内容正文:
1.3像科学家那样探究
你在日常生活、科学研究与学习过程中,如果遇到了一个问题,怎么办?
可以通过观察、实验、测量、思考等方法解决
这样的过程就是一个科学探究过程。
一、生活中的探究
观察
提问
假设
预测
实验检验
继续探究
不支持假设,
修改或提出新假设
某小组在探究“蚯蚓的运动”中,作出的假设是:蚯蚓在玻璃板上比在粗糙纸上运动速度更快,可是实验结果却相反,对此该小组应( )
A.放弃自己的实验结果
B.进一步查找资料重新作出假设并进行实验
C.适当修改实验结果以保持与原有假设一致
D.不管实验结果,直接根据假设得出结论
B
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。
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。
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。
二、科学家的探究
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。
二、科学家的探究
科学探究
根据青蒿素的发现历程,你认为科学探究经历了哪些环节?
思考与讨论
建立猜想或假设
获取事实与证据
得出结论、作出解释
提出问题
制定方案或计划
表达与交流
制定方案或计划:实验探究目的(探究XXXX);控制变量法;设置对照实验(等量)
获取事实与证据:重复实验;实验现象
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?
一名优秀的科学家具备的素质:
首先,优秀的科学家必须要有好奇心,对于自然的好奇,对于普遍事物的好奇;
其次,优秀的科学家必须要有恒心,他们在研究实验过程中不断努力,锲而不舍;
最后,优秀的科学家一般都有很强的自信心,相信自己判断。
思考与讨论
伽俐略对教堂里的吊灯发生了兴趣,思考吊灯摆动时来回的时间是怎么测量呢?是不是来回的时间都是一样呢?可是没有钟表,吊灯摆动很快,怎样才能测定短暂的时间呢?这位实验家想出了一种办法。他一手按着自己的脉搏,数着跳动的次数,一边看着灯的运动。结果发现了一条规律:摆幅尽管可大可小,而来回一次摆动中脉搏跳动的次数却是一样的。后来,人们都知道了这个原理。
提出问题
建立假设
制定方案
获取事实与证据
得出结论
表达与交流
练一练(找出该案例中的科学探究环节)
控制变量法
通过控制其他无关变量来研究单一变量(自变量)的影响。
等效替代法
用等效的替代方案来简化复杂问题。
科学探究方法
转换法
将问题转化为更容易解决的形式。例如,用弹簧测力计将重力转化为可测量的长度。
类比法
利用已知事物的特性来理解未知事物。如,用水流来类比电流。
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。
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。
科学探究方法
对照原则
为探究种子萌发的环境条件,设计了如下实验:在甲、乙、丙、丁四个培养皿上,都放入25粒大小相同豌豆种子,然后将它们放在不同条件下进行培养,数日后记录种子萌发的情况如下表。
装置 甲 乙 丙 丁
场所 黑暗 黑暗 日光下 日光下
温度 23℃ 23℃ 23℃ 23℃
棉花干湿状态 潮湿 干燥 潮湿 干燥
种子萌发数量 23 0 24 0
等量原则
单一变量原则
(平行重复原则)重复实验
①生物:取多个样本,做多次相同的实验
如,取不同年龄段,不同性别,但健康状况一致的小白鼠各20只,均分为甲、乙两组。
目的:多样本,避免实验的偶然性
②物理:多次测量,取平均值减小误差
三、我们一起来探究
探究一:根据人脚印的长度判断人的身高
警察常根据脚印的长度来推断罪犯的身高。考古学家也会根据古代人脚印的长度来确定古代人的身高。
现在,让我们一起来探究人的脚印长度与身高的关系吧!
1.提出问题:
人脚印的长度与身高有什么关系?
2.建立假设 :
既然能用脚印的长度来估计一个人的身高,那么人脚印的长度与身高存在着一定的比例关系。
可能身高越高,脚印长度越长
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3.设计方案
思考:在测量脚印和身高时有什么需要注意的?
参考答案:测量不同年龄、不同性别、不同体重的人,脚印的长度与身高,多测几组数据。
4.收集证据,检验假设
收集证据需要记录,表格记录法是很好的记录方法。
同 学 身 高(厘米) 脚印长(厘米) 身高是脚印长的倍数
A
B
C
D
同 学 身 高(厘米) 脚印长(厘米) 身高是脚印长的倍数
A 150 22
B 156 22.5
C 165 24
D 178 26
E 163 24
F 170 25
G 153 22.5
H 171 25.1
6.93
6.88
6.82
6.85
6.79
6.80
6.80
6.81
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5.得出结论,作出解释
脚印的长度与身高确实存在着一定的倍数关系,他们的倍数关系在6.8倍到7倍之间。
科学家的大量研究发现:身高 = 脚印长(赤脚) × 6.876
该公式可应用于公安破案,据案发现场脚印推测犯罪嫌疑人身高。
6.评价与交流
脚印的长度与身高成正比。
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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
2.当你感冒到医院里看病时,通常医生会问你是否头痛、咳嗽、鼻塞等,然后给你量体温,医生采取的这些行动的直接目的是为了( )
A.建立假设 B.制定计划
C.获取事实与证据 D.检验与评价
C
3.人民币一元硬币有明亮的银白色的光泽且密度较大,小明同学认为一元硬币中含有铁,他这一想法属于科学探究过程中的-------------( )
A.提出问题 B.猜想 C.获得结论 D.反思
B
课后练习
4.为了区别酱油和陈醋,有同学提出:“可用闻气味的方法区分酱油和陈醋”。这位同学的说法中“可用闻气味的方法区分酱油和陈醋”应属于科学探究环节中的( )
A.提出问题 B.设计实验 C.猜想与假设 D.获得结论
B
5.何洁同学为确定实验室某一失去标签的液体物质,设计如下探究方案,其中你认为错误的是( )
A.将液体倒入试管中观察其颜色
B.测量液体的密度
C.滴加酚酞试液检验液体是否为是碱
D.用嘴尝尝液体是甜味还是酸味
D
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