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新教材教学设计ABC［高五册写作］第三单元自然科学小论文
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文/郗晓波
［导学新概念］
自然科学小论文是指对自然科学领域中的某些现象、原理、问题等，进行专门的考察、分析、研究所写成的科学小论文。由于现代科学技术飞速发展和迅速普及，许多新颖、有发展前途的课题，如环境保护、生态平衡、外空探索、纳米技术、生物遗传与变异等等，都使中学生产生了浓厚的兴趣，已成为他们的热门话题。但是中学生如果要对自己接触的自然科学中的某些事物、现象、问题或某个专题，进行比较深入、广泛的探索、研究，并加以论述，写成科学小论文，以揭示其特征、本质、原理、意义及规律，这就不是随便说说那么容易了。这种科学小论文的写作难度要比一般议论文的写作难度大得多。它不但使用材料多，写作内容难，而且在概括、归纳、逻辑推理等方面，都有较高的要求。它是一般议论文写作训练的延伸和发展，又是科学研究论文的起步和准备。本单元的学习重点就是了解自然科学小论文的特点，并学习写自然科学小论文。
［资料显示屏］
“怎样才称得上是第一流的研究工作呢?首先，题目必须是在茫茫未知的科学领域里独树一帜的；其次是解决这个问题没有现成的方法，必须是独出心裁设想出来的；最后体现这个方法、用来解决这个问题的工具，即仪器或设备，必须是自己创造，而不是用钱可以从什么地方买来的。”
——严济慈《治学方法谈》
“任何真正意义的教育改革，从学科角度看，必然包括传统学科的更新和跨学科的发展。只发展传统学科而不发展交叉学科，教育改革只能是单条腿走路，是迈不开大步的。”——刘仲林《跨学科教育论》
“撰写自然科学小论文，一般都要建立在自然学科的科学实验和实地考察活动的基础上，是一个使中学生对科学现象的认识进一步深刻化和条理化的过程，也是一个将头脑中的‘内部语言’转化为‘外部语言’的过程。” ——张若茵《自然科学小论文写作指导探索》
［教学设计ABC］
设计A
1．导语设计 科学是老老实实的学问，写作自然科学小论文的根本目的，是认识事物、发现和掌握事物的规律。所以，写作时一定要尊重客观事实，从实际出发，对事实进行中肯的分析，导引出一般的规律，作为行动的向导。在实验开始，一般都有某种假设。实验的结果，可能肯定自己的假设，丰富和发展假设，概括出某一新原理。也可能否定原来的假设，得出同预想相反的结果。对从实验中得出的数据，要认真分析，不能随意修改，更不能歪曲事实来迎合预想的观点。对不易解释的新现象，不要回避，不要轻易放过，要作出适当的说明。要在实验中发现新的事实、新的数据，抓住不放，反复实验，一步步抓住事物的特点，接近它的本质。
2．个性教法展示 自然科学小论文的写作是一种技能性的活动。从写作训练的角度看，自然科学小论文属于说明文的范畴；如果按它的表达方式进行分类，大致可以分为描述性自然科学小论文和阐述性自然科学小论文两种。
(1)描述性自然科学小论文 这种小论文的核心是对研究对象进行描述和说明。兼具说明的科学性、精确性、严密性和记述的具体性、形象性、条理性的特点。写作的主要目的是介绍新发现的某种客观事物或现象，因此，它重在说明事物或现象是什么。这儿的描述和记叙文不同。记叙文是以感人为主，所以写法力求形象、生动。而科学小论文的目的在于“使人有所知”，所以写法力求具体、明晰。具体不等于形象，医用人体解剖图很具体，但不形象；画家笔下的人物很形象，但不具体。“形象”要求生动可感，有饱满的情感；“具体”要求科学精确，有时还要有数据。要防止把科学小论文写成文学作品。科学考察报告《一次大型的泥石流》可以说是一篇可以使学生借鉴的记叙性自然科学小论文。它里面用了科学的概念和精确的数据进行说明，如“地表径流”“固体物质”“重力”“流速”等以及“立方米每秒”“吨每立方米”“米每秒”等。而且全文记叙层次分明，条理清晰，使说明的过程既准确地反映了事物本身的情况，又显示了科学研究的严密性。它以时间顺序把蒋家沟1977年夏天泥石流的发生、发展的过程记叙得清清楚楚，说明了这种自然现象的运动规律。记叙也比较具体，增强了真实感，引起了读者的阅读兴趣。
(2)阐述性自然科学小论文 思想认识水平的高低在某种意义上决定写作自然科学小论文水平的高低。比如在选题立意方面，就需要写作者具备深刻的思维洞察力和独到见解。因为这种论文要对抽象事理作出分析和解释。某个事物出现了，某种现象出现了，为什么会有这种事物和现象，就很需要深刻的思维洞察力来解释原因或原理。诸如，事物发生、发展、变化的原因，事物形成、运行、作用的原理等。阐释性的小论文不仅要说明事理是“怎么样的”，更要说明它“为什么是这样”，使读者不仅要知其然，而且要知其所以然。写这样的文章，要求作者必须确切理解所说明的原理、规律、原因、关系、观念等，并按照人们认识事理、理解问题的规律，准确抓住事理的关键概念，作出正确判断。应当写清楚概念的阐释，事理的特点、来源、结构、种类、异同、比较、联系和功能。如《为什么不能使用含磷洗衣粉》一文，分析了磷酸盐类物质经洗涤废水排入江河，造成嗜磷的藻类生物迅速繁殖，耗去水中大量氧气，鱼虾等因缺氧死亡。受污染的河水还会使某些鱼虾类变成畸形，人吃了会慢性中毒。另外，用含磷洗衣粉洗涤对人的皮肤也有刺激，容易引起接触性皮炎等等。这篇小论文探因析里，条分缕析，将原因讲得清楚明白。
3．创新聚焦
(1)描述性自然科学小论文的训练 自然科学小论文总体的特点是具有科学性、创造性、严密性。写科学小论文必须占有充分、实际的材料，才能为论题提供有力的论据，才能有比较，有鉴别，才能打开思路，启发思维，真正进入写作过程。材料的来源：一是实验，一是资料。描述性的科学小论文从结构看，一般是总—分—总的结构，但主体的结构形式一般比较灵活，可以根据描述的对象或特征划分为几个方面逐一说明。
［借鉴实例］ 春蚕未死丝已尽 宫喜花
唐代诗人李商隐的千古绝唱“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”，不知在多少人心中产生共鸣。但是从生物学的角度来看，春蚕还没有死时，丝早就吐尽了。也就是说，不是“春蚕到死丝方尽”，而是“春蚕未死丝已尽”。
诗句中所说的“春蚕”是家蚕的幼虫。家蚕一生要经历卵、幼虫、蛹、成虫四个时期。在适宜的温度和湿度下，家蚕的幼虫发育到一定的阶段才能吐丝，而且蚕吐丝也只局限在幼虫时期。为什么春蚕能吐丝呢?这与它的结构和体内激素的调节有直接关系。
在春蚕的头部有咀嚼式口器，适于咀嚼食物，口器上还有吐丝孔，并且在它的体腔内还有绢丝腺。在蜕皮激素和保幼激素的调节下，幼虫每经五六天蜕皮一次。在蜕皮期间，蚕不吃不动，称为眠。蚕一般经过四眠，在四眠后期，蚕体内的绢丝腺经过充分发育，充满了透明的胶质液体，这时的幼蚕也称熟蚕。熟蚕停止取食，把绢丝腺里的胶质液体从吐丝孔中吐出。胶质液体一接触空气，就凝结成蚕丝。蚕在短短的两天内就完成了吐丝，并用蚕丝围绕身体结成茧，然后在茧内化蛹(这就是所说的作茧自缚)。蛹期是一个不能自由活动的时期，从表面上看它不吃不动，好像死了一样，实际上却在暗暗蓄积力量，经过十多天后，蛹便羽化成蚕蛾。蚕蛾是家蚕的成虫，全身披有白色鳞片和毛，头部小，有一对羽毛状触角，口器退化，有两对鳞翅，腹部肥大。可见，与幼虫相比，它的成虫在形态结构和生活习性上显著不同，成为完全变态发育。蚕蛾在七天内完成交配，产卵后才会死去，这才是春蚕真正生命的终点。而“丝尽”并不意味着春蚕生命的结束，只是蚕发育过程的一个重要时期，所以说“春蚕未死丝已尽”。
这篇小论文对“春蚕未死丝已尽”的现象作了描述。突出了小论文的知识性、科学性，准确地使用了生物学术语；并引用了古人的诗句，增加了文章的形象性。
［课外练笔］
由于受传统观念“牙疼不算病”“老年掉牙是客观规律”等的影响，人们往往不太重视牙齿的保护。所以我国于1998年规定，每年的9月20日为“全国爱牙日”。请搜集有关“牙”方面的资料，写一篇描述性的科学小论文。
(2)阐述性自然科学小论文的训练 这种小论文首先应阐明立论的前提、依据的实验材料以及提出的假设。要严谨、慎密，推导合乎逻辑。在结构上，要有明确的逻辑层次，常见的小论文一般由三部分组成：开头部分提出问题，或紧扣题目对全文内容作一概括介绍；主体部分分析问题，说明有关的观察、实验、调查、考察、制作、设想等等，为归纳科学的结论作准备；结尾部分，解决问题，作出结论。在表达方式上，以说明为主，兼用议论和叙述。在表现手法上，采用列数字、作比较、分类别、打比方等等。
［借鉴实例］
沙尘暴——敲响西部生态警钟何 毅
2000年3月以来，我国北方连续出现多次不同程度的沙尘暴天气，西北、华北、东北西部和黄淮地区先后出现了扬沙、沙尘暴或浮尘天气，其中内蒙古、甘肃、宁夏、青海、新疆、河北、山西以及北京的局部地区出现了能见度小于1000m的沙尘暴天气，西北和内蒙古地区出现了能见度小于500m的强沙尘暴天气。其出现的时间之早、频率之高、范围之广、强度之大为近50年来所罕见。沙尘肆虐，令人忧心。人们不禁要问：沙尘是从哪里来的?沙尘天气何时了?
究其沙尘暴的成因，专家指出，沙尘暴的形成与其程度大小，直接取决于风力、气温、降水及与其相关的土壤表层状况，沙尘暴频发的趋势也与植被破坏、土地沙化不断扩展有关。有关统计表明，近50年来沙尘暴频发与土地沙漠化扩展的步伐是一致的。据统计，20世纪50年代至60年代，沙化土地每年扩展1560km2，沙尘暴每年发生5次—8次，70年代至80年代，沙化土地每年扩展2100km2，沙尘暴每年发生13次—14次，进入90年代，沙化土地每年扩展2460km2，发生沙尘暴每年多达23次之多。从中不难看出沙尘暴天气的发生是受土地荒漠化严重影响后果的一种体现。
关于沙尘暴的成因，人们普遍认为“都是荒漠惹的祸”，这种把沙尘暴形成的根源完全加祸于土地荒漠化的确有失偏颇，但至少可以说扩展中的沙地使沙尘暴天气形成的几率将会明显增加。气象专家认为，自2000年以来沙尘天气频频发生是由于大气活动异常，特别是厄尔尼诺现象导致大风天气增多，加之近几十年来北方气候干旱化趋势加剧，降水稀少，土壤松疏易起沙所致，但更不容忽视的是人类不合理的活动造成的土地荒漠化为沙尘暴的形成起到了推波助澜的作用。席卷东来的沙尘暴再次敲响了防止西部沙漠化、改善西部生态环境的警钟。希望借西部大开发之良机，使西部的生态环境能彻底得到改善，使其成为一个山川秀美、经济发达的地区。
这篇小论文，研究了我国沙尘暴的成因。它研究的是客观事物和现象的有关文献资料，并对资料进行了分析、综合、概括、抽象，充分表达了自己的见解。
［课外练笔］
请以“珍爱地球就是善待自己”为题，从保护大气臭氧层的角度，写一篇阐述性的自然科学小论文。
设计B
1．导语设计 自然科学小论文的写作不仅仅是一种极其复杂的心智活动，同时也是一种技术操作活动、动手实验的活动。中学生写自然科学小论文同那种宏篇巨著、博大精深的“学术论文”不同，它基本上是一种练习，就论文(resear ch paper)的字面意义而言也可以看出，这种普通的旨在帮助学生提高能力的练习，主要不是“写论文”而是“做论文”，也就是说，在正式动笔“写”之前，就有一项具体的、麻烦的实验工作要完成。research paper明白地告诉我们，完成论文的过程并不只是“论”和“文”，首先得research(研究)，研究以后方才有文(paper)。因此，写作科学小论文如果只停留在如何写，诸如步骤、结构、浯言等的研究上，决不可能使学生写出成功之作。
2．个性教法展示
(1)实验性自然科学小论文 这种小论文主要是采用实验的方法，实践性强，有一定的实用价值。从内容看，这种小论文的核心是设计实验以及对实验结果的观察分析。在具体实施过程中，可分为四个步骤：一是选题。这是至关重要的一部分。一个好的选题可能引起读者浓厚的兴趣，并能充分体现课题的价值和意义。选题也是提出问题的过程。提出问题是初步观察和思考的结果，选好问题才有利于进行有针对性的观察思考和研究探索。要从博览群书中，从对大自然的观察中发现和提出问题。二是设计实验。任务是根据所选课题提出假设、进行预期并设计实验(试验、验证)过程。要明确提出“假说”并针对假说设计出检验程序。还要分析数据；推理可能出现的情况(预期)。三是进行实验。这是取得实验数据的过程。要仔细观察，认真分析，写好实验观察记录。四是分析总结。这是依据所学的自然科学方面的知识、原理，对实验观察中所获得的材料、数据进行分析整理，并作出合理解释的过程。
(2)考察性自然科学小论文 这主要是指学生通过有计划地接触实际，调查生物资源，了解动物、植物的生活习性，访问专业技术人员，查阅有关资料等等，在掌握大量的第一手材料的基础上，进行分析、综合，得出科学的结论。可以选择有当地特色的课题进行调查，既可以使学生认识到本地资源的优势，还可以在写作内容上独树一帜。还可以选择群众关心的热点问题建立课题，比如城市生活废水排入河中、城市生活垃圾堵塞河道、学校附近抗污染植物的调查等等。写作考察性的科学小论文，首先要做到有计划，有步骤，有方法，考察方案的设计必须具有科学性。其次，要把亲自调查的现象、数据进行加工整理，进行科学分析。考察法所需要的设备简单，可操作性强，一般学生都可采用。在写作中要体现选题目的、考察过程、考察的原始记录、考察结果与分析、收获这几部分。
3．创新聚焦
(1)实验性自然科学小论文的训练 从结构看，实验性科技小论文的正文结构主要是由实验报告的结构演化而来的，并已形成一种约定俗成的格式。一是选题目的。可包括如下内容：你是怎样发现该课题的；研究对象的简介；若是人们非常熟悉的或是教科书中介绍过的，就不必复述了；研究对象的存在问题；专家在此方面的研究情况；你采用什么方法进行研究，应特别突出创新的方法；课题的实用性，即课题可为解决哪些问题提供科学依据。二是实验材料。注明实验所使用的材料和材料的来源，所使用的工具、设备、实验地点、时间、环境条件等，以便研究结果能经得起验证。三是实验的实施过程。应当尽量详细、具体地用文字、图表描述其操作过程。四是结果预测。要尊重事实，依据实验观察来的现象进行分析、解释预期是否被证实。它的结构虽然稳定，但根据内容的需要也可以有变化。
［借鉴实例］
食用青蛙对农业的危害 钟佳康
选题目的
青蛙每年能捕捉数以万计的害虫，切实保护了庄稼免受虫害的侵袭。但目前上海地区食用野生青蛙的情况越来越严重，这种行为究竟会对农业生产造成多大危害呢?
实验材料
青蛙，农田(供实验用，面积不必很大)，解剖器具。
实施过程
实验一 对青蛙捕虫能力的研究
选取一块大小适宜的农田，在青蛙捕食期间，跟踪观察数只青蛙，待其捕食完毕后捉回，立即进行解剖，观察其体内尚未消化的昆虫数量(即为青蛙一次的捕食量)。
实验二 青蛙对农业生产的影响
选择大小相同、农作物长势相近的两块农田，在农田A中放养青蛙30只，B中不放养青蛙，记录两块农田中的日见害虫数量、农作物虫蛀率、死亡率及每亩平均收益，并填入表中。
实验三 在当地随机选择几个农贸市场，调查每个市场月售出青蛙量。根据实验二的结果，估算出食用青蛙对当地农业造成的破坏。
结果预测
实验一研究发现，青蛙捕捉害虫的能力很强，而且其消化吸收能力也很强。
实验二研究发现，农田中放养青蛙后，农作物病虫害减少，死亡率降低，收益提高。
这篇小论文从对日常生活的观察中发现问题，提出问题，具有明确的选题目的。进行对照实验的设计，内容易于操作。结论实事求是，具有实际的应用意义。
［课外练笔］
请任选下面一题，写一篇实验性的自然科学小论文。
研究用某种栽培方法或技术改变植物的生长习性
研究某种绿色商品的环境效应
(2)考察性自然科学小论文的训练 写作这种小论文要注意如下问题：一是考察对象的定名和选取。对考察对象定名时应准确、具体(若考察的是生物，最好附有拉丁学名)，并注明是通过何种途径获得它的名称的，如查阅某种资料或询问某单位某专业的某位专家教授。定名要科学严谨，经得起推敲。同时，还应注明考察对象的选取方法和数量。二是考察范围、时间跨度和密度的确定。学生进行课题研究时考察范围不宜过大，基本以本地区为主。时间跨度和密度有时会直接影响考察结果，因此在小论文中应详细介绍其确定的依据和具体的考察时间和密度。三是考察结果的记录。主要应注明从考察对象的哪些特征来对其进行观察和研究。
［借鉴实例］
农村沼气利用的调查报告 周昌健
学习了高中地理有关“沼气”一节内容后，带着对“沼气”浓厚的兴趣，我来到了资阳城北约3000米处的雁家村，对该村和附近地区进行了调查。
1972年该村作为资阳县使用沼气的一个试点，有30多户农民，其中90％以上的农户都使用了沼气，但如今却全部停止使用。为什么会出现这种情况呢?带着这个问题，我对用户进行了深入了解，经用户反映，停止使用沼气的原因有：
一、沼气池的质量不好。雁家村当时修建沼气池的材料有：炭灰、白灰和水泥。而这些材料修建的沼气池很容易漏气，产气量少，又容易倒塌，有十几户为此放弃了使用。
二、沼气池受到人为的破坏。由于在修沼气池时，没有考虑将来是否建新房，所以，好几户农民在修建新房时严重损坏了沼气池。
三、沼气池的结构不合理。由于当时的沼气池主要是圆形的，不利于原料、固体渣子的流动，农民取用渣子时很不方便。在有些地方，曾出现过水泥盖伤人的事故及当人们清理沼气池时出现过伤亡事故。
四、沼气池的利用方式不广。当时该村农民主要用电灯照明，用柴草煮猪食，而沼气只是用来煮饭，使沼气得不到充分利用。
五、人们对沼气利用的可行性得不到充分认识，传统观念也是农民停止使用沼气的重要原因。
我国在70年代开展的大办沼气运动，一些地区没有考虑条件是否成熟就一拥而上，雁家村虽是试点村，也存在盲目上马的情况。在土地承包给农民之后，由于农业丰收，产生大量秸秆，当地多用秸秆作为燃料，加之沼气利用中所存在的问题，沼气池逐渐放弃使用，在旧观念的驱使下，农民很少利用秸秆还田，燃烧秸秆不仅造成环境污染，而且造成较大的浪费，土壤有机质得不到补充，施用化肥量增大，这样形成不良的生产循环过程。
针对以上几个问题，提出以下几点建议：
一、各级政府应重视沼气在农村的发展，派科技人员下乡，在沼气使用的技术上对农民进行指导。
二、提高沼气池的质量，延长其使用寿命，解决沼气池漏气、产气慢、产气量小的问题。推广结构合理、便于沼液和固体渣子取用的沼气池。
三、对偏僻地区大力宣传沼气给人们生产、生活带来的好处，使农民对沼气有进一步的认识。
四、农民应进一步解放思想，走科学种田的道路，使农业向着良性循环的方向发展。
现在，我市使用沼气池的数量有可喜的回升趋势，在与雁家村农户交谈中，他们也一致认为沼气本身有许多优点：原料来源广泛，在燃烧时不产生固体渣子，清洁，对用蜂窝煤做燃料的农户还可节省买煤的花费，并表示：以后条件改善了会再使用沼气的。
调查结束后，我认为：沼气在农村的使用虽目前处于低潮，但前景仍是广阔的。
这篇考察性的科学小论文，选择了有当地特色的课题进行调查，访问了农户，并进行了科学分析，得出科学的结论。有计划，有步骤，有内容，有方法，结构完整。
［课外练笔］
仿照例文，选择当地有特点的课题进行调查研究，写一篇考察性的自然科学小论文。
中国基础教育21世纪
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来源：中国哲士网
教师学生家长 课堂实录说课稿资料 备课考试教学
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