0.2什么是科学探究 讲义-2024-2025学年华东师大版七年级上册科学

第1讲 科学探究方法和科学概念 知识导航 · 模块一 科学探究的基本步骤 1、 探索自然的方法：观察和实验 2、 科学探究的基本步骤 提出问题 在观察、调查、阅读等情境中发现问题，尝试提出可以通过科学探究来解决的问题。 建立假设 （提出猜想） 针对所提出的问题，依据自己已有的科学知识经验和已掌握的有关该问题的信息，通过思考，尝试建立可检验的假设或提出可检验的猜想。 设计验证方案 根据探究目的，选择取得证据的途径和方法，确定收集证据的范围和要求， 以及所需的相关材料、仪器、设备和技术等， 并制订相应的研究方案 收集事实证据 使用相关设备和材料进行调查、检索、观察、测量和实验操作，真实地记录结果。 检验假设 （得出结论） 分析、处理实验结果，与猜测和假设进行比较，得出结论并做出解释，或对假设进行修正并重新实施方案研究。 讨论交流 书写探究报告，与他人进行交流和讨论，同时对探究的过程和结论进行评价，必要时提出改进措施。 【例1】中医给病人诊病时讲究“望、闻、问、切”，其主要目的是（ ） A. 提出问题：病人得的是什么病 B. 建立假设：病人得的可能是某某病 C. 获取相关的事实和依据，以证实医生心中对病人病情的初步猜测 D. 为了积累更多的临床经验，以便与其他医生更好地交流 【例2】“黑面琵鹭目前在全世界只剩下数百只，可能是人类滥杀的结果”。此叙述属于( ) A．推论 B．观察 C．假设 D．实验 【例3】根据下列叙述回答有关问题： ①小民发现池水中有小白点在浮动，仔细看很久； ②心想：这是什么生物呢？ ③于是取出一滴池水，做成玻片标本，用显微镜观看；④原来是草履虫。 以上叙述属于提出问题的是 ；属于设计实验的是 。 · 模块二 用控制变量法进行科学探究 一个完整的科学实验探究 小科同学发现她家种的牵牛花，早晨为红色，太阳出来后颜色逐渐加深，中午呈紫色。她很好奇，于是设计实验进行探究。 【提出问题】花瓣颜色变化是否与光照有关？ 【实验步骤】 ①早晨，她选取两组生长状况相同，且均开红花的牵牛花，编号A和B； ②A组放在阳光下，B组遮光处理，其它条件相同且适宜； ③中午，观察花的颜色、记录实验现象：A组为紫色，B组为红色； ④连续5天进行观察并记录两组牵牛花的颜色情况； ⑤得出实验结论：牵牛花花瓣颜色的变化与光照有关。 （一）科学探究实验方案设计的基本要求 （1）控制变量（单一变量、等量原则）：实验组与对照组只允许有一个变量，即要符合单一变量的原则；同时需要注意，无关变量需保持一致。  本例中变量为光照。因此只有光照条件改变，其他条件不变（生长状况相同，且均开红花的牵牛花、其它条件相同且适宜） （2）设置对照（对比实验）：通过设置对照或对比实验，增加实验结论的说服力（或可信度）。  本例中，A组置于阳光下，接近现实情况，起对照作用，为实验所设置的对照组。 （3）实验的对象（样本）尽量多：目的是避免实验的偶然性，使实验结论更具有普遍性。  本例中，并未取一株牵牛花，而是取了多株牵牛花为一组进行实验。 （4）实验的次数尽可能多一些，要有重复实验的意识： ①若得出的结论是用文字来表达的，那么多做几次实验的目的是避免实验结论的偶然性，使实验结论更具有普遍性； ②若得出的结论是用具体数据来表达的，那么多做几次实验的目的是求平均值，减小误差，提高实验结果的精确度。  本例中，连续5天进行观察并记录，符合多次实验寻求普遍规律。 （二）实验方案评价的基本点 ①是否控制变量（若没有控制好变量，要具体写明哪个变量没控制好，不要笼统地说没有控制变量）。 ②是否设置了对照（对比）实验（设置对照组时可以参考实验组，对照组与实验组只允许出现一个不同变量，其它条件相同）。 ③实验对象（样本）是不是多个。 ④实验次数是不是多次，要体现出重复实验的思想。 ⑤实验操作是否符合规范、实验器材选择是否合理、实验数据选取是否具有代表性 ⑥结论的回答要与研究的问题相一致，不能用实验现象代替实验结论，当讲到两个相关量有关时，应具体写出两个量之间有怎样的关系 【例1】李明同学为了探究鲫鱼“浮头”的原因，取来两只相同的鱼缸甲、乙，并设计了下列实验方案，试选出最合理的一种（ ） A．取大小、活力相当的两条鲫鱼，分别放入盛有等量河水的鱼缸甲、乙中，甲中泵入空气，乙中不作处理，放置于相同的环境中观察。 B．取一大一小，活力相当的鲫鱼，分别放入盛有等量河水的鱼缸甲、乙中，甲用玻璃封闭，乙不作处理，放置于相同的环境中观察。 C．取大小、活力相当的两条鲫鱼，分别放入甲、乙中，甲中加适量河水，乙中加等量煮沸后冷却的河水，放置于相同的环境中观察。 D．取大小、活力相当的六条鲫鱼，平均投放于甲、乙中，甲中加适量河水，乙中加等量煮沸后冷却的河水，放置于相同的环境中观察。 【例2】为研究阳光对花生发芽的影响，李明同学设计了一组对照实验，在甲和乙两个花盆中种了花生，并对阳光、温度和水加以控制，下表中一、二两处应是（　　） A. 20℃ 不充足 B. 20℃ 充足 C. 30℃ 不充足 D. 30℃ 充足 【例3】某研究性学习小组就“不同水质对蛙卵孵化的影响”进行了探究，其实验记录如下表：该实验设计的不妥之处是（　　） A. 含有二个变量 B. 缺少对照实验 C. 蛙卵数过少 D. 结果不明显 【例4】某同学喜欢观察鸟的行为。她曾看到某种鸟在吃蓟(ji)的种子，就想证实蓟的种子是不是它最爱吃的食物，于是用三种食物(蓟的种子、稻谷、太阳花的种子若干)进行实验研究。下列叙述错误的是（ ） A．此实验的假设是“这种鸟可能最爱吃蓟的种子”   B．实验时应把蓟的种子放在离鸟最近的地方    C．实验前三种食物的取用数量应一样多  D．如果发现三种食物都被鸟吃完了，则这个结果不支持本实验的假设  【例5】观察蚯蚓。 （1）有几个问题引起了小明的兴趣：蚯蚓有没有眼睛？蚯蚓有没有嗅觉？蚯蚓的身体上有没有感光细胞？为了弄清这些问题，小明做了如下几个实验。 实验一：先抓来3条大小不同的蚯蚓，放在一张湿纸上，然后用树叶、铅笔、红领巾分别在它们前面晃动，结果发现它们毫无反应。 实验二：分别找来几根葱、黄瓜和萝卜，并排放在蚯蚓前，几分钟后它们都钻到葱下面去了。 实验三：用泥巴、砖头砌了间小屋，把蚯蚓放在屋门口，结果发现它们很快朝屋里阴暗处爬去。 实验一说明蚯蚓___________________________________________； 实验二说明蚯蚓___________________________________________； 实验三说明蚯蚓___________________________________________。 （2）小明按下图的方法观察蚯蚓的习性。他先在塑料盒内放一些干土，然后在盒的一侧加入适量的水,使盒中的土一半是干的，而另一半是湿的。再在干土和湿土的分界处放10来条蚯蚓，过一段时间后，分别数出干土和湿士中蚯蚓的数目。 写出小明设计的这个实验所要研究的问题：_____________________________________ 【例6】新鲜菠萝酸甜多汁，可口开胃，但一次食用过多容易造成口腔黏膜破损。这种破损真的是由新鲜菠萝汁引起的吗？某生物兴趣小组的同学们利用与口腔黏膜相似的小肠黏膜开展了探究实验，以下是探究实验的部分过程，将其补充完整。 （1）方法步骤 ①取一块猪小肠黏膜平均分成两半，分别放人 A、B 培养皿中。 ②向A培养皿中滴加 20 毫升生理盐水，同时向B培养皿中滴加_______新鲜菠萝汁。 ③把 A、B 培养皿都放在相同且适宜的条件下，一段时间后用放大镜观察。 （2）实验结果的预测若 A 组培养皿中小肠黏膜完好，而 B 组培养皿中小肠黏膜出现明显的破损，则说明________________________________________________________。 （3） 讨论交流 本探究实验的变量是________，设置 A 组的目的是形成________，兴趣小组的同学还多次重复了该探究实验，这样做的目的是________________________________。 · 模块三 几个重要的科学概念 一、物质：自然界由各种物质组成，自然界中的物质是科学的研究对象。 1. 物理变化与化学变化 （1）物理变化：没有生成其他物质的变化，一般是物质的形状和状态发生变化。如玻璃破碎、冰雪融化等。从微观角度看，构成物质的粒子不变，只是粒子间隔可能改变。 （2）化学变化：生成其他物质的变化，变化中常伴随有颜色改变、放出气体、生成沉淀、发光、发热、吸热等现象。如铁的生锈、煤的燃烧等。从微观角度看，构成物质的粒子发生了变化，变成了其他粒子。 （3）物理变化与化学变化的比较 物理变化 化学变化 概念 没有生成其他物质的变化 生成了其他物质的变化 本质 有无新物质的产生 区别 宏观：没有其他物质生成 宏观：有其他物质生成 微观：构成物质的粒子不变，只是粒子间隔可能改变 微观：构成物质的粒子发生了变化，变成了另一种物质的粒子 2. 物理性质与化学性质 （1）物理性质：物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，如：颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、密度、溶解性、挥发性、导电性、传热性、延展性等。 （2）化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质，如可燃性、稳定性、氧化性、还原性、酸碱性、毒性、腐蚀性等。 特别提醒：性质与变化的关系——性质决定变化，变化体现性质。性质是物质的内在属性，在有关物质性质的表述中常常会用到“能”、“会”、“是”、“具有”、“难”等字眼，而变化是一个过程，在表述时，不会用到这些字眼。 【例1】请判断下列生活中的变化属于什么变化： 1. 澄清的石灰水就置于空气中变浑浊。（ 变化） 2. 铁生锈。（ 变化） 3. 木炭燃烧。（ 变化） 4. 点燃酒精灯。（ 变化） 5. 剩饭变馊。（ 变化） 6. 生米煮成熟饭。（ 变化） 7. 冰雪融化。（ 变化） 8. 火山喷出的岩浆冷却成岩石。（ 变化） 9. 二氧化碳压缩体积成干冰。（ 变化） 10. 酒精挥发成气体。（ 变化） 11. 灯泡中的灯丝通电后发光发热。（ 变化） 【例2】下列叙述中， 　是物理变化， 　是化学变化； 　是物理性质， 　是化学性质。 ①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 ②钢铁生锈 ③电灯通电发光 ④冰雪融化 ⑤煤气燃烧 ⑥铜器上出现铜绿 ⑦镁能燃烧 ⑧氧化铜是黑色粉末 巩固练习 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“它是不是也吃竹笋呢？”这一环节，属于科学探究中的（ ） A．提出问题 B．建立假设 C．获得事实和证据 D．没有根据的胡说八道 2、 假期结束走进教室同学们发现部分铁窗户上铁丝网变得锈迹斑斑。在讨论时，有同学提出“铁为什么会生锈？”。就“铁为什么会生锈？”这一过程而言，属于科学探究中的（　　） A．实验 B．提出问题 C．观察 D．得出结论 3、 厨房调味盒里有多种白色固体。小明为了确定哪种是蔗糖，他取少许尝味道。他的行为属于科学探究中的(    ) A.建立假设    B.提出猜想    C.获得证据      D.得出结论 4、 化学课上，老师提问：用什么方法区别水和酒精？甲同学走上讲台，先对样品观察比较，后打开瓶塞，去闻两种液体的气味；乙同学又提出，还可以各取少量用燃烧的方法加以区别。针对甲乙两同学的做法，分别属于科学探究过程中的（　　） A．查阅资料、猜想与假设 B．设计实验、表达与交流 C．进行实验、设计实验 D．收集证据、得出结论 5、 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，还是开紫花。这说明实验结果与原来的假说是不符合的，最好的处理方法是（　　） A．实验不成功，停止探究 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．修改假说，重新实验 6、 锯子的锯齿都“东倒西歪”，不在同一平面内。小明猜想这是为了减小锯木头时的阻力，并没计实验检验猜想。以下设计方案最佳的是（ ） A．用同一把拨正锯齿的锯子分别锯硬木头和软木头，比较用力情况 B．用同一把锯子，分别在“东倒西歪”和拨正锯齿时锯同一硬木头，比较用力情况 C．用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一硬木头，比较用力情况 D．用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一软木头，比较用力情况 7、 某生物小组为了研究光对豌豆发芽的影响，在A，B两个花盆中种了具有萌发能力的同样的豌豆，且数量相等，按下表进行实验。这一过程有一处错误，应改为（ ） 花盆 阳光 温度 水 A 向阳 20℃ 充足 B 暗室 30℃ 充足 A．两个花盆都应该放在同一温度的环境中 B．两个花盆都应放在向阳的地方 C．两个花盆都应放在暗室里 D．两个花盆浇的水不应该同样充足 8、 硫在氧气中燃烧是化学变化，判断的依据是（　　） A．产生蓝紫色的火焰 B．产生大量的热 C．块状的硫磺逐渐消失 D．有刺激性气味的气体产生 9、 科学探究的基本过程是：①设计实验方案；②提出问题；③获取事实与证据；④建立猜测和假设；⑤合作交流；⑥检验与评价。其中正确探究的步骤是 。 10、 王老师在课堂上发现一位同学精神不振且很疲劳、脸色绯红，同时伴有咳嗽，于是她估计该同学可能发烧，要求该同学测量体温。 上述信息中，老师的“估计”属于 ，要求该同学测量体温的目的是 。 11、 从A﹣N中选出适当的选项分别用字母代号填在下列横线上。 A．熔点，B．沸点，C．酸性，D．碱性，E．颜色，F．密度，G．溶解性，H．腐蚀性，I．吸水性，J．氧化性，K．可燃性，L．还原性，M．毒性，N．挥发性． ①氢气可作高能燃料，是因为它具有　 　；②使用浓硫酸、氢氧化钠时要特别小心，因为它们有很强的　 　；③锌和浓硫酸不生成氢气而生成水，是因为浓硫酸有很强的　 　；④氧气在燃烧反应中表现出　 　；⑤酒精瓶的瓶塞要盖紧，是因为它有较强的　 　；⑥由于固体氯化钠和碳酸钙的　　不同，可用水鉴别；⑦液态空气中，各种物质的　 　不同，工业上用液态空气制氧气；⑧利用盐酸的　 　，可清除铁器表面的锈；⑨煤气有　 　，所以生煤炉时，要安装烟囱；⑩根据　 　不同，稀释浓硫酸时只能将其慢慢地加入水中。 学科网（北京）股份有限公司 $$