内容正文:
第5节 科学探究
第1章 科学入门
[学习目标]
1.知道科学探究是获得科学知识的一种基本方式。
2.了解科学探究的一般步骤。
3.会用对比法设计实验方案,分析实验证据,得出实验结论。
4.初步学会运用科学探究的方法解决生活生产中遇到的一些简单问题。
新知导学
典例精析
课时作业
内容索引
达标检测
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新知导学
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1.科学探究: 是获得科学知识的一种基本方式。它是一个不断地发现问题,通过多种途径寻求 ,运用创造性思维来解决问题,并通过 与 达成共识的过程。
2.科学探究的步骤。
(1) ;
(2)提出 ;
(3) ;
(4) ;
(5)得出结论;
(6)表达、讨论与交流。
答案
科学探究
证据
评价
交流
发现和提出问题
猜想与假设
制订探究计划
获取事实或证据
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3.我们一起来探究。
对于“根据人脚印的长度判断人的身高”的探究,你提出的问题是
?
你的猜想与假设是 。
我们能得到和使用的信息越多,对信息的综合分析越细致,得出的结论就越 。
答案
人脚印的长度与身高有什么关系
人脚印的长度与身高存在一定的比例关系
可靠
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[探究点拨] (1)对简单的科学现象能够提出问题,然后进行猜想与假设,制订探究计划,获取事实或证据、解释检验与评价,表达与交流。
(2)实验设计应遵循的原则:①对照原则:实验方案简洁、明了,且使实验结论具有较强的说服力;②等量原则:每组实验所加试剂的量要相等;③单一变量原则:即控制其他因素不变,只改变其中一个因素;④多个参与原则:避免偶然因素的发生,采用多个样本参与实验。
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典例精析
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科学探究一般包括:提出问题、作出假设、设计实验、完成实验、检验假设、得出结论等几个环节。请阅读下面关于琴纳医生发现天花疫苗的故事,并回答相关问题。
现在,脸上有小圆疤痕的人不多见了。但如果你问一下你的爷爷和奶奶,他们可能会告诉你,人们曾患过一种非常可怕的传染疾病——天花。
在18世纪,一个人若患上天花,他多半会死,即使病治好了,脸上也会留下很丑陋的疤痕。一次天花的流行足以令一个小镇里的人口死亡,其中婴儿和小孩子最容易患上这种病。
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当时,琴纳医生发现挤牛奶女工在挤奶时,很容易从牛身上感染一种名为“牛痘”的病。在她们的手指上会留下一些斑点,但她们很快就会痊愈。 ①
琴纳医生观察到染上牛痘的女工不会患上天花,他深信是牛痘抑制了天花在人体内的繁殖。 ②
为了验证这个想法,他进行了实验。1974年5月14日,挤牛奶女工莎拉得了牛痘后来找琴纳医生,琴纳治好了莎拉的病,并将牛痘播种到他8岁的儿子詹姆士的手臂上。 ③
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琴纳医生首先从莎拉手上的斑点里取了一些脓水,之后在詹姆士的胳膊上割了一道小口,把脓水挤了进去。5天后,詹姆士得了牛痘,但很快便痊愈了。
然后,琴纳医生从一个天花病人的斑点上取了一点脓水,又在詹姆士的胳膊上割了一道小口,把脓水挤了进去。 ④
他相信詹姆士不会染上天花。在琴纳医生和詹姆士父母的悉心照料下,詹姆士的确没有染上天花,实验成功了。 ⑤
琴纳医生发现了帮助小孩子抵御天花的方法,他称这种方法为“疫苗接种”。1979年,世界卫生组织宣布天花已被消灭。现在,婴儿也不用再接种对抗天花的疫苗了。
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这个故事极好地展示了科学探究的一般过程,请你分析表中的①②③④⑤各代表科学探究中的哪一个环节?
① ;② ;③ ;④ ;⑤ 。
答案
提出问题 作出假设 设计实验 完成实验 检验假设
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[方法点拨]
科学探究的一般步骤 具体做法
提出问题 立足现象,发现问题
作出假设 提出猜想,寻求解释
设计实验 把探究的问题具体化、程序化
完成实验 进行观察和实验,收集证据
得出结论 归纳总结,得出结论
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课堂小结
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科学探究―→生活中的探究
我们一起来探究←科学家的探究
科学探究的过程
发现和提出问题
建立猜想与假设
制订探究计划
通过观察、实验等途径获取事实或证据
检验猜想或假设(得出结论)
表达、讨论与交流
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达标检测
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1.科学猜想是一种( )
A.盲目的猜测
B.正确的想法
C.不需要科学依据的想法
D.不一定正确,但一定是合理的想法
D
答案
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2.在购买西瓜时,我们习惯用手来“拍打西瓜”,然后根据发出的声音来判断西瓜是否已经成熟。“拍打西瓜”这个行为类似于科学探究中的( )
A.提出问题
B.建立假设
C.收集事实证据
D.得出结论
C
答案
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3.某同学为探究阳光对大豆发芽的影响,在两个相同的花盆中种下相同的大豆种子,并设计如下实验:
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答案
花盆 光线情况 温度 水
甲 向阳处 20 ℃ 充足
乙 阴暗处 20 ℃ 不充足
这个实验设计应当改进的错误是两个花盆( )
A.都应该放在向阳处 B.都应该浇充足的水
C.温度都应该是0 ℃ D.都应该不浇水
B
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4.在探究问题时,一般先 几种可能的原因,再对每一种原因可能产生的结果进一步 ,直到找到真正的 ,采取相应的措施。
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答案
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假设
探究
原因
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课时作业
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基础演练
1.学会科学探究是为了( )
A.培养分析问题、解决问题的能力
B.当科学家
C.提高智商
D.提高解题能力,得到好成绩
A
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2.小明家种植了许多西瓜,他的爸爸从种子市场买来了一种“8424”西瓜种子,经过精心培育、合理施肥、适时治虫,西瓜开花结果,但是结的果实总是长不大,很多只有拳头大小。邻居家的另一品种却长得非常好,对此现象,小明所作的猜想不合理的是( )
A.种子品种有问题 B.化肥对果实有影响
C.治虫剂对果实有影响 D.气候不适宜
D
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解析
解析 小明家的西瓜和邻居家的西瓜所处的气候条件是一样的,所以气候不适宜这一猜想不合理。
3.小东和小明分别购买了两种橡胶球。小东说:“我的橡胶球弹性比你的好。”小明回答说:“我希望你能证实你的说法。”请你帮助小东选择一个适当的方案来解决这个问题( )
A.把两球朝墙掷去,测量它们反弹落地时离墙的距离
B.用手触摸两球,看哪一个球较硬
C.让两球从离地等高处坠下,测量它们反弹的高度
D.把两球朝地面掷下,测量它们反弹的高度
答案
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C
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4.小明同学在做实验时,发现自己测得的数据跟老师的不一样,你认为下列有关他的做法错误的是( )
A.对老师的数据提出质疑
B.改动自己的数据,使之跟老师的数据一致
C.检查自己的实验方案是否合理
D.检查自己的实验过程是否有错误
B
解析 在实验中,如果实验数据不同时,应该对自己或别人的数据提出质疑,并且检查自己的实验方案是否合理,实验过程是否出现错误。在实验中,老师的数据也并不是绝对正确的,要经过细心的思考和检查,再次进行严格的实验。
解析
5.同样的一杯热水,室温高时冷却得慢,室温低时冷却得快。老师要求同学们针对这一现象,提出一个问题。下面是四位同学的发言,其中较有价值且可探究的是( )
A.“热水在室温低时比室温高时冷却得快吗?”
B.“热水冷却的快慢与热水的量、环境的温差有什么关系?”
C.“为什么热水在室温低时比室温高时冷却得快呢?”
D.“为什么热水的量越大冷却得越慢?”
B
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解析 一杯热水在室温高时冷却得慢,室温低时冷却得快,所以可以提出的问题是“热水冷却的快慢与热水的量、环境的温差有什么关系”。A、C、D三位同学的发言都不够全面,B项较有价值。
解析
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6.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×××病
C.获取相关的事实或证据,以证实医生心中对病人病情的初步判断
D.为了积累更多的临床经验,以便与其他医生进行更好的交流
C
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7.夏天买回的豆腐,存放时间稍长就会变质。有同学提出,在水里加入适量的盐,再将豆腐浸泡在其中,就能延长保鲜时间。科学兴趣小组的同学就此设计了实验探究方案,其中对照实验的关键是控制单一变量。下列最符合本实验要求的是( )
A.实验组和对照组除水分多少不同,其他均相同
B.实验组和对照组除豆腐大小不同,其他均相同
C.实验组和对照组除温度条件不同,其他均相同
D.实验组和对照组除有无盐分外,其他均相同
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D
能力提升
8.为了研究铝对鱼类的毒性及解毒方法,有人设计了以下5组实验:第①组将鱼放在正常的池水中,其余四组分别将鱼放在含铝的池水中,其中在②③④组中分别加入从不同树叶中提取出的汁液。定时观察,结果如图所示,下列结论正确的是( )
A.树叶的汁液加速了鱼的死亡
B.三种树叶的汁液对鱼都有毒性,且不同
汁液的毒性不同
C.三种树叶的汁液均能不同程度地降低铝对鱼类的毒害
D.松的汁液解毒效果最好
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9.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的补水后,发现郁金香还是开紫色的花。这说明实验结果与原来的假设是不符合的,最好的处理方法是( )
A.修改假设,重新实验
B.修改实验过程,使之与假设相符
C.修改结果,使之与假设相符
D.实验不成功,停止探究
A
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10.夏天烈日暴晒过的汽车,车内温度可达50 ℃以上。针对这一情况,市场上出现了一些汽车遮阳帘,汽车遮阳帘是否真的有遮阳效果?研究人员选取了普通型、加厚型和折叠型三款表面镀铝膜的汽车遮阳帘进行了以下实验:
①选取三辆颜色、型号相同的同款汽车,并排朝南停放在阳光充足的空旷地方;
②将三款汽车遮阳帘分别安装在汽车的前挡风玻璃上后,关上车门,并编号;
③一段时间后,用灵敏温度计分别测量车内的温度。
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(1)进行该实验的最佳时间是 。(填序号)
A.早晨 B.中午 C.傍晚
(2)该实验设计中的不足之处是 。
B
没有设置不装遮阳帘的对照组
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11.鲜花人人喜爱,但“好花不常开”。为了探索“延长鲜花保鲜的条件”,小亮和小华提出了种种假设,并设计如下实验:
a.取两只等大的锥形瓶,分别标上A和B;
b.在A和B中分别注入等量的清水,然后在A中加入2颗维生素E,并搅拌使之溶解;
c.在A和B 中各插上一支同样新鲜的玫瑰花(如图),放在相同的环境中,每隔12小时观察一次,并做好观察记录。
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(1)他们设计该实验想要检验的假设是 。
(2)他们准备B组的作用是 。
(3)同班同学在交流该问题时,认为小亮和小华的实验还不能得出确切的实验结论。同学们的理由是
。
解析 他们设计这个实验想要检验的假设是鲜花保鲜时间与维生素E有关;
解析 他们准备B组的作用是对照;
解析 同班同学在交流该问题时,认为小亮和小华的实验还不能得出确切的实验结论,同学们的理由是没有用较多数量的玫瑰花(或其他品种的鲜花)进行多次实验。
鲜花保鲜时间与维生素E有关
对照
没有用较多数量的玫瑰花(或其他品种的鲜花)进行多次实验
12.有一天,美国科罗拉多州有7个孩子突然病倒了,并伴有腹泻、胃痛、发烧、呕吐等症状。数日后,又有43人出现了相同的症状。化验结果显示,所有患者都感染上了一种能够通过染菌的肉或蛋传播的细菌。那么孩子们是怎么感染上病菌的呢?为什么有些孩子感染了,而另一些孩子却没有?研究员认为这些细菌来自于某些染菌的食物。通过询问发现,孩子们没有在一起吃饭。
那么孩子们一起参加过什么活动呢?调查发现:他们去动物园参观过蜥蜴展览。经检查发现,一只蜥蜴的确是此病菌的携带者。但展览的动物是不许触摸的,病菌又是怎么感染到孩子身上的呢?
于是,研究员仔细询问了孩子们在展区的活动情况,并将他们提供的信息与那些没有得病的孩子进行比较,发现洗过手的孩子没得病,而没洗手的孩子则得病了。
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通过对信息进一步筛选和分析发现,凡是接触过木栅栏又没洗手的孩子都病了。而通过对木栅栏的检验,在其上面的确发现了该病菌。原来孩子们得病的过程是这样的:他们爬上围护蜥蜴的木栅栏,没有洗手就直接吃东西,病菌就由口腔进入了他们的体内。
研究员在研究上述病因时:
(1)提出的问题是: ;
(2)提出的假设是: ;
(3)收集的证据是:
;
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孩子们是怎样感染病菌的
细菌来自某些染菌的食物
对孩子进行询问,调查孩子们共同参加过的活动,询问活动的细节并进行比较,对得到的信息进行进一步筛选和分析等
发现收集的证据不支持假设,于是继续研究;
(4)提出的假设是: ;
(5)收集的证据是:
;
(6)作出的解释是:
。
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细菌来自孩子的手接触的物体
凡是接触过栅栏又没洗手的孩子都病了,而且栅栏上发现了该病菌
孩子们爬上围护蜥蜴的木栅栏,没有洗手就直接吃东西,病菌就由口腔进入了他们的体内,最终感染病菌
13.以下表示“探究种子萌发的外部条件”的实验设计。请根据表格分析回答问题:
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拓展应用
瓶号 种子所处的环境 预期实验结果
1 10粒相同种子,不放水,置于温暖处
2 10粒相同种子,放少量水,置于温暖处
3 10粒相同种子,放少量水,置于冰箱保鲜层(4 ℃)
4 10粒相同种子,放过量水,浸没种子,置于温暖处
(1)若作出的假设是种子的萌发需要适量的水分、适宜的温度和充足的空气。请根据假设在上表内填出各组实验的预期结果。
答案
不萌发
萌发
不萌发
不萌发
(2)若实验结果与预期结果相符,请根据实验结果和提示分析回答:
提示:比较2号瓶和4号瓶的结果,说明种子的萌发需要充足的空气。
回答:①比较 (哪两号瓶)的结果,说明种子的萌发需要适量的水分;
②比较 (哪两号瓶)的结果,说明种子的萌发需要适宜的温度。
(3)像上述各组实验一样,每组实验一般只设一个 因素,而且每种因素都应该设置 。
答案
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1号瓶和2号瓶
2号瓶和3号瓶
变量
对照组(或对照实验)
14.某科学兴趣小组为了探究杏仁对昆虫的毒害作用,做了如下实验:取三个相同的透明容器A、B、C,在A中加入少量的水和一定量的碎杏仁,在B中加入与A等量的碎杏仁;在C中加入与A等量的水。拧紧瓶盖,静置2小时,然后打开瓶盖,在各容器铁丝网上分别放10只蚱蜢,再拧紧瓶盖(如图所示),观察并记录一定时间内蚱蜢状态如表所示:
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答案
时间 1分钟 2分钟 3分钟 4分钟
实验组A 活跃 活跃 不活跃 大部分死亡
实验组B 活跃 活跃 活跃 活跃
实验组C 活跃 活跃 活跃 活跃
解析 单一变量实验要求除变量外的所有条件均相同且适宜,以排除其他条件不同对实验产生的干扰。
(1)本实验对蚱蜢的选择有什么要求? 。
(2)设置对照组C的目的是 。
(3)根据实验结果,试推测A组蚱蜢死亡的原因可能是
。
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选择大小相近、虫龄相同的健康蚱蜢
排除水对实验结果的干扰
杏仁遇水产生有毒气体,对蚱蜢产生毒害作用
答案
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