1.3 像科学家那样探究（教学设计）科学新教材浙教版七年级上册

该初中科学教学设计聚焦“科学探究的一般步骤”核心知识点，以“墨子号”卫星发射案例导入，通过“手持小电扇不转动”生活实例引导学生初步感知探究过程，再结合屠呦呦发现青蒿素案例归纳科学探究步骤，最后以“身高与脚印长度关系”实践活动让学生应用，构建从生活到科学、从认知到实践的学习支架。 该资料特色在于情境化与实践性结合，通过生活实例和科学家案例培养科学观念，“身高与脚印关系”探究活动强化探究实践能力，屠呦呦案例渗透态度责任教育。既帮助学生掌握探究方法、提升科学思维，也为教师提供清晰教学流程和可操作实践素材，提升课堂效率。

第3节 像科学家那样探究（教学设计） 年级 七年级 学科 科学 教师 课题 第3节 像科学家那样探究 教学 目标 科学观念 知道科学探究的重要性；了解和认识科学探究的基本步骤；会对简单的科学问题进行科学探究。 科学思维 探究中，体会科学探究与生活中的探究在本质上的相似性。 科学探究 通过对“手持小电扇不会转动的原因”、“人的身高和脚印长度的关系”等的探究，实施简单的科学探究活动，了解科学探究的基本步骤。 科学责任 从科学家的探究案例中，体会科学探究的一般步骤和基本方法。 学情分析 科学探究是贯穿于整个科学教学的一条主线，本节内容放在第一章的最后一节教学，目的是在前几节“有形”测量的基础上，向综合、开放的探究过程拓展，形成科学探究的整体思路。本节通过介绍科学家成功的探究活动和生活中的具体探究实例来展开科学探究的过程和方法，并让学生尝试初步运用科学探究的方法来解决生活中两个实际问题。通过学习使学生知道科学探究的一般过程，为后续的学习和探究活动提供较为系统的探究思路。所以本节内容具有比较重要的作用和地位。 而七年级学生抽象理性思维能力较弱，容易形成科学“遥不可及”的前印象，不利于激发探究的兴趣，但却对科学探究充满了神秘感及向往。通过学习科学家的探究事例，让学生学习探究的过程，使学生充分体会到科学就在我们身边，只要细心观察思考，自己也可以参与科学探究活动并取得成功。 教学重点 知道科学探究的几个步骤。 教学难点 如何提问、如何建立猜想和假设。 教学器材 课件、课本、视频、活动器材等。 教学过程 教师活动 学生活动 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？ 导入新课。 学习新课 根据生活实例了解实验探究 生活中，我们经常地遇到一些现象，然后我们也会自行利用科学探究来解决实际问题； 例如，你的手持小电扇不会转动了。你一定想知道电扇不转动的原因，你思考或探究过程是怎样的？ 提出问题：手持小电扇为什么 不转动了？ 作出假设：可能是电池没电了。 作出预测：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。 实验：对手持小电扇充电或换上新的电池。 验证：按一下小电扇的开关，结果手持小电扇正常转动起来了。 这就是一个生活中科学探究的实例。 1、 上述探究过程中，经历了哪些环节和步骤？ 2、若换上电池或充电后，手持小电扇还是不会转动，接下来你会怎么想？怎么做？ 若换上电池或充电后，手持小电扇还是不会转动，则说明前面的假设不正确，应该重新提出假设，如可能是导线断了、可能是电动机坏了……，然后再进行预测和实验，直到找到原因，然后采取相应的措施。 一些学生手中也有手持小电扇，从小电扇不转动入手，展示生活中的科学探究，可增加学生的兴趣。 并初步认识到科学探究的一般过程，同时体会生活中也存在探究，探究不是科学家的专利体现生活处处有科学的理念。 学习新课 一、生活的探究 1、生活中，我们经常利用科学探究解决实际问题； 2、生活中科学探究的一般步骤： （1）观察现象；（2）提出问题；（3）作出假设； （4）进行预测；（5）实验检验。 3、若实验检验结果不支持假设，则应该修改或提出新假设，然后再预测、实验，直到实验结果支持假设。 4、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行探究，直到找到真正的原因，发现规律。 生活中的科学探究是粗略的，有时还是定性的而科学家的探究则更为精密、细致，更多的是定量的。 学习新课 二、科学家的探究 1、科学探究： 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，通过多种途径寻求证据，运用创造性思维解决问题，并通过评价与交流达成共识的过程。 科学为了探究科学真谛做出了艰辛的努力。如，“发现青蒿素并应用于治疗疟疾的研究”就是一次成功的科学探究活动。 2、屠呦呦团队发现青蒿素的故事： 讨论交流： 1）根据青蒿素的发现历程，你认为科学探究经历了哪些环节？ 参考：提出科学问题→建立假设→制订计划、进行实验→分析证据、得出结论→解释表达和交流 2）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？ 参考：即使科研条件很艰苦，我国的科学家们，没有条件，创造条件也会将研究进行下去，这就是一种责任心，一份担当，这更是科学探究的所需要的精神和毅力。 好奇心和兴趣是科学研究的驱动力，保持对科学探究的好奇心和兴趣，我们也可以像科学家那样，逐步走向成功。 阅读：屠呦呦与青蒿素 归纳： 3、科学探究的一般过程和步骤： ①提出科学问题； ②建立猜想与假设； ③制订计划和方案； ④进行实验与搜集证据； ⑤分析证据； ⑥得出结论； ⑦解释、表达和交流。 4、关于科学探究过程的三点说明： （1）在开展科学研究时，首先要发现和提出问题，然后针对所要探究的问题，结合自己的已有经验、科学知识和已掌握的有关问题的信息，通过思考建立猜想或假设。接着，对要探究的问题制订探究的计划，通过观察实验等途径获取尽可能多的事实或证据，分析证据并得出结论，然后以书面报告、论文等形式表达，并与他人讨论和交流探究的过程与结果。 （2）科学研究是一个不断创新的过程，科学家并不是总在每一项研究中使用相同的方法，经历相同的过程。“发现青蒿素”的研究显示了科学家进行实验探究时可能遵循的一般过程。 （3）对照实验方案设计过程中，一般要考虑变量的控制：找到需要操纵的变量，设置实验组与对照组，使实验组与对照组中的变量只有一个，即变量的唯一性。 拓展： 对照实验实验设计中，变量唯一性设计举例： 如，“比较蔬菜中维生素C含量”实验设计： 原理：维生素C可使紫色高锰酸钾溶液褪色； 设计：在4支同样的试管中分别加入2mL相同浓度的紫色高锰酸钾溶液，然后用相同的滴管分别向其中滴加黄瓜、青椒、芹菜、白菜的汁液，边滴加边振荡，直到紫色高锰酸钾溶液刚好褪色为止，记录所滴加的汁液滴数。 分析证据：若汁液滴数越多则表明维生素C含量越少。 分析与讲解： 需要操纵的变量：不同的蔬菜（不同的维生素C含量） 需要控制相同的变量： 4支试管相同、滴管相同、高锰酸钾溶液的浓度相同、高锰酸钾的体积相同、蔬菜都取汁液、都是边滴加汁液边振荡，都滴加到刚好褪色。 整个实验设计过程中，只有蔬菜中的维生素C含量不同，其余条件均相同。即变量唯一。 以青蒿素的发现为平台，让学生认识到科学探究的过程 从而归纳、提炼出科学探究的一般步骤与环节 使学生明白一般步骤，而具体运用到探究中时，切不可生搬硬套，要根据具体情况而定 拓展内容：变量的控制为后续科学探究作铺垫 学习新课 三、像科学家那样探究 1、医生的科学探究： 医生会像科学家那样获取事实与证据，做出可靠的判断。 如，某同学发烧了，是什么原因呢？受凉了还是身体某处有炎症？……医生会测体温、听诊、验血、验尿或大便等。医生综合这些信息后就可判断发烧的原因。而且能得到和使用的信息越多，对信息的综合分析越细致，得出的结论就越可靠。 2、我们也需要科学探究： 科学家在探索自然规律时需要进行科学探究，我们在学习科学知识时，也要进行科学探究。 2、警察和考古学家的研究：警察常根据脚印的长度来推断狡黠嫌疑人的身高；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。 3、我们学习过程也需要科学探究： 科学家在探索自然规律时需要进行科学探究，我们在学习科学知识时，也要进行科学探究。 探究实践：探究人的身高与脚印长度的关系 （1）提出问题： 人脚印的长度与身高有什么关系？ （2）建立假设： ； （3）制订计划： 建立假设后，需要设计方案来检验这个假设。人的身高与脚印的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？ （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。 （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？ （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？ 在了解了科学探究的一般步骤、方法后，引导学生模仿着进行探究，实践练习 以达到突出重点的目的 通过模仿探究，达到教学目标 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1.（25-26七年级上·浙江嘉兴·期中）屠呦呦在研究青蒿素时，从古籍《肘后备急方》“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”中得到启发，认为青蒿对疟疾治疗有重要价值。这一过程属于科学探究环节中的（   ） A．提出问题 B．建立假设 C．设计实验方案 D．收集事实与证据 【答案】B 【解析】科学探究的一般过程包括：提出问题→建立假设设计实验方案→收集事实与证据→得出结论→交流评价。题干中描述的是屠呦呦根据古籍记载，初步形成“青蒿可能具有抗疟效果”的猜想，这属于建立假设的阶段。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 2.（25-26七年级上·浙江杭州·阶段检测）今年是体重健康管理年，每个学期学校为学生体检时，需要测量身高和体重，以筛查学生肥胖率。“测量身高和体重”的过程属于科学探究环节中的（　　） A．提出问题 B．建立假设 C．设计实验方案 D．收集事实与证据 【答案】D 【解析】A．提出问题是科学探究的起点，是指在观察的基础上，对所观察到的现象提出疑问。而“测量身高和体重”并不是提出疑问，故A不符合题意； B．建立假设是在提出问题后，根据已有的知识和生活经验，对问题的答案作出的推测。比如“儿童青少年近视可能与长时间使用电子设备有关”等，“测量身高和体重”并非是对问题进行推测，故B不符合题意； C．设计实验方案是针对要研究的问题，设计出具体的实验步骤和方法，以验证假设是否成立。例如设计一个关于不同用眼习惯对视力影响的实验方案，“测量身高和体重”不属于设计实验方案，故C不符合题意； D．收集事实与证据是通过观察、调查、实验等方法，获取与研究问题相关的各种信息和数据。“视测量身高和体重”是通过实际的检查，收集身高和体重情况等信息，属于收集事实与证据的环节，故D符合题意。故选D。 3.（25-26七年级上·浙江·期中）实验室中的两瓶试剂，一瓶是蒸馏水、另一瓶是糖水，因失去标签而无法区别。小科建议：将两瓶液体各取少许分别滴在玻璃片上，然后将水分蒸发掉，根据玻璃片上是否残留有白色固体加以区别。这个环节属于科学探究中的（　　） A．猜想与假设 B．设计实验与制订计划 C．进行实验与收集证据 D．得出结论 【答案】B 【解析】A、猜想与假设，是根据现象和相关资料提出假设，这个环节不属于猜想与假设，不符合题意； B、设计实验与制订计划，是根据相关资料设计实验方案，故将两瓶液体各取少许分别滴在玻璃片上，然后将水分蒸发掉，根据玻璃片上是否残留有白色固体加以区别。属于设计实验与制订计划，符合题意； C、进行实验与收集证据，是根据实验方案进行实验，该环节不属于进行实验与收集证据，不符合题意； D、得出结论，是根据实验现象、实验数据等得出结论，该环节不属于得出结论，不符合题意。故选B。 4.（25-26七年级上·浙江杭州·期中）下列关于科学、科学技术的观点和看法，正确的是（　　） A．老师教的都是经过多年浓缩提炼的经典知识，已不必修正 B．小明同学昨夜游湖时有一个重大科学发现，找到了武松墓 C．所有的科学研究都需要以实验为依据和准绳 D．科学技术既有好处，也有坏处，随着科学技术的发展，好处将占主导地位 【答案】D 【解析】A．老师教授的经典知识是经过实践和时间检验的，但科学是不断发展的，知识也会随着新的研究和发现被修正或补充，故A错误； B．武松是古典文学作品《水浒传》中的虚构人物，不存在真实的“武松墓”，所以这个说法不符合科学事实，故B错误； C．科学研究的方法不只有实验，还有观察、调查、模拟、理论分析等多种方式，故C错误； D．科学技术是一把双刃剑，比如核能可以用来发电，也可以制造核武器；互联网方便了信息交流，也带来了网络安全问题。但从整体发展来看，科学技术的进步更多是推动社会进步、改善人类生活，好处占主导地位，故D正确。故选D。 5.（25-26七年级上·浙江绍兴·期中）小明在家灌水时注意到随着热水瓶内的水越来越多，灌水时声音的音调也在改变，猜测可能是水位的高度会影响音调。小明提出这种观点属于科学探究中的哪个环节（　　） A．发现并提出问题 B．作出猜想和假设 C．实验并收集证据 D．交流合作和评价 【答案】B 【解析】题干中“猜测可能是水位的高度会影响音调”属于对灌水时音调改变原因的推测，是科学探究中的作出猜想和假设，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 6.（25-26七年级上·浙江绍兴·期中）冬冬设计了一个关于“探究非生物因素对黄粉虫生活的影响”的实验装置，此实验装置探究的是哪种环境因素对黄粉虫生活的影响（　　） A．温度 B．光 C．麦麸 D．风力 【答案】B 【解析】对照实验是指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之外，其他条件都相同的实验，其中不同的条件就是实验变量。在该实验装置中，除了光这一条件不同（一侧明亮，一侧阴暗），温度、麦麸（食物）、风力等其他条件都相同。所以此实验装置探究的是光对黄粉虫生活的影响。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 7.（25-26七年级上·浙江绍兴·期中）在降落伞比赛活动中，小明将活动中的数据进行了记录如下表，用来探究降落伞在空中滞留的时间与哪些因素有关，分析表格中的数据回答下列问题： 次数 降落伞形状 降落伞面积 降落伞下落高度/m 降落伞滞留时间/s 1 圆形 0.5 3 3.67 2 圆形 1 3 5.82 3 正方形 1 3 5.82 4 正方形 1 6 9.24 (1)活动中利用的测量工具有秒表、 。 (2)探究降落伞滞留时间与面积的关系应分析序号 中的数据。 (3)分析序号3和4中的数据得到的结论是 。 【答案】(1)刻度尺(2)1、2(3)当降落伞的形状、降落伞面积相同时，降落伞下落高度越高，降落伞滞留时间越长 【解析】（1）由表格中数据知，实验中需要用刻度尺测量降落伞降落的高度，用秒表记录降落伞滞留时间，还所以还需要刻度尺。 （2）要探究降落伞滞留时间与面积的关系，应该控制降落伞形状、降落伞下落高度相同，改变降落伞面积，1、2中的数据符合题意。 （3）分析序号3和4中的数据知，降落伞的形状、降落伞的面积相同，降落伞下落高度不同，且降落伞下落高度越高，降落伞滞留的时间越长，由此可知：当降落伞的形状、降落伞面积相同时，降落伞下落高度越高，降落伞滞留时间越长。 板 书 设 计 课 堂 小 结 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，通过各种途径寻求证据，并通过创造性思维评价与交流达成共识的过程。 2、科学探究的一般步骤：提出问题、猜想与假设、设计研究方案、收集证据、检验假设、评价与交流。 3、对照实验设计中，变量唯一。 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $