第3节 像科学家那样探究（培优教学课件）科学浙教版2024七年级上册

第一章 探索自然的科学 七年级上册•浙教版 第3节 像科学家那样探究 导入新课 2016年，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”顺利发射，标志着我国走向全球量子通信研究的领先地位。“墨子号”为科学家的研究创造了新的条件。科学家是怎样进行研究的? 科学观念 理解科学探究的基本流程（观察、提问、假设、实验、验证等），知晓科学家通过探究解决实际问题的案例（如青蒿素的发现）。 科学思维 掌握控制变量法、模型法等科学探究方法，能区分假设与猜想，具备基于证据分析问题的能力。 探究实践 通过生活实例（如小电扇不转动）和实验设计（如身高与脚印关系），体验科学探究的具体操作步骤。 态度责任 体会科研人员在困境中的探索精神，认识科学探究对社会发展的意义。 学习目标 3 重点难点 重点 科学探究的基本环节（提出问题、建立假设、设计实验、收集证据、得出结论）。 常用科学方法的应用（如控制变量法、转换法）。 通过案例（青蒿素发现、蝙蝠实验）分析科学探究的实际过程。 难点 区分假设与猜想，设计合理的实验方案（控制单一变量）。 将科学探究方法迁移到实际问题中（如分析香烟烟雾对鱼类的影响）。 4 1. 生活中的探究 2. 科学家的探究 3. 像科学家那样探究 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 一、生活中的探究 第3节 像科学家那样探究 6 一、生活中的探究 实验探究 1.观察 手持小电扇不转了 2.提问 手持小电扇为什么不转动了? 3.假设 可能是电池没电了。 4.预测 如果这个假设是成立的，对其进行充电或换上新的电池，手持小电扇应该会转动。 5.实验 对手持小电扇充电或换上新的电池。 6.验证 手持小电扇正常转动起来了。 7 【例题一】同学们一定很喜欢科学课吧？要学好科学，下列说法或认识正确的是（　　） A．书本上的知识肯定是对的，记住书本知识就能学好科学 B．科学学习就是做实验，所以只要做好实验就能学好科学 C．科学与生活息息相关，学习科学需要观察、思考和实践 D．科学探究、科学发现是科学家们的事，与我们学生无关 C 一、生活中的探究 【解析】 【解答】解：A、书本上的知识不一定完全正确，随着科学的发展和研究的深入，部分知识可能会被修正或完善。而且学好科学不能仅仅依靠记住书本知识，还需要理解、实践、思考等多方面的能力，故A错误； B、科学学习不仅仅是做实验，做实验只是科学学习的一部分。科学学习还包括理论知识的学习、对自然现象的观察和分析等多个方面，故B错误； C、科学确实与生活紧密相连，生活中有许多科学现象。学习科学需要通过观察发现问题，通过思考分析问题，通过实践去验证和探索，故C正确； D、科学探究和发现并非只是科学家们的事，学生同样可以参与科学探究，培养科学思维和能力，这对学生的学习和未来发展都具有重要意义，故D错误。故选：C。 一、生活中的探究 9 二、科学家的探究 第3节 像科学家那样探究 10 一、生活中的探究 实验探究 11 二、科学家的探究 发现青蒿素 提出科学问题 20世纪，症疾肆虐，夺去了无数人的生命。寻找治疗症疾的有效方法，是科学家们面临的一个共同问题。 建立假设 1969年，屠呦呦受我国古代药典《肘后备急方•治寒热诸症方》的启发，提出猜想:青蒿对疟疾的治疗有重要价值 制订计划，进行实验 屠呦呦得到启发:原来古人用的是青蒿鲜汁! 她决定用沸点只有34.6°C的乙醚来提取青蒿中的有关物质。实验过程繁复而冗长。在经过190次失败后终于提取出青蒿中的有关物质。 12 二、科学家的探究 发现青蒿素 分析证据、得出结论 1971年10月，屠哟呦在实验室观察这种青蒿提取物对症原虫的抑制作用时，发现其对疟疾抑制率达到100%。1972年，研究小组成功分离并结晶出青蒿素，其抗疟功效在临床试验中得到证实。 解释、表达与交流 科研人员开启了测定青蒿素分子结构的工作，确定了青蒿素的分子结构。1986年，青蒿素获得新药证书。2001年，世界卫生组织向恶性症疾流行的国家推荐以青蒿素为基础的联合治疗方案。 13 二、科学家的探究 思考与交流 提出问题 提出的科学问题，应在问题产生的原因、实验探究的方向上有明确的指导意义 根据青蒿素的发现历程，你认为科学探究经历了哪些环节？ 建立猜想与假设 假设是以一定知识或生活经验作为依据的；猜想可以没有依据，更具有想象力，但探究方向不明确 14 二、科学家的探究 思考与交流 观察和实验检验 检验的结果不支持原假设时，应修改或提出新的假设，再进行实验 根据青蒿素的发现历程，你认为科学探究经历了哪些环节？ 分析证据、得出结论 交流与讨论 交流是探究的重要环节，不可忽视 15 二、科学家的探究 思考与讨论 在设备匮乏的困境中，科研人员以古籍为钥、实验室为战场，历经数百次实验淬炼，终让青蒿素绽放济世光芒。这种于困顿中拓路、在反复中坚守的探索精神，正是科学丰碑的基石。 发现青蒿素，是我国科研人员在没有先进实验设备的艰苦科研条 件下取得成功的范例。对此，你有什么感想? 16 【例题二】在装满水的杯子里还能放多少回形针的探究活动中，小宇逐枚轻轻地向杯中放入回形针，并数出到水开始溢出时一共放入了多少回形针，这一过程属于科学探究中的（　　） A．提出问题 B．进行实验 C．猜想与假设 D．得出结论 B 二、科学家的探究 【解析】 【分析】科学探究的主要环节有：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作，解决此题要结合科学探究的主要环节进行分析。 【解答】解：小宇逐枚轻轻地向杯中放入回形针，并数出到水开始溢出时一共放入了多少回形针，这一过程属于科学探究中的进行实验与收集证据。 故选：B。 二、科学家的探究 18 三、像科学家那样探究 第3节 像科学家那样探究 19 二、科学家的探究 20 三、 像科学家那样探究 科学探究方法 等效替代法 用等效的替代方案来简化复杂问题。例如，在研究地球运动时，可以用模型地球仪代替真实地球，用灯泡代替太阳来模拟昼夜交替。 控制变量法 通过控制其他变量来研究单一变量的影响。这种方法在实验中广泛使用，例如研究温度对植物生长的影响时，需要控制光照、水分等其他因素。 21 科学探究方法 类比法 利用已知事物的特性来理解未知事物。例如，用水流来类比电流，帮助理解电路中的电流概念。或者用细胞膜类比房屋的墙壁来解释细胞的选择性通透性。 转换法 将问题转化为更容易解决的形式。比如，将复杂的物理问题转化为数学方程，或者将抽象概念具体化。例如，用弹簧测力计将重力转化为可测量的长度。 三、 像科学家那样探究 22 模型法 构建简化的模型来研究复杂系统。可以是物理模型、数学模型或概念模型。例如，用原子模型来解释化学反应，或者用食物链模型来说明生态系统中的能量流动。 科学推理法 基于逻辑和经验进行推理得出结论。包括演绎推理（从一般到特殊）和归纳推理（从特殊到一般）。例如，通过观察多个生物体，归纳出生物的共同特征。 科学探究方法 三、 像科学家那样探究 23 科学探究 人的身高与脚印长度的关系 警察常根据脚印的长度来推断犯 罪嫌疑人的身高。考古学家也会根据 古代人脚印的长度来推测古代人的身 高。现在，让我们一起来探究人的身高与脚印长度的关系吧! 1. 提出问题:鞋印与脚印 人的身高与脚印的长度有什么关系? 2. 建立假设: 。 人的身高越高，脚印可能越长；人脚印的长度可能与身高存在着一定的比例关系 三、 像科学家那样探究 24 3. 制订计划: 建立假设后，需要设计方案来检验这个假设。人的身高与脚印长度 是否存在某种关系，关系如何?为了探究这个问题，你准备搜集哪些证 据?通过什么方法来搜集? 1.调查身边亲人朋友的脚印长度并记录； 2.调查出身高并记录； 3.用身高除以交的长度，计算出比例关系。 科学探究 三、 像科学家那样探究 25 4. 搜集证据: 检验假设时，需要足够的证据。搜集证据需要记录，表格和图像是很 好的记录方式。将你获得的数据填在表中。 调查对象 脚印长度/cm 身高/cm 比例关系 爸爸 妈妈 舅舅 24.8 168 6.774 24 165 6.875 27 185 6.852 科学探究 三、 像科学家那样探究 26 5 .分析证据并得出结论: 根据搜集的证据，你得出了什么结论?你的假设是否正确? 假设成立，结论：人的身高大约是脚印长度的6.8倍。 6. 交流与评价: 把你探究的结果与其他同学交流，你有什么收获和感想? 通过这次实践，让我们懂得了探索与发现的乐趣。 科学探究 三、 像科学家那样探究 27 【例题三】（2024秋•镇海区期末）科学研究常常采用不同的研究方法，下列实验中与其他三个研究方法不同的是（　　） A．体验宇宙的膨胀 B．用天平测量物体质量 C．制作细胞模型 D．用地球仪研究地球运动 B 三、 像科学家那样探究 28 【解析】 解：A.“体验宇宙的膨胀”，主要是运用气球体验“体验宇宙的膨胀”的感受等方式来进行对宇宙相关知识的探究，属于模型法。 B.“用天平测植物质量”，是通过使用天平这一测量工具对植物的质量进行精确测量，属于实验法，通过实验仪器等进行定量的测量研究。 C.“制作细胞模型”，是通过构建模型的方式来对细胞知识进行梳理和研究，属于模型法。 D.“用地球仪研究地球运动”，是利用地球仪这一模型来研究地球的运动，属于模型法。故选：B。 三、 像科学家那样探究 29 四、课堂总结 第3节 像科学家那样探究 四、课堂总结 五、练习与应用 第3节 像科学家那样探究 1. 模拟实验是一种重要的科学研究方法。下列实验中没有运用模拟实验的是（　　） A．用芝麻和黄豆的混合实验来认识分子间存在空隙 B．用酒精灯加热装满水的对流管的一端来研究对流现象 C．将两本书相对放在一起并将书向中间移动来研究板块运动 D．运用顶部和底部各有一个小孔的玻璃球以及橡皮管和针筒来研究潜艇的浮沉 B 三、练习与应用 【解析】 【分析】科学研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“科学推理”、“模型法”、“转换法”、“类比法”、“比较法”等方法。 【解答】解：A．用芝麻和黄豆的混合实验来认识分子间存在空隙，证明分子之间存在空隙时，用芝麻和黄豆混合，反复摇晃，属于模拟实验，故A不符合题意； B．研究对流现象时，用酒精灯加热装满水的对流管的一端，观察现象，属于实验法，故B符合题意。 C．研究板块的碰撞时，将两本书相对放在一起，然后向中间移动，属于模拟实验，故C不符合题意； D．研究潜艇的浮沉时，运用顶部和底部各有一个小孔的玻璃球代替潜艇，用橡皮管和针筒调节玻璃球中的水量，实现上浮和下沉，属于模拟实验，故D不符合题意。故选：B。 五、练习与应用 34 某同学以叶绿素含量为指标，研究了LED红蓝光照射对西兰花保鲜效果的影响。下表是甲、乙、丙、丁四位同学的叙述，他们的叙述与探究环节不匹配的是（　　） A．甲为提出问题 B．乙为作出猜想或假设 C．丙为制订计划进行实验 D．丁为表达与交流 D 甲 西兰花的保鲜效果受到什么因素影响 乙 可能是红蓝光照射对西兰花的保鲜效果有影响 丙 对一组西兰花不进行光照，另一组西兰花采用LED红蓝光持续照射 丁 红蓝光照射能缓解西兰花失绿变黄 五、练习与应用 【解析】 【解答】 解：A、在科学探究中，提出问题是探究的起点，甲同学提出的问题是“西兰花的保鲜效果受到什么因素影响”，这是科学探究的第一步，A不符合题意。B、在科学探究中，猜想或假设是对提出问题的可能答案的预测，乙同学的假设是“可能是红蓝光照射对西兰花的保鲜效果有影响”，这是对问题的直接回应，B不符合题意。C、制订计划是科学探究中的重要环节，丙同学的计划是“对一组西兰花不进行光照，另一组西兰花采用LED红蓝光持续照射”，这是对假设进行检验的具体实验设计，C不符合题意。D、丁同学的表述“红蓝光照射能缓解西兰花失绿变黄”并不是表达与交流，而是对实验结果的解释或结论。表达与交流通常涉及将实验结果和结论与他人分享和讨论，D符合题意。故选：D。 五、练习与应用 36 2. 为探究香烟烟雾的危害，某兴趣小组观察和记录了红肚玻璃鱼在不同浓度的香烟烟雾水溶液中的心跳次数，结果如表。 根据上述结果，以下说法正确的是（　　） A．第二组实验起对照作用 B．根据实验数据可得出香烟烟雾对红肚玻璃鱼的心跳有抑制作用 C．每一组实验均应选择多条大小、生长状况相似且数量相同的红肚玻璃鱼 D．此实验可获得启示：适量吸烟能提高心跳次数，有利于身体健康 C 实验组别 加入溶液 平均心跳次数（每分钟） 第一组 200毫升清水 66 第二组 200毫升含1只香烟烟雾的水溶液 82 第三组 200毫升含2只香烟烟雾的水溶液 95 第四组 200毫升含3只香烟烟雾的水溶液 71 五、练习与应用 37 【解析】 【分析】对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验，这个不同的条件，就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的，就是实验组；没有对实验变量进行处理的就是对照组。 【解答】解：A．一般的对实验变量进行处理的，就是实验组；没有对实验变量进行处理的就是对照组，故第一组实验（加清水）起对照作用，A错误。 B．与清水组比较，二、三、四组的平均心跳次数（每分钟）均大于66次/分，说明香烟烟雾对红肚玻璃鱼的心跳有促进作用，B错误。 C．为了控制单一变量，每一组实验均应选择多条大小、生长状况相似且数量相同的红肚玻璃鱼，C正确。 D．此实验分组较少，紧靠实验的三组数据不能说明吸烟就一定能提高心跳次数，并且烟草中含有多种有害物质，吸烟有害身体健康，D错误。 故选：C。 五、练习与应用 38 3. 科学方法是学习科学的重要途径，控制变量法、模型法、类比法、放大法是常用的科学方法。下列选项中对科学方法的分析不正确的是（　　） A．用杠杆示意图来表示人体手臂中的杠杆——模型法 B．用小球下陷的深度来反映小球重力势能的大小——转换法 C．探究重力势能大小与高度关系时，使用两个质量相同的小球——控制变量法 D．将形变的弹簧具有势能和相互作用的分子也具有势能进行对比——放大法 D 五、练习与应用 39 【解析】 【分析】科学研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“科学推理”、“模型法”、“转换法”、“类比法”、“比较法”等方法。 【解答】解：A.用杠杆示意图来表示人体手臂中的杠杆——模型法，故A正确，不符合题意； B.用小球下陷的深度来反映小球重力势能的大小——转换法，故B正确，不符合题意； C.探究重力势能大小与高度关系时，使用两个质量相同的小球——控制变量法，故C正确，不符合题意； D.将形变的弹簧具有势能和相互作用的分子也具有势能进行对比——类比法，故D错误，符合题意； 故选：D。 五、练习与应用 40 六、提升训练 第3节 像科学家那样探究 1. 科学家曾做过一个实验：在房间里挂了许多铃铛，然后让蝙蝠在房间中自由飞翔。第一次未对蝙蝠作任何处理，铃铛未响；第二次蒙住蝙蝠的眼睛，铃铛也未响；第三次塞住蝙蝠的耳朵，铃铛响了。该实验能研究的问题是（　　） ①耳朵对蝙蝠躲避障碍物是否起作用 ②眼睛对蝙蝠躲避障碍物是否起作用 ③房间大小是否影响蝙蝠的飞行 ④铃铛发出的声音是怎样传播的 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ A 六、提升训练 【解析】 【分析】科学探究是科学学习的重要方式。科学探究源自问题的发现，经历的过程是：提出问题→提出假设→设计研究方案→实施方案（收集证据）→检验假设→报告与交流。如果收集的证据不支持假设，则需要重新提出假设并重新验证。根据以上分析并结合题文实验目的来分析。 【解答】解：蝙蝠可以发出并接收超声，用来对障碍物进行定位。如果不能接收，则无法进行定位；实验中第一次未处理蝙蝠，第二次蒙眼、第三次塞耳，变量是蝙蝠的感官（眼、耳 ），目的是探究眼、耳对蝙蝠躲避障碍物是否起作用；③④与实验操作和变量无关；所以选①②。故选：A。 六、提升训练 43 2. 抗生素具有一定的杀菌作用。某实验小组欲检测A、B两种抗生素的杀菌效果，下列实验方案中最合理的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ C 六、提升训练 【解析】 【解答】解：A.取用粉末状固体，先将试管横放，用药匙或纸槽送到试管底，然后竖直试管，故A正确； B.加热试管中液体时，要用外焰加热，且液体体积不能超过试管容积的三分之一，故B错误； C.使用胶头滴管滴加少量液体，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，故C错误； D.废弃药品，不能直接倒入水池进入下水道，应倒入指定的容器内，故D错误。 故选：A。 六、提升训练 45 3.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的汁液。定时观察，结果如图所示，依据图示得出的结论正确的是（　　） A．叶的汁液加速了鱼的死亡 B．松的汁液解毒效果最好 C．三种叶的汁液对鱼都有毒性，且不同汁液的毒性不同 D．三种叶的汁液均能不同程度地降低铝对鱼类的毒 D 六、提升训练 46 【解析】 【分析】对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力。一般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组。没有处理的就是对照组。 【解答】解：A、叶的分解产物降低了鱼对铝盐毒性的敏感性而抑制鱼的死亡，错误； B、所测试的三种叶的分解产物能降低可溶性铝盐对鱼类的毒性，而不是对鱼都有毒性，错误； C、三种叶的分解产物能降低可溶性铝盐对鱼类的毒性，正确； D、柏的汁液解毒效果最好，最有利于鱼的生存而不是松，错误。故选：C。 六、提升训练 47 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$