那樣去思考、去探究。課堂小結時,讓每組代表四位科學家談一談他們對生長素發現的主要貢獻,每組派一個發言人,組內其他成員補充,其他組成員可以質疑。通過這種方式調動學生的積極性,主動去歸納總結知識,每位學生都躍躍欲試。
截止到21世紀。
飛機:
1903年12月17日,世界上第一架載人動力飛機在美國北卡羅萊納州的基蒂霍克飛上了藍天。這架飛機被叫做“飛行者—1號”,它的發明者就是美國的威爾伯.萊特和奧維爾.萊特兄弟。
青蒿素:
英國著名的細菌學家亞歷山大·弗萊明教授,于1928年首次發明了舉世聞名的青霉素,后來又經過英國病理學家弗洛里和德國生物學家錢恩的進一步研究完善,于 1941年開始用于臨床,并于1943年逐漸加以推廣。青霉素被公認為是第二次世界大戰中與原子彈和雷達相并列的第三個重大發明。
電腦:
20世紀40年代,第二次世界大戰的硝煙剛剛散去,一項對后世產生極為深遠影響的發明在美國賓夕法尼亞大學摩爾實驗室悄悄地誕生了。這就是被公認為世界上第一臺數字式電子計算機的ENIAC。
(來源:文章屋網 )
小編的話:“探索與發現”主題展廳位于中國科技館二層,展廳面積約5000平方米,包括A、B兩個分展廳。前兩期我們介紹了A展廳的情況,這期就讓我們到B展廳看一看吧。
“探索與發現”B廳
B廳位于二層東側,設有“生命之秘”、“數學之魅”及“聲音之韻”三個展區。
“生命之秘” 展區
展區從生物多樣性、進化、細胞以及人體自身等方面引領觀眾了解生命的宏觀規律和微觀機制,引發觀眾對生命本質及其規律的探索。
十三種不同嘴型的雀鳥——達爾文的思索生動再現了達爾文在加拉帕戈斯群島上的探索與發現過程,尤其是達爾文對于鳥嘴形狀進化的思考。
生命樂章
觀眾可以聽到多種動物模型里發出的相應叫聲,也可以聽到動物在不同情緒下的不同叫聲。
受精過程
觀眾可以分別控制藍色和黃色的游動速度,向上方的卵細胞發起沖刺,獲勝的將會占領這個卵細胞并模擬形成受精卵,演示卵裂發育成胚胎的整個過程。
生命有多長
介紹了多種生物的生命周期的差異,以及這些生物的生命歷程。具有2550年樹齡的巨杉標本,其細密的年輪仿佛在訴說著生命的頑強。
神奇街道
進入街道的觀眾會感覺到頭暈目眩,行走困難,還會發現一個奇怪的現象:鋼球竟然沿著斜面自動從較低的一端滾向較高的一端。
“數學之魅”展區
通過與數學相關的展項引導觀眾以探索的眼光去發現身邊的數學,并在數學游戲中培養邏輯推理能力,從而形成一種嚴謹精確的思維習慣。
踏著先哲的足跡
這是一面關于“數學探索之路”的主題浮雕墻,包括我們熟知的西方著名科學家畢達哥拉斯、牛頓、愛因斯坦,以及中國古代數學家祖沖之,觀眾還可以與他們進行虛擬的互動式交流。
完美臉型
攝像頭拍下觀眾的面部影像,并會自動生成與左臉完全對稱、與右臉完全對稱的合成面部圖像,與初始面部影像進行對比,看看自然界的對稱如何神奇。
幾何投影變幻
展示幾何投影的神奇。原本雜亂畸形的圖案,在經過特殊形狀的面鏡對其進行“恢復性畸變”后,觀眾竟然可以看到一幅正常的圖像。
雙曲隧道
轉動展項上筆直的斜桿可以發現,這根桿可以自由穿過有機玻璃上的曲線槽而毫無阻礙。由此加深觀眾對幾何學中點、線、面內在聯系的理解。
“聲音之韻”展區
通過介紹聲波的形成、傳播和接收,展示了人類社會發展過程中對聲音的認知與探究,在體驗互動中感受聲音世界的美妙與樂趣。
人類的聲紋
觀眾通過聲紋錄入裝置錄入自己的聲音,在聲音展區的其他展項門口設有聲紋驗證裝置,當再次錄入該聲音后,系統便自動識別驗證身份,門會自動打開。
三維環繞音效
該音效設備采用先進的聲場合成技術,觀眾可模擬一個或多個虛擬聲音或控制聲源的方向,親身體驗一下三維環繞聲的震撼效果。
【摘要】本文通過分析科學發現的心理要素,探討其對中學物理教學中利用心理因素提高學生的學習效率、培養創造性的啟示。
國際科學教育改革關注學生像科學家一樣“做”科學,隨著課程改革的不斷推進我國科學教育也開始注重學生體驗科學發現的過程,經歷過程中的心理活動。分析科學發現的心理要素會給中學物理教學帶來一定的啟示。
一、科學發現中的創造力
科學發現是一種創造。王極盛在《科學創造心理學》中將“科學創造按照發現事實還是創造出產物劃分為發現和發明”。他認為,“科學家創立新的學說、新的理論,屬于高水平的創造性活動”。
科學發現作為高水平創造性活動,需要具有創造力。創造力又來源于需要和動機,而人的動機又受到人格的影響。
阻礙創造的原因。羅伯特·奧爾森歸納為“習慣、時間、恐懼失敗、急于求成、難于從事有目的的智力活動、難于分辨解決方案的優劣、怕被別人批評等”。
羅伯特·奧爾森認為“創造力較強的人,具有強烈的動機和較高的能力,這種能力包括:分辨出有價值的問題、確定真正的問題、開放觀念尋求答案、運用判斷及直覺來尋找答案、使解決辦法轉變成有用的結果、運用潛意識思考等”。
Feist的研究認為“科學創造人才在認知上具有開放、靈活的特征;在人格上具有支配的、傲慢的、敵意的、自信的、自主的、內向的、動機強的、有抱負的特征”。
王極盛比較了創造型科學家與一般科學工作者的特征,認為在智力因素方面,科學創造人才具有更高水平的思維能力、獨立思考、分析能力、聯想能力、判斷能力、記憶力、想象力、思維綜合能力、思維靈活性以及觀察力。在非智力因素方面,科學創造人才在事業心、勤奮、興趣、責任心、求知欲、進取心、意志、自信心、意志頑強性、情緒穩定方面表現得更好。
在中學物理教學中培養學生的創造力可以從以下幾方面入手:激勵學生的成就動機;讓學生從思想上獨立,獨創性的解決問題;鼓勵學生在獨立解決問題的過程中保持靈活的思維、大膽的懷疑和聯想;啟發學生思考多種解決問題的方案,判斷方案的優劣;鼓勵學生親手實驗;培養學生堅定的意志力,和穩定的情緒。
二、科學發現的動機與人格
吉爾福德認為“具有種種必備能力的個體,能否能產生舉有創造性質的結果,不僅取決于是否具有創造力,還取決于動機和性格特征”。
馬斯洛在《動機與人格》中認為,“科學家的動機也產生于需要,其中不僅包含認知的需要和好奇心,更強調了人們追求共同的、持久的理解和解釋,以及使事物系統化的欲望”。同時他也指出“其他任何人類的需要都可以成為涉足科學、從事或者深入研究科學的原始動機”。
同樣考慮到科學家自身和社會等因素的還有建構主義者,他們否認科學是描述大自然的,認為科學理論作為科學家的發現不是純粹客觀的。建構主義者卡琳諾爾·塞蒂納把科學研究定義為建構性的,認為“科學創新或發現是一個定向過程的結果,是有意圖的定向研究的結果。因為科學家進行研究時已經有關于科學研究的知識:他們知道什么是科學問題,他們知道問題的解決方案,他們知道該研究哪些地方、該忽視哪些地方。正是這些有關科學研究的知識引導著科學家進行科學發現、獲得創新性的結果”。
中學物理教學中分析學生的動機與人格能夠培養學生的興趣、意志力,提高學生的學習效率。同時便于教師對學生動機和人格進行適當的引導和培養。可以通過挖掘學生在生活中的困惑,明確問題和需要;確定其中的關鍵因素,建立物理模型;用物理知識幫助學生解釋現象、解決問題。
三、科學發現的洞察力
卜曉勇,毛加興通過對DNA分子結構發現案例的梳理,探討科學發現過程中一些重要的因素。認為“強烈的興趣與執著的追求、敏銳的洞察力等要素是現代科學做出重大發現所必備的”。
從無意識到有意識。吉爾福德提到,“對問題具有敏感新的一種可供選擇的觀念,涉及到對所遇到的奇特的、不同尋常的或令人困惑的事情的覺察”。
洞察力要求透過現象看本質。阿瑞提認為,“許多科學發現就是從以前認為不相同或沒聯系的事情之間找到一個共同的特征或聯系。但是觀察到的現象當然是不夠的”。
阿瑞提把發現過程分為原發過程、繼發過程和第三級過程。他認為,“科學家觀察到某些現象作出的反應并不是對刺激物作出的反應,而是對一種新等級作出反應(這一等級包括:具體指出一種共同特性;并不是用原發過程的方式把這些具有共同特性的事物同一起來;認識到它們屬于一種未曾想到的繼發等級過程)”。而這種包含了分析和判斷,透過現象看本質的觀察力,正是洞察力。
在物理教學中洞察力對學生的學習也是至關重要的,物理學科的抽象性要求學生能夠有意識地建立物理模型解決問題,確立事物及其因素之間的本質聯系。教師應該提供學生大量的信息和材料;培養學生對有效信息的敏感性;要求學生對事物進行分析和判斷。
四、科學發現的想象力
高爾頓在一份研究中報告了他發明的詞匯聯想測試,他觀察到,許多聯想單詞是從他自己的經驗中得來的,而別人是不太可能跟他產生同樣的聯想的,這個發現有極重要的價值。
羅伯特·奧爾森認為“延緩判斷及批評是一種技巧,鼓勵盡可能多地提出構想,哪怕是荒誕和愚蠢的”。判斷可使想象力保持在正確的軌道上,想象力則刺激和啟發判斷。
袁維新在《科學發現的多元解讀》中認為,“科學發現是創造性思維的過程,其作用必須通過邏輯的與非邏輯的思維形式具體地體現出來,其中尤其是通過誘導創造性思維的精華部分——靈感、想象、與直覺發揮作用而曲折地體現出來。創造性思維的成果是既存知識的重組,在知識重組的創造性思維過程中,一個很重要的機制是二元聯想,即兩個思想或理念,原來是無關的,最后被連結成為相關,而產生創造性”。
為了激發學生的想象力,可以讓學生盡可能多的提出構想和假設;延緩學生對解決問題方案是判斷或取舍;鼓勵學生進行二元聯想。
綜上所述,分析科學發現過程的心理要素對中學物理教學有著一定的啟示意義。利用創造中的心理要素對學生進行培養,是提高提高教學效率,培養學生創造性才的重要途徑之一。
參考文獻
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[9]袁維新.科學發現過程與本質的多元解讀[J].科學學研究,2008.4.
大熊貓是我國的國寶。但是,近日,國外有媒體報道了一則題為“古生物學家在西班牙發現最古老的大熊貓祖先化石”的新聞,國內媒體就此認為“大熊貓起源于歐洲”,難道國人喜愛的國寶是“外來客“嗎?
不能說克氏熊貓是大熊貓最早的祖先
記者發現,最早對發現大熊貓化石事件進行報道的是美國《生活科學》,在其一則題為“古生物學家在西班牙發現最古老的大熊貓祖先化石”的新聞中寫到,西班牙古生物學家在西班牙東北部發現最古老大熊貓的化石。
隨后,美國的《基督教科學箴言報》也報道了該新聞,題為“科學家發現大熊貓最早的祖先,但不是在中國”。之后國內媒體紛紛轉載,并加上了類似甚至更加夸張的題目——“科學家在西班牙發現最古老大熊貓化石”“科學家發現大熊貓起源于歐洲”。
但是事實果真如此嗎?為了揭開事情的正面目,本刊記者以電子郵件的形式采訪到了新聞當事人——本次考古挖掘的負責人、西班牙國家自然科學博物館的古生物學家胡安·阿貝拉博士。
胡安·阿貝拉在郵件中回復記者說,他們的考古隊前不久在西班牙加泰羅尼亞地區發現了一些1160萬年前的原始熊類的牙齒和上頜化石。他們近期深入研究了這兩副化石并將其與許多其他物種相對比,得出了一系列的結論。最后他們驚奇地發現,這可能是一個新類屬。他們為這個新物種取名為“Kretzoiarctos beatrix”(以下簡稱克氏熊貓)。
胡安·阿貝拉告訴記者說:“化石的牙齒證明它是一只熊。此外,下頜骨體短顯示它更接近于大熊貓亞科,與現今的大熊貓存在一定的親緣關系。牙面上釉質褶皺,顯示這種熊是一種雜食動物,但也擁有很多用于咀嚼堅硬植物的牙齒特征,例如竹子。”
從牙齒化石獲得的該物種的相關信息看,克氏熊貓與現在的大熊貓存在著親緣關系。它屬于熊科動物,更準確地說,屬于大熊貓家族的一個分支。所屬年代為距今1120萬—1180萬年前的中新世,當時該地區是潮濕的,適度溫暖,草木叢生的。
克氏熊貓只是大熊貓家族中最古老的一員
國寶大熊貓是我國特有的珍稀動物,其憨態可掬的可愛模樣深受全球大眾的喜愛。在1961年世界自然基金會成立時就以大熊貓為其標志。
可是,一則有關西班牙科學家發現最古老大熊貓化石的新聞引起人們關注,有關大熊貓到底起源于哪里的問題成為焦點話題。
1869年,法國神甫愛爾芒德·戴維在一位四川獵戶的家中發現了一張大熊貓的毛皮。由于西方人對這種動物聞所未聞,戴維根據這種動物的毛皮特征,將其命名為“黑白熊”,他還在當地獵戶的幫助下搞到一只“黑白熊”標本。當戴維將“黑白熊”標本送到巴黎展示后,立即引起了轟動。
后來,法國動物學家愛德華茲在仔細研究這個標本以后確定,這是一個全新的物種。由于它與在中國發現的小貓熊食性相近,愛德華茲便把這個新發現的物種定名為“大貓熊”,但后來人們卻習慣稱之為“大熊貓”。
對于國內外媒體報道“西班牙發現大熊貓最古老祖先化石”的說法,胡安·阿貝拉表示那樣會“帶有很大的風險的”。
“這是因為化石記錄非常零碎,并且期間還有許多其他的中間物種,無論在時間上還是空間上。它與大熊貓同屬于熊貓亞科,但這并不意味著大熊貓一定起源西班牙,它只是提供了這種可能性。準確地說應該是大熊貓家族中最古老的一員。” 胡安·阿貝拉說。
其實關于大熊貓起源的爭論由來已久,正如胡安·阿貝拉在其論文開篇時寫道:“大熊貓的起源在過去一個世紀里哺乳動物學家和古生物學家爭論最激烈的話題。”至于誰才是大熊貓最早的祖先,學術界也有過幾次比較大的爭議,比如始熊貓、葛氏郊熊貓、小種大熊貓。
大熊貓起源問題其實早有定論
“學術界對于誰是大熊貓的祖先早有定論。”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所鄧濤在接受記者采訪時強調。
鄧濤介紹說,早在上世紀70年代,我國科學家邱占祥、祁國琴就對云南祿豐始熊貓做了詳細的研究,他們認為,此種動物在形態特征和系統關系上介于祖熊(Ursavus)與熊貓(Ailuropoda)之間,于是將其建立一個新屬、新種,稱為祿豐始熊貓(Ailurarctos Lufengensis)。
為了進一步論證始熊貓分類地位的可靠性,他們又專門與1942年在匈牙利發現的葛氏郊熊貓的化石作了對比。
“葛氏郊貓熊與始熊貓之間的形態差別,說明它們不在一個演化水平上。前者是始熊貓的一個滅絕的旁支,沒有留下現生后代,中國的熊貓是始熊貓主支的延續。而隨后的小種大熊貓生活在300萬年前,已經初具現代大熊貓的雛形,是介于始熊貓和現代大熊貓之間的類種。” 鄧濤強調。
這樣始熊貓作為大熊貓始祖的地位就在國內學術界確立下來,后來也得到了國外學者們的認可。“Ailuaractos Lufengensis(始熊貓)被許多學者認為是大熊貓直接的祖先,因為它是非常相似的大熊貓。”胡安·阿貝拉說。
鄧濤認為,始熊貓與克氏熊貓的關系好比自己與某個爺爺之間的關系。兩者之間牙齒結構和頜骨有很多的相似之處,這是判斷大熊貓亞科的最基本的依據,這說明它們肯定有一定的親緣關系。
科學網3月17日上海訊中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所分子生物學國家重點實驗室/國家蛋白質科學中心(上海)許琛琦研究組和分子生物學國家重點實驗室李伯良研究組在一項合作研究中發現“代謝檢查點”可以調控T細胞的抗腫瘤活性,并鑒定了腫瘤免疫治療的新靶點――膽固醇酯化酶ACATI以及相應的小分子藥物前體,為開發新的腫瘤免疫治療方法奠定了基礎。今天,題為“通過調節膽固醇代謝增強CD8+(加號是上標)T細胞的抗腫瘤反應”的研究成果在線發表于國際頂尖學術期刊《自然》。
人體的免疫系統負責保衛機體健康,其中T細胞在腫瘤的監控和殺傷中起著至關重要的作用。然而腫瘤細胞能通過多種機制來抑制T細胞的抗腫瘤活性,從而逃避免疫系統的攻擊。在臨床上,可以通過提高T細胞的活性來治療腫瘤。目前,基于T細胞的腫瘤免疫治療已經取得巨大的成功,具有廣泛的應用前景。但是現有的治療方法只對部分病人有效,并有一定的副作用。因此科學家需要開發新的腫瘤免疫治療方法來改善療效并讓更多的病人受益。
許琛琦研究團隊和李伯良研究團隊從全新角度去研究T細胞的抗腫瘤免疫功能。許琛琦研究員表示,通過調控T細胞的“代謝檢查點”可改變其代謝狀態,使其獲得更強的抗腫瘤效應功能。研究人員發現T細胞代謝通路中的膽固醇酯化酶ACATI是一個很好的調控靶點,抑制ACATI的活性可以大大提高CD8+T細胞(又名殺傷性T細胞)的抗腫瘤功能。因為ACATI被抑制后,殺傷性T細胞膜上的游離膽固醇水平提高,從而讓T細胞腫瘤抗原免疫應答變得更加高效。同時,研究人員還利用ACATI的小分子抑制劑avasimibe在小鼠模型中治療腫瘤,發現該抑制劑具有很好的抗腫瘤效應;并且avasimibe與現有的腫瘤免疫治療臨床藥物anti-PD-1聯用后效果更佳。
中國工程院院士王紅陽點評該項研究成果:這是腫瘤免疫基礎研究的一個重要突破,開辟腫瘤免疫治療研究的一個全新領域,證明細胞代謝對腫瘤免疫應答起到了關鍵作用,同時發現ACATI這一新的藥物靶點,揭示ACATI小分子抑制劑的應用前景,為腫瘤免疫治療提供了新思路與新方法。
據介紹,這項研究得到了生化與細胞所劉小龍研究員,清華大學劉萬里教授,武漢大學宋保亮教授,中山大學周鵬輝教授,美國德州大學安德森癌癥中心孫少聰教授以及美國達特茅斯醫學院Ta-Yuan Chang教授的大力幫助,并得到國家自然科學基金委、國家科技部、中國科學院先導專項及上海市科委的經費支持,同時得到國家蛋白質科學研究(上海)設施復合激光顯微鏡系統、生化與細胞所動物分析技術平臺、細胞分析技術平臺以及分子生物學技術平臺的大力支持。
日本研究小組日前宣布,他們在動物實驗中,弄清了腦內一種酶負責調節食欲的機制。這一發現將有助于開發出控制食欲的新方法。
此前,研究人員已知腦內弓狀核神經細胞表面上存在的“鈉鉀轉運體”酶與調節食欲有關,不過一直不清楚其詳細機制。
日本自治醫科大學和國際醫療福祉大學研究人員在用大鼠進行實驗時發現,一整天不給大鼠喂食,讓大鼠處于空腹狀態,結果發現“鈉鉀轉運體”的功能降低。此時,采集大鼠神經細胞進行觀察后,發現與血糖值發生反應的神經細胞的功能也隨之降低了。
研究小組給大鼠腦內注射阻礙“鈉鉀轉運體”發揮作用的藥物后,發現弓狀核內促進食欲的蛋白質增加,大鼠進食的量也增加了。
研究小組指出,目前減肥藥物有引發循環器官障礙等副作用的擔憂,而此次發現的酶只對食欲發揮作用,因此將有助于今后開發出副作用很小的減肥藥物。