附 录
一、案例
说明
本部分案例分为如下几种类型：部分探究和完整探究活动的案例；有关观察、调查、检索活动的案例；有关控制实验变量的案例；有关技术设计的案例等。内容兼顾生命科学，物质科学，地球宇宙和空间科学以及科学、技术与社会关系的综合性的主题。在各种案例中有侧重地介绍了探究活动的设计、教学指导和评价等问题。这些案例并非必须在教学中采用，仅供教师们理解《标准》的有关内容时参考。
案例1哪一支蜡烛先熄灭
在学习物质性质时，为了让学生更好地应用燃烧中的化学现象和气体密度的知识，学习作出科学假说和进行科学思维的方法，刘老师向学生提出如下一个问题：放在同一平面上的两支蜡烛，一高一低，点燃以后，用透明塑料罩罩在蜡烛上，问哪一支蜡烛先熄灭（右图）。问题提出以后，学生们反应热烈。绝大多数学生认为低的蜡烛先熄灭。刘老师没有问这些学生为什么认为低的先熄灭，而是问有没有学生认为高的蜡烛先熄灭。只见某学生举起手来，说：“高的蜡烛先熄灭。”话音未落，两种不同意见的学生就争论起来（此处将持有两种不同意见的学生分别称为高灭组和低灭组）。
刘老师说，我们用什么方法来判断究竟哪一种猜想是正确的？
为了证明自己提出的猜想是正确的，学生们开始实验。
实验的结果是高的蜡烛先熄灭了。绝大多数低灭组的学生对实验的结果感到十分惊讶，为什么我们的判断错了？刘老师组织学生对为什么高的蜡烛先灭这一问题展开了讨论。低灭组的学生说，蜡烛燃烧需要氧气，二氧化碳不支持燃烧，这是我们作出判断的出发点，燃烧的蜡烛会产生二氧化碳气体，二氧化碳气体的密度比空气的大，因此二氧化碳气体要下沉，由此我们只能得到低的蜡烛先灭的结论。错在哪里呢？
关键的问题在于二氧化碳气体究竟是上升还是下降？低灭组的学生拿出了证据，他们翻开了有关气体密度的表格，上面写着的数据是二氧化碳气体的密度大。
刘老师引导学生阅读密度表，请学生看看表上的说明，学生们发现，表上注明了温度条件。通过讨论，学生们了解了蜡烛燃烧时产生二氧化碳气体的温度比周围空气温度要高许多，由此学生们得到了统一认识的答案。
就在此时，有一位学生提出了另一问题：罩子的大小和蜡烛高低的程度是否影响问题的答案刘老师在全体学生面前表扬了这位学生，确实这一问题的答案不是惟一的，请学生们课后再做进一步的探究和讨论。
案例评析
这是一个小型的探究活动，需要的器材很容易解决，实验的难度也不高，但能够很好地体现科学探究的特征，整个探究活动围绕问题展开，重点在启迪学生领会如何提出猜想和假设，以及如何对收集的证据进行批判性思考。案例中还体现了教师对学生探究活动指导的一些观点，如发挥学生的主动性，引导学生积极思维，注意探究活动的开放性等。
案例2观察蚯蚓
为了使学生更好地了解蚯蚓的生活环境和习性、认识生物与环境有密切的关系、学习观察生物的方法，陈老师组织学生进行了观察蚯蚓的活动。
观察前，她组织学生进行讨论：我们想要观察哪些内容和希望达到什么目的？有的学生提出要观察：
1.蚯蚓的外形是怎样的？
2.蚯蚓吃什么东西？
3．蚯蚓是怎样运动的？
4．蚯蚓对光的刺激有什么反应？有的学生补充：
5．蚯蚓的视觉、嗅觉如何？
6．蚯蚓在哪种环境中生活？等等。
学生们通过讨论，明确了观察内容大致分为五个方面：蚯蚓的习性、蚯蚓的运动、蚯蚓对外界刺激的反应、蚯蚓的生活环境、蚯蚓与人类和其他生物的关系。每组学生根据自己的兴趣选择了一个方面，明确了观察的重点和需要做的准备工作。学生们的积极性很高，课后就开始了观察。
在活动过程中，学生们寻找蚯蚓生活的环境，进行了多次持续的观察，记录观察到的现象并对发现的问题展开了讨论。有的组做了不少实验，有的组还自行制造一个饲虫箱饲养蚯蚓，作较长时间的观察。
几周后，老师组织学生进行了一次汇报，还邀请了学生家长与会。
在汇报中，各组学生分工协作，采用了各种形式。蚯蚓运动研究组的学生当场进行了演示实验，让蚯蚓分别在玻璃板、纸板、泥盒上运动，并用投影片展示了蚯蚓腹面的结构，说明了蚯蚓运动与其身体结构的关系，并联系摩擦等知识进行解释。蚯蚓对刺激反应研究组的学生结合图表介绍了用光、震动、樟脑、辣椒、糖等刺激蚯蚓的实验。蚯蚓与人类和其他生物的关系研究组的学生，介绍了他们对蚯蚓生活环境中植物生长的观察以及对菜农的走访情况，用许多证据满怀激情地提出了“蚯蚓是人类的朋友我们应当爱护蚯蚓”的结论。陈老师充分肯定了学生在观察蚯蚓活动中的表现，总结了学生们思想感情的变化和知识技能的提高。 案例评析
这是一个观察探究活动的案例，从中可以看到教师对观察活动的有效组织和指导。其基本过程包括准备、实施和总结阶段。在准备阶段中，教师通过动员和组织工作，使学生有明确的观察目的和充分的准备，观察后组织交流和讨论，让学生汇报自己的发现和发表自己的观点，在评价时充分肯定学生的创造性和取得的进步。
案例3植物的感应性
植物受到刺激会产生反应，如地球引力、水、光和接触都会对植物产生刺激作用。怎样验证呢？教师将班级学生进行分组，要求以组为单位设计不同实验，并开展观察。
第一组的学生提出了研究植物对光的反应的实验设计方案，请教师给予指导。他们准备了如下材料：
鞋盒、盛土的小盒子、发芽的马铃薯块茎、剪刀、泥土。
他们是这样开始实验的：
在盛土的小盒子里放上发芽的马铃薯块茎，芽苞朝上。
1．将鞋盒一端开一个直径3厘米的洞，另一端放装有马铃薯块茎的小盒子，盖上鞋盒盖。 2．鞋盒放在阳光照得到的地方。将另一装有马铃薯块茎的小盒子放在鞋盒外作为实验对照。这些做好以后，他们开始了观察并写观察记录。 几天后鞋盒里的马铃薯块茎长出了黄白色的细长幼芽，幼芽从开口的小洞伸出鞋盒外。而放在鞋盒外面的马铃薯块茎的芽粗壮，显紫绿色。
于是，他们得出结论：植物具有向光性。
其他组也设计并进行了实验，分别研究了植物对地球引力的反应（向地性），对水的反应（向水性），对接触的反应。
通过交流讨论实验观察结果，他们认识了植物的感应性及其对植物生存的意义。
案例评析
本案例是让学生学会怎样选题，怎样设计简单的实验，怎样写观察记录，学生在进行实验的过程中体验了科学研究过程，能根据事实得出科学结论，并且对自然界始终保持较强的好奇心，体会与人合作的乐趣。
案例4认识校园植物，尝试制作简单检索表 从校园中采集几种常见植物的枝叶：
例如：毛白杨、加拿大杨、黄刺梅、珍珠梅、小叶黄杨、大叶黄杨、早熟禾、狗尾草等。
1．认识了解校园植物
(1)采集上述植物。记录有关情况：采集地点和生境状态，灌木、乔木或草本。
(2)根据茎的木质化程度，挑选出草本植物早熟禾和狗尾草。
(3)根据乔木、灌木的特征挑出毛白杨与加拿大杨。
(4)根据常绿灌木的特征，分出小叶黄杨和大叶黄杨，余下的落叶灌木就是黄刺梅、珍珠梅。
①比较早熟禾和狗尾草
早熟禾狗尾草
根根稀少须根茂密
茎短长
叶披针型，窄披针型，宽
②比较毛白杨和加拿大杨
毛白杨 加拿大杨
叶色深，背面有白色绒毛 色浅，背面无绒毛
茎幼茎、老茎差别明显幼茎、老茎差别不明显
主干 灰绿色，发白 褐色，有纵纹
③比较小叶黄杨和大叶黄杨
小叶黄杨大叶黄杨
叶长 1．5～3厘米3～5.5厘米
叶形 倒卵形，全缘椭圆形，具波状齿
幼茎 四棱 圆柱形
④比较黄刺梅和珍珠梅
黄刺梅珍珠梅
叶形小叶卵圆形，细小圆钝披针形
叶缘叶缘锯齿叶缘尖锐，具有重锯齿
枝有刺无刺
2．尝试制作简单检索表
根据我们区分几种常见植物的过程，可以编出一个简单的检索表。根据检索表可以使不会区分上述植物的学生认识这些植物。
（1）草本植物 （2） （2）须根茂密；茎较短；叶披针型，窄 早熟禾 （2）须根少；茎较长；叶披针型，宽 狗尾草 （1）木本植物………………………………………………………………………………（3） （3）乔木………………………………………………………………………………（4） （4）叶色深，背面有白色绒毛；幼茎老茎差别明显；树皮灰绿色，发白……毛白杨 （4）叶色浅，背面无绒毛；幼茎老茎差别不明显；树皮褐色，有纵纹…加拿大杨 （3）灌木………………………………………………………………………………（5） （5）常绿灌木………………………………………………………………………（6） （6）叶片长约1.5～3厘米，倒卵形，全缘；幼茎四棱形…………小叶黄杨 （6）叶片长约3～5?5厘米，椭圆形，具波状锯齿；幼茎圆柱状…大叶黄杨 （5）落叶灌木（7） （7）小叶卵圆形，细小圆钝，叶缘具齿；枝上有刺………………………黄刺梅 （7）小叶披针形，叶缘尖锐，具重齿；枝上无刺…………………………珍珠梅
（因为各种植物开花期不同，这里分类主要运用营养器官的特征。教师可以此为例，编制学校生物检索表。）
案例评析
1．本案例在观察的基础上，特别培养学生的比较、鉴别与归纳能力。
2．本案例通过尝试制作简单的检索表，使学生了解分类的基本原则和分类的意义，同时还应当使学生了解分类不是绝对的，分类标准的制订常常带有人为的因素。在生活中也可以制订自己合适的分类标准。
3．本案例所举是北方校园常见植物，其他地区可选用当地常见植物。也可把这种探究方法扩展到动物（例如昆虫）分类、物质分类等方面去。
4．本案例是一项集体活动，个人难以完成。发挥集体的力量，可编制整个校园植物的检索表。
案例5比较物体运动的快慢
实验卡 比较物体运动的快慢 速度这个词对我们来说已不陌生，但为什么可以用它来比较物体运动的快慢，也许还不清楚，本实验将使我们对速度这个概念有进一步的理解。 活动与步骤： 将学生2～4人分为一组，按序编号，每小组选择2辆有动力的不同快慢的玩具小车A和B。 1. 小组讨论：如何定性比较两辆小车运动的快慢?可以有哪些方法? 实验：记录你们看到的现象，并写出比较快慢的依据。 汇报： 2. 小组讨论：如果要作定量的比较，假定我们只增加了一件测量工具 --刻度尺，该怎么办呢? 实验：记录实验的数据，说明你的实验结论。 3．将A小车放在奇数组，将B小车放在偶数组，且各小组不能相互通气，如何比较两车的快慢?我们应当测量哪些量?又怎样根据测量的数据来得出比较小车快慢的结果? 实验：记录测量的数据和得出能反映你组的小车快慢的结果。 交流：你们测量了哪些物理量?准备用什么样的结果与相邻组去比较? 小结：请用自己的语言表述速度和平均速度的含义。
说明：定性地比较小车运动的快慢一般有两种方法：
1．同时启动两小车向同一方向前进，看哪一辆小车跑在前面；
2．在桌上划两条线，同时启动小车，看哪一辆小车经过两道线所用的时间短。
定量地比较小车运动的快慢，应当测量的物理量是路程和对应该路程的时间，可以用单位时间通过的路程来比较，即用每秒钟经过的路程来比较。这个值越大，表明运动得越快。也可以用通过单位路程需要的时间来比较，如用通过1米需要多少时间来比较。这个值越小，表明运动得越快。
案例评析
这是一个通过探究过程形成概念的案例。该案例通过比较玩具小车的快慢使学生产生建立新概念的需要，并在探究过程中逐步理解速度的含义。基本的思路是比较相同时间的路程或比较相同路程需要的时间，设置情境的关键是将两辆不同快慢的小车放在两个不同的组里比较，从而无法保证两组的时间相同或路程相等，通过这一矛盾的解决，形成了对速度概念认识的基础。案例提供的情境，还使学生有可能领悟速度不是惟一的比较快慢的概念，用单位路程的时间也可以比较物体运动的快慢，这对培养学生的创造性思维是有积极意义的。
通过本案例还介绍了一种实验卡的形式，用启发性的问题引导学生思考、讨论和按照一定的步骤进行探究活动。
案例6阳光透过树荫成像的探究
目标
1．通过探究活动认识小孔成像的原理；
2．学习科学探究的方法。
活动与步骤
1．提出问题
观察阳光透过树荫产生的现象，你看到什么现象？能提出什么问题？
（见到许多圆形的光斑，这种光斑是从哪里来的？也见到一些非圆形的光斑，这种光斑又是怎样形成的？）
2．进行猜想和预测
(1)可能透光的孔近似为圆形，从而使影子的边缘近似为圆形，如果透光的孔为非圆形，那么形成的光斑也就是非圆形；
(2)可能是太阳光透过小孔形成的光斑（像），孔的大小可能会影响光斑的形状。究竟哪一种猜想是正确的呢？
3．收集事实证据
学生2～3人为一组，观察阳光通过纸片上的孔在屏上所形成的光斑。
让阳光通过纸片上各种不同形状的小孔（三角形、方形、菱形、梯形等），观察所形成的光斑。
4．得出结论和解释
通过分析所收集的事实，可以归纳出小孔所形成的光斑都是圆形，与孔的形状无关；而当孔大到一定程度，圆形消失，得到与孔形状相似的光斑。
用光的直进原理可以解释上述结论：即太阳面上的一个发光点透过小孔在屏上形成一个光点，所有的发光点都形成与自己对应的光点，从而组合成一个太阳的像。
5．反思评价
能否用其他的事实来证明上面的结论？
用蜡烛代替太阳光做小孔成像的实验，证实结论是正确的。
能否根据上面的结论测出太阳的直径？
用直尺量出小孔到屏的距离国l和太阳像（即光斑）的直径?d，已知太阳到地球的距离L?为一个天文单位长度，由小孔成像的理论可以推出： D＝Ll·d? 由测量结果可以算出太阳的直径。 6．报告与交流 报告说明结论是如何得出的，有哪些事实支持这一结论，应用这一结论可以估测太阳的大小，还可以利用小孔成像的方法来观察日食过程中的食相变化。
案例评析
该案例反映了探究活动全过程的设计，从观察阳光透过树荫产生的现象出发，提出科学问题，步步深入进行主动的探究，使学生更好地领会探究的科学思想和方法。
案例7探究导体电阻与哪些因素有关
在学生已经对电阻有了初步认识之后，张老师要引导学生通过探究加深对电阻的认识，同时学习猜想－验证和控制变量的实验方法，进一步发展学生的科学探究能力。
张老师为学生准备了若干下列器材：干电池、带灯座的小灯泡（2?5V，0?3A）、开关、铜导线、电阻丝（可用拉直的电炉丝替代）、材料长度粗细不同的导线、直流电流表（0～06A）。 张老师已经布置学生调查家用电路所用的导线材料。有的学生提出问题：为什么家用电路一般用铜导线而不用铁导线或其他材料？为了增加学生的感性认识，又做了以下演示实验：用电炉丝代替一根铜导线使电路中的小灯泡变暗。
针对这一现象学生展开了讨论，最终将问题集中在导线的电阻上，形成了一个可通过探究解决的问题：导线电阻的大小与哪些因素有关？
张老师引导大家考虑导线自身的因素，经过讨论，学生提出下列猜想：可能和导线的材料、长度、粗细有关。
老师进一步引导：怎样用实验检验我们提出的猜想？
深入讨论：怎样定性地比较电阻的大小？怎样确定电阻的大小与某一因素的关系（定性）？
老师引导学生明确控制变量的意义，说明这是一种常用的实验研究方法。
分组设计并开展实验（在实验过程中教师巡回指导，要求学生认真观察实验现象，作好记录）。
各组讨论分析实验记录，得出结论。
最后全班交流，教师总结。