第5节 科学探究

(共38张PPT)
提出一个问题，往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。
———— 爱因斯坦
科学家
所获的成果
牛顿
哥白尼
瓦特
达尔文
创立了“日心说”
发现了“万有引力定律”
创立了生物进化论
发明了“蒸汽机”
伽勒
发现了海王星
科学史：你认识他们吗？
今天我们就来学习研究问题的方法
——科学探究
小结：对于这些问题，大家都思考过，但你有没有研究过？你想知道该如何去研究吗？
在日常生活中，有许多问题曾经在我们脑海中盘旋过，例如：（1）当我们跳起后，不论跳得多高，为什么总是落到地上？ （2）为什么一颗小小的种子会长成参天大树？ （3）我们又是怎样从小小的婴幼儿长到现在的青少年？
阅读材料：回答问题
科学的核心是探究，探究是学习和研究科学的很重要的方式。
你知道科学家是怎样进行探究的吗？
《天花和牛痘的故事》
天 花
天花是一种滤过性病毒引起的烈性传染病
（1）发现问题 提出问题
A、往人的鼻孔吹痘茄粉可预防天花（但不安全）。
B、养牛场挤奶女工中没有人患天花。
C、已经得过天花的人不会再次感染天花。
科学家进行探究活动的基本过程是怎样的？
挤奶女工为什么没有人患天花？
一、科学家的探究
（2）提出猜想或假设
（3）设计研究方案
——“或许得过一次天花，人体会对天花产生免疫力”
——对人接种牛痘脓浆，观察是否会像挤奶女工那样对天花产生免疫力
（4）实施方案（收集证据）
——接种牛痘的男孩，一个多月后再接种天花痘浆，没有出现任何天花病症。
（5）检验假设得出结论
——男孩已具有了抵抗天花的免疫力。即 得过一次天花，人体会对天花产生免疫力”
（6）报告与交流
——琴纳向世界公布了自己的研究成果 （对探究的过程和结论以口头或书面报告等形式表达出来，与他人进行交流和讨论）
2、科学探究的一般 过程：
①发现和提出问题
②建立猜测和假设
③设计研究方案
④实施方案（收集证据）
⑤检验假设得出结论
⑥报告与交流
思考：如果收集的证据不支持假设，怎么办？
需重新提出假设并重新验证……
建立猜想和假设
收集证据、检验假设
得出结论、作出解释
科学探究的基本过程
发现问题、提出问题
发现和提出问题
建立猜想或假设
设计研究方案
实施方案（收集证据）
检验假设，得出结论
评价与交流
科学探究的基本过程
科学探究一定是科学家的事吗？我们会探究吗？
小明同学有个问题想请我们用探究的方法帮她解决。
台灯为什么不亮了
我们一起来探究吧！！
究竟是哪一种原因引起电灯熄灭的呢？这是需要找出证据来证明的．
　　根据自己的生活经验和知识，可以提出许多引起电灯熄灭的原因：
1.可能是：. . . . . .
2.可能是：. . . . . .
3.可能是：. . . . . .
4.可能是：. . . . . .
１、小区可能停电了？
证明：推开窗户，发现
其他楼层都亮着灯。
结论１：小区没停电，
　问题出在自己家里。
２、保险丝可能烧断了？
证明：走到另一个房间，
　　打开开关，电灯亮了
结论２：保险丝没断，
问题出在灯泡上
３、可能接触不良？
证明：拧动灯泡，发
现电灯仍然不亮。
结论３：接触没问题，
　　问题出在灯泡上。
４、灯泡可能坏了？
证明：换了一个新
灯泡，灯亮了。
结论４：灯泡坏了。
提出问题
建立假设
收集证据
得出结论
可能是……
可能是…….
可能是…….
…………
电灯为什么会熄灭？
是否停电、保险丝是否烧断
原来是灯泡坏了
是否接触不良、是否灯丝断了
……
科学探究并不神秘，它存在我们的日常生活之中，只要我们学会观察, 善于质疑，勤思考，多动手，就一定会有更多的收获和创造。
如何用探究的方法解决生活中的问题：
小明肚子为什么疼了？
可能是吃了不清洁的东西； 可能是受凉了；可能是吃的 太饱了；可能是盲肠炎……
检查疼痛的部位；用听诊器听诊；化验等等……
找出原因并对症下药。
提出问题
建立假设
检验假设
得出结论
——小明肚子疼了
提出猜想
建立假设
制定方案
设计实验
实施方案
收集证据
检验假设
得出结论
发现问题
提出问题
评价与
交流
脚印的长度与身高有什么关系？
脚的长度与身高成正比。
测量各种不同的人的脚的长度与身高，寻找两者间的关系。
进行实验并用表格记录收集的数据。
脚印的长度与身高的比例约为……
……
问题 脚印的长度与身高有什么关系？
猜想 脚的长度与身高成正。
思路 分别测量各种不同的人（根据体形、年龄、性别等进行分类）的脚的长度与身高，寻找两者间的关系
对象 学校里的同学或老师
工具 刻度尺
简单的探究报告
调查号 姓名 性别 脚印长度 身高
1
2
3
4
结论 脚印越长，身高越高。并且能够对罪犯的性别、年龄、身高、走路姿势作出分析并画像。
提出猜想
建立假设
制定方案
设计实验
实施方案
收集证据
检验假设
得出结论
发现问题
提出问题
评价与
交流
……
黑盒子里装着什么
？
1。摇一摇知道体积
2。掂一掂知道质量
3。吸一吸知道磁性
4。翻一翻知道形状
实验并记录
得出结论黑盒子里装的是……
摇一摇，估计物体的大小，即体积。
掂一掂，估计物体的质量。
用磁铁吸一吸，判断物体有没有磁性。
翻一翻，判断物体的形状。
还有什么办法可以判断物体的其它性质？
提出猜想
建立假设
制定计划
设计实验
进行实验
收集证据
检验与评价
发现问题；
提出问题；
交流与合作
脚印与身高的关系如何？
黑盒子里装着什么？
从日常生活中发现问题.
b.动物们是怎样生活的
c.为什么月亮有时弯有时圆
d.为什么白糖在热水里比在凉水里溶解得快,而且溶解得多
例如: a.为什么铅笔放在水里会变弯
e.……
根据我们已有的知识和经验，对导致现象发生的原因进行猜想和假设。
例如：
a.开灯后，电灯闪了一下就灭了，很大的可能性是灯丝烧断了。
b.几户人家的灯同时灭了,很大的可能性是停电了。
c.……
制定计划是科学探究的中心环节。
本环节计划得科学、周密与否直接影响着探究活动的成败。
科学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
在研究某一实验变量对研究对象的影响时，所进行的除了实验变量不同以外，其他条件或因素都相同的实验，叫做对照实验。一个对照实验中分为实验组和对照组，实验组是指接受实验变量处理的那一组（与假设一致的组），一般来讲人为改变条件的组作为实验组；未知实验结果的组作为实验组。对照组是不接受变量处理的或常态下的那一组。
如：一个科研小组计划检测一种新研制的环保型除草剂是否能有效地除草，他们选用了三块相似的草地进行实验。第一块草地喷洒传统的除草剂，第二块草地喷洒与第一块等量的新型除草剂，第三块草地不喷任何除草剂。几天后，发现第一块草地的除草效果良好，而第二块草地与第三块草地长势相似。
实验组：
对照组：
第二块草地：喷新型除草剂
第一、三块草地：喷传统除草剂和不喷任何除草剂
1.写出探究一的科学探究过程。
怎样根据人脚印的长度来判断人的身高？
2.同步学案24—26页
科学家是怎样进行探究的：
——发现海王星
自1781年天王星被发现后，1820年发现天王星的观测数据与应用牛顿万有引力计算得到的运行轨道出现偏离，于是天文学家就围绕这一问题展开了探究。
1830年后科学家们提出了种种假说，如“观测误差”说、彗星撞击“灾变”说、“未知卫星”说等，它们都因证据不足而一一被排除。英国的亚当斯和法国的勒威耶提出“未知行星”假说，并被不少天文学家所接受。他们独立运用数学方法对收集到的数据进行复杂的推算。
1845年9月，亚当斯计算出新行星的质量和轨道参数，并请求格林尼治天文台和剑桥大学天文台帮助寻找新行星，可惜没有引起权威的重视。
1846年9月，勒威耶将自己独立研究的结果寄给德国柏林天文台恳请伽勒帮助寻找新星。伽勒9月23日收到来信，当晚仅用了1小时就发现了这颗新的行星，后被命名为海王星。