1、运动着的世界。
背景资料。我们周围的世界是一个运动着的世界。人们走、跑;动物游、飞、跳和爬;风吹、水流和机器的疾驶和飞转等等,都是运动,知识运动的形式不同。
我们生活的地球页在不停息地运动着,我们生活在一个运动着的世界里。
科学研究要从查阅资料开始。虽然有多种研究方法,但是查阅文献资料几乎是每一项科学研究都必须做的工作,也是开展科学研究的最基本的方法。查阅资料一般要考虑一下几个问题:
一是根据研究主题,确定需要哪方面的资料;二是可以通过哪些途径查阅到这些资料,比如图书、报纸、网络、**、录像带、磁带等;三是对查阅到的资料进行初步评价,比如,这些资料可行吗?是不是最新资料?等等。
对搜集到的信息和资料进行整理也是非常重要的。制作资料卡片是一种重要的整理资料的方法,也是一种很好的学习方法,从小养成制作资料卡片的习惯有助于科学课的学习及个人科学素养的培养。完整的资料卡片应包括:
资料类别、**、作者、题目、内容摘要、摘录时间等。
课程资源。浏览。
找到资料后,首先用跳读的方法快速地把资料大致浏览一两遍;
看内容目录。
翻阅正文。看文章、段落的开头语结尾,这里常有作者的总结性观点。
看插图、图形、**、**、**说明等,也许对自己有帮助,记下一些相关内容的页码。
最后获得一个整体感觉——判断这些资料对解决自己要研究的问题是否有帮助。
精读。选择和研究与问题有关的内容,集中精力仔细阅读,想象自己正在和这些材料对话。
不时想起自己要研究的问题,看看这些资料是否回答了自己的问题,或者是否打开了自己的研究思路。
随手记下重要的内容,记下出版时间、地点和出版单位。
2、动物运动会。
背景资料。能自由运动时动物的特征之一,动物的运动大致可以分为飞行、游泳、奔跑、跳跃、爬行等几类。
运动是动物维持生命活动的主要方式。动物只有在运动中才能获取食物,才能逃避天敌的伤害,才能寻找适合生存的环境。
课程资源。有关动物运动的资料:
乌贼——又叫墨鱼,是一种贝类,它的贝壳已退化,变成白色的内骨骼。乌贼头上有一对发达的眼睛,嘴巴四周长着十条腿,其中两条特别长的捉腿,末端有许多能够吸住物体的突起,叫做吸盘。有些乌贼的捉腿还长着爪子,它们既是捕食的工具,也是和敌人进行搏斗的**,它行动敏捷,最快每小时能游150千米,有的还能冲出水面,滑行几十米,所以有海上“火箭”的称号。
蜻蜓——蜻蜓的种类很多,是昆虫世界里的飞行高手。蜻蜓比别的昆虫飞得快,飞得高,飞得远,每小时能飞行100多千米。
跳蚤——跳蚤是世界上的“跳高”冠军。到目前为止,还没有跳过比自己身体高一倍的人,而一只体长只有2毫米的跳蚤,却一次能跳20厘米高,超过它体长的100倍。
箭鱼——箭鱼是一种凶猛的大型食肉鱼,体长可达3米——5米,重达400千克。它的上颌向前突出很长,十分坚硬,就像一把利剑,这是它的进攻的**。箭鱼游泳的速度极快,每小时可以游119千米。
有时候它还潜到500——800米的深海中追捕鱼类。当它发怒时还会猛烈地冲向鲸鱼、木船和汽艇。它的箭形上颌冲击力量很大,能够刺穿40多厘米的木船板。
2023年,在英国沿海发生过箭鱼袭击**的事。一支**的钢甲船体上被箭鱼击穿了好几个洞,当时舰上的抽水机来不及排水,只好发出求救信号,飞机载来潜水员,及时堵住了水下的漏洞,才使**免遭沉没。
**鸟——**鸟是一种大型海鸟。它身披黑色的羽毛,展开双翅,宽度可达2.5米。
在鸟类世界中,**鸟的飞行技巧十分高超。它能借助强劲的海风,长时间地滑翔盘旋,可以飞到1200米的高空,也可以连续不停地飞到离鸟巢1600千米的地方。
美洲狮——美洲狮被称为爬树能手。它有一身轻功,极善攀援、纵跳、爬树。它一跃,可以有12米远;往上一跳,可跳到4米多高的树上;向下一冲,可以从几十米高的树顶直达地面。
3、生命在于运动。
背景资料。动物运动的主要目的有躲避天敌、捕获猎物、寻找合适的栖息地、吸引异性、繁殖后代等。可见,动物的运动对动物的生存起着重要的作用。
“生命在于运动”不仅仅适用于人,也同样适用于其他动物。
心率:心脏在每分钟内跳动的次数叫心率。成年人的心率平均为70次/分;运动时,心跳会明显增加,有时可以达到140次/分。
呼吸频率:每分钟内呼吸的次数。成年人在平静状态下的呼吸频率大约为16次/分~18次/分。人在运动时,呼吸的频率和深度会相应增加。
人体的骨骼肌包括头颈肌、躯干肌(由胸大肌、腹直肌组成)和四肢肌。四肢肌包括上肢肌(如三角肌、肱二头肌、肱三头肌)和下肢肌(如臀大肌、股四头肌、腓肠肌)。人体的任何一个动作都不是由一块肌肉完成的,而是有多组肌群在神经系统的支配下,相互配合,共同完成的。
进行不同的体育运动时,不同的肌肉得到锻炼。
体育锻炼能促进血液循环,加强对骨骼肌的血液**,使细胞获得更多的营养。经过长期锻炼,纤维状的肌细胞会逐渐变粗,肌肉的体积增大,收缩力增强。因此,处于生长发育时期的儿童应积极参加体育锻炼,但是,要循序渐进,选择适宜的运动项目,控制一定的运动量。
运动过度,会损害健康。同时应注意多种运动项目进行全面地锻炼,使身体各部分得到均衡发展。
课程资源。一定强度的体育锻炼能刺激长骨的软骨层加速产生新的骨组织,促使骨更快地生长。有资料表明,同年龄、同性别青少年,经常参加体育锻炼的要比很少锻炼的人高。
4、小吊车。
背景资料。类比是指在事物间的类似方面做比较,根据某种事物的已知特征类推出与其相似的另一事物中也有这种特性的一种推理方法。
使用类比推理的方法认识自然事物,也是对儿童进行创造能力训练、假说能力训练、分析事物因果关系能力训练的有效途径。
动物体每一个可运动的部分,均由相应的一组肌肉来控制。一侧的肌肉收缩,则另一侧的肌肉舒张,形成牵动器官的动作。如人体前臂的运动,就是靠一组肌肉牵动的:
当肱二头肌收缩,肱三头肌舒张时,肱二头肌牵动前臂骨向内收;当肱三头肌收缩,肱二头肌舒张时,肱三头肌牵动前臂骨向外伸展。
课程资源。类比是从特殊到特殊的推理。因此,两个或多个对象在某些方面的相似性,是它们可以进行类比的客观基础。
科学的发展表明,“类”的概念是可以从不同角度去划分的,因此,一般说在同类事物中可以进行类比,但实际上在很不一样的事物中也可以进行类比。所以我们仅把事物间某些方面的相似性作为类比的客观依据。
因此,类比法是由两个对象固有属性或关系的某些方面的相似而推出它们在某些方面可能相似的推理方法,所以它的公式是:
如果对象a有属性a,b,c,d;
对象b有属性a/,b/,c/;
那么b对象也可能有属性d/。
类比法大致有以下几种类型:
1)简单共存类比:在a对象中有a、b、c与d有共存关系,b对象也有a/、b/、c/,所以b对象可能有d/与其他属性共存。例如,日本有一位业余**研究者,在某次**之前观察到天气出现奇特的云,并记录了这次**的时间、方位和烈度。
后来他又看到了这种云,他推测又将发生**,并预言了**的大致时间、方位和烈度,果然言中。然而,这种从现象间的相似做的推理,并未知道和指出其间的必然关系,所以其可靠性很低。
2)因果类比:在a对象中,a、b与c有因果关系,b对象有a/、b/,所以b对象可能有果c/。因果联系是一种必然联系,所以因果类比有一定的可靠性;但因一种原因可产生不同结果,或同一结果页可能由不同原因造成,所以也不能保证这种推理的结论一定正确。
3)对称类比:a对象中a与b有对称关系,b对象在这种对称关系中有a/,所以b对象中可能有b/。例如,英国物理学家狄拉克从描述自由电子运动的方程中,得出正负对称的两种能量解释。
正的能量对应着电子,那么负的能量对应着什么呢?既然有带负电的电子,那么是否也存在着带正电的电子呢?结果,成功地预见了正电子的存在。
4)、协变类比:根据两个对象可能都具有的属性之间有某种定量的比列变化、函数变化关系。
5)、综合类比:已知a对象的属性a、b、c、d以及它们之间的多种关系,同b对象的属性a/、b/、c/、d以及它们的关系相似,所以由a、b、c、d的关系、量值等等可以推出a/、b/、c/、d/相适应的关系和量值等。如某个水利工程的模型与其原型之间就是如此。
由上举例,我们可以看出类比法的优缺点,及其在科学发展中具有的作用。因为世界万事万物虽千差万别,但它们互相联系,互相作用,所以具有同一性;或者说,事物虽有差异,但在差异汇总又有相似的方面,这就为类比提供了可能。类比法不像演绎法从已知的一般结论推出特殊的个别的结论,也不像归纳法那样从许多已知个别中推出一般结论,在已知的结论解释不了,而又没有更多的个别可供归纳时,类比法就大有用武之地;它既不受已有的一般结论的束缚,又不受个别知识不多的限制,而可以大胆地从已知个别的知识中推出其他个别的正确结论来。
因此,它在逻辑推理的几种方法中最富有创造性。这是类比法的优点。但是类比法依据事物的相似性,是差别中的相似,其相似点不但有偏差,不完全相同,而且是否真的相似也不一定;同时,对象间某些属性的相似并不能保证推出的属性必然相似,所以推出的结论有可能陷入错误。
因此,类比推理的结论是或然性的,与演绎、归纳推理比起来,可靠性最低,不能独立成为可靠的论证方法,这是他的不足之处。
由于类比法具有它的上述优点,所以它在科学认识中发挥自己的特有作用。首先他推动了假说的产生;在科学上出现了一些新的事实,旧的理论解释不了,演绎推理无能为力而新事实又暂时还很少(无从运用归纳法),总不能不去探索,类比法就借助于原有的各种知识,发挥人的想象力,把新事实与已知事物进行类比,很多假说就是这样提出的,有时预示着突破,如普朗克的量子说的提出。在一个领域的开拓时期,在一个领域向另一个领域过渡的时候,或者在边缘科学中,类比法可以发挥它的创造性,把两个不同的事物联系起来悟出它的内在道理。
如卢瑟福把原子结构和太阳系的情况相比,格拉马第和托马斯杨把光和声进行类比。其次,类比法在帮助人们理解无法直接看到的自然现象和社会现象方面,有特殊的作用,如地质学中“以今论古”的方法。再次,它是模拟实验的逻辑基础,如船舶、飞机的模拟实验;仿生学中的各种模拟,如电脑模拟人脑的功能等等。
类比作为一种研究方法,往往与其他科学方法一起运用。
5、确定位置。
背景资料。要准确确定一个物体的位置,首先要确定参照物。参照物也就参考物,是为了确定物体的位置和描述物体的运动而选作标准的一个物体,这个物体被假设是不动的。
从参照物的角度看,如果一个物体的位置发生变化,它就在运动。
参照物可以任意选择的。为了研究方便,应选择合适的参照物。若要研究地面上物体的运动,最方便的是选择地面或地面上静止不动的物体为参照物;研究正在行驶的船舱里的人的运动时,则以船舱内静止的物体为参照物。
地图是我们日常生活和学习中必不可少的工具。比例尺、方向和图例是地图的三要素。
识读地图要学会读比例尺。比例尺多用线段表示,即在地图上画一条线段,注明1厘米代表实地距离多少千米。例如:1:500000,表示图上1厘米代表实际距离500000厘米。
看地图还要学会辨别方向,除了按指示标判读方向外,还可以根据经纬网确定方向。如果既没有指示标也没有经纬网,则用“上北下南、左西右东”来定方向,进一步可以确定东南、东北、西北、西南四个方向。
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