内容正文:
科学探究
一、科学探究
一、生活中的探究
在探究问题时,我们一般会先假设几种可能的原因,再对每一种原因可能产生的结果进一步探究,直到找到真正的原因,采取相应的措施。
2、 科学家的探究
提出问题→建立猜想和假设 →制定计划→获取事实和证据→检测与评价 →合作与交流
1.发现和提出问题
爱因斯坦说:“发现问题有时比解决问题更重要。”发现和提出问题是科学探究的第一步。从日常生活或科学学习中发现有价值的问题,并能清楚地表述所发现的问题。
【名师讲解】对于一个生活现象随便提出一个问题是很容易的,但要提出一个有价值的科学问题,却非易事。首先要有问题意识,对生活中的科学现象要问为什么,并且能够分析出生活现象中所隐含的科学概念和规律,最后还要用科学语言把问题表述出来。
2.建立猜想或假设
建立猜想或假设是对探究结果出现的可能性的一种设想,即对背景材料的实验目的的肯定或否定的回答,要以陈述句的形式进行表述。
3.制订计划与设计实验
在老师指导下或通过小组讨论提出验证假设的活动方案。制订计划是科学探究的中心环节,本环节计划得科学、周密与否,直接影响着探究活动的成败。
(1)关于实验材料的数量
探究实验中实验材料的数量不能过少,原因是如果数量过少,结果会具有很大的偶然性,不足以说明问题。当然,采用更多的实验材料更好,但会增加实验的难度。因此,应根据具体实验选择合适数量的实验材料。
(2)实验变量与控制变量
科学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物的影响;分别对多个因素加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中重要的思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。实验变量是指实验中由实验者人为操作的因素或条件,即实验中被人为改变的条件;控制变量是指实验中除实验变量外影响实验现象和实验结果的其他所有的因素或条件。
(3)对照组与实验组
在研究某一实验变量对研究对象的影响时,所进行的除了实验变量不同以外,其他条件或因素都相同的实验,叫作对照实验。一个对照实验中分为实验组和对照组,实验组是指接受实验变量处理的那一组(与假设相一致的组),一般来讲人为改变条件的组作为实验组;未知实验结果的组作为实验组。对照组是不接受变量处理的或常态下的那一组。一般来讲,将保持原有状态的组作为对照组;将已知实验结果的组作为对照组。
【名师讲解】实验设计时要遵循的原则:
①对照原则:科学、合理地设置对照可以使实验方案简洁、明了,旦使实验结论更有说服力。
②等量原则:每次实验所加试剂的量要相等。
③单一变量原则:即控制其他条件不变,而只改变其中一个条件,观察其对实验结果的影响。
④多个参与原则:采取多个个体参与实验,避免偶然因素的发生。
4.获得事实与证据
独立或与他人合作,对观察和测量的结果进行记录,或用调查、查阅资料等方式收集证据,或用图表的形式将收集到的证据表述出来。
5.检验与评价
对事实或证据进行归纳、比较、分类、概括、加工和整理,判断事实、证据是肯定了假设还是否定了假设,并得出正确结论。若预期结果得到实验证实,说明假设成立,表达实验结论的方式是将假设再复述一次;若预期结果在实验中没有出现,则假设不成立,表达实验结论的方式是对假设做出否定。对探究结果的可靠性进行评价,对探究活动进行反思,发现自己的不足和他人的长处,并提出改进措施。
6.合作与交流采用口头或书面的形式将探究过程和结果与他人交流和讨论,既要敢于发表自己的观点,又要善于倾听别人的意见和建议。
【例题精讲】
1.某同学在森林公园游玩时,发现一只小松鼠在竹林里出现.松鼠是吃松果的,应该在松树上,怎么会在这里出现呢?它是不是也吃竹笋呢?为了验证自己的疑问,他拔了几颗新鲜竹笋放在路边,然后静静地躲在一旁观察,一段时间后还真发现松鼠抱着竹笋津津有味地啃了起来.就“拔了几颗新鲜竹笋放在路边,然后静静地躲在一旁观察”这一环节而言,属于科学探究中的( )
A、提出问题 B、建立猜测和假设 C、制定计划 D、获得事实与证据
2.小梅家有一批盆栽的郁金香,过去一直开红色花,现在却开出了紫色的花,有人认为这是土壤中缺水引起的,但小梅经过一段时间补充水分后,还是开紫色的花。这说明实验结果与原来的假说是不符合的,此时小梅最好的处理方法是( )
A、修改假说,重新实验
B、修改实验过程,使之与假说相符
C、修改结果,使之与假说相符
D、实验不成功,停止探究
3.液体加热是实验室常见的实验操作,酒精灯是实验室常见的热源。某课题组对酒精灯火焰部分的温度进行探究,下面是他们利用实验数据绘制成的图象。
(1)由上面的曲线可知,酒精灯火焰温度最高点出现在