第5节科学探究

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第5节 科学探究
　 根据自己的生活经验和知识，小明提出了许多引起电灯熄灭的原因：可能是整个小区停电了；可能是自己家里的保险丝烧断了；可能灯泡接触不良；可能是灯丝断了．．．
一天晚上，小明在房间里看书，忽然，悬挂在天花板上的电灯熄灭了．电灯为什么会熄灭？
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．
一、生活中的探究
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，
问题出在灯炮上
３、可能接触不良？
证明：拧动灯泡，发现灯仍然不亮。
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。
电灯为什么不亮呢？
你能说说小明是怎样进行探究的吗？
提出问题：
电灯熄灭
的原因何
在？
建立假设：
可能是．．．
可能是．．．
可能是．．．
可能是．．．
可能是．．．
收集证据
检验假设：
观察户外
的、别的
房间的灯、
线路、灯
丝、灯头
作出解释：
灯头里的灯丝断了
在探究问题时，我们一般会假设几种可能的原因，再对每一种可能产生的结果进一步探究，直到找到真正的原因，采取相应的措施。
海王星是距离太阳(Sun) 第八个位置的行星，也是太阳系第四大（以直径来说）的行星。海王星的直径比 天王星(Uranus)小，但是质量比天王星要大。
轨道：距离太阳 4,504,000,000 km
直径：49,532 km
质量：1.0247X1026 kg
二、科学家是如何进行科学探究的呢？
天王星运行的轨道与计算结果不一致
这种反常现象可能是某颗未知行星的影响造成的
望远镜发现了一颗新星
发现了海王星
发现问题提出问题
建立假设
收集证据检验假设
得出结论
亚当斯和勒威耶发现海王星
提出问题
为什么得过牛痘的女工不会患天花呢？
建立假设
或许得过一次天花，人体就对天花产生了免疫力
设计实验
收集证据
检验假设
取微量牛痘脓浆，接种到…
得出结论
接种牛痘可以抵御天花
天花和牛痘的故事－－琴纳发现天花疫苗
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
发现问题、提出问题
科学探究的基本过程有哪些呢？
设计方案
评价与交流
脚印的长度与人的身高会有什么关系？
三、我们一起来探究
1.提出问题
2.建立猜想和假设
3.设计验证方案
4.收集获取事实与证据
调查号 姓名 性别 脚印长 身高
…
6.交流
5.检验假设
黑盒实验
给你一个密封的盒子里面放有一个物体。在不打开盒子的前提下。想知道里面装的是什么东西，你会用什么办法？
操作 目的 感受或现象 判断
摇动 感觉大小 可以滚动 应该较小
掂掂轻重 感受质量 很轻 质量很小
…… …… …… ……
四、探究实验中的控制变量法
1、变量：
实验中，所有影响测试结果的因素
如：了解不同气温时蟋蟀的鸣叫次数变化
除温度之外的影响因素
湿度
光照
……
2、自变量：
为了检验某种假设而特意人为改变的变量称为自变量
3、因变量：
随着自变量变化而改变的变量。又称相关变量
4、无关变量：
除自变量之外的其他变化因子。
实验中需要控制相同的，也称控制变量
如果我们假设影响事物本质或规律的因素有N个
在研究过程中控制其中的N-1个
确定其中的1个为研究对象
种子的形状
种子的大小
种子的饱满程度
种子萌发时的温度
种子萌发时的水分
空气
次要变量
主要变量
变量
5、控制变量法：对多变量的问题，情况往往比较复杂，此时可以把其他变量固定，只对比其中一个变量的变化对问题的影响
例：小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录相关数据。
试一试：你能设计实验和表格吗？
例1．(2006宁波)家用洗洁精是水体污染源之一，为研究其对水生生物的生存是否产生影响，某研究性学习小组
以“洗洁精对草履虫的生存影响”为课题进行了一些探究。
【提出假设】不同浓度的洗洁精对草履虫生存会产生不同的影响。
【设计实验】
第一步：取5个培养皿，分别标记为1～5号。
第二步：用清洁的河水分别配制不同稀释倍数的洗洁精溶液。
第三步：在l～5号培养皿中加入等体积的上述洗洁精溶液。
第四步：在5个培养皿中各加入20只生长状态良好的草履虫，在其他条件相同的情况下，培养一段时间后借助仪器进行观察，记录存活的草履虫数量。
【记录数据】实验后测得如下数据：
培养皿编号 l 2 3 4 5
洗洁精稀释倍数 2 10 20 50 100
草履虫存活数量／只 O 5 7 l 1 17
41．洗沽精浓度越高，草履虫存活数量越少 对照(对比)
生活废水不能直接排放到江河湖泊(其他合理答案均给分)
培养皿编号 l 2 3 4 5
洗洁精稀释倍数 2 10 20 50 100
草履虫存活数量／只 O 5 7 l 1 17
【记录数据】实验后测得如下数据：
【数据分析】根据以上实验数据，可以得出的结论是 ▲ 。
【实验改进】本实验设计还可进一步完善，最好再增设一组 ▲ 组。
【应用推广】根据上述探究结果，请你提出一条防治水域污染的措施： ▲ 。
洗洁精的浓度越大对草履虫的生存越不利
对照
生活污水不要任意排放
例2．(2006杭州)为了探究某种植物种子萌发的最适条件，小帆同学将不同含水量的该种植物种子置于22℃的条件下进行萌发，实验时保持其它环境条件适宜并相同。记录7天后植物种子的萌发情况，结果如下表所示。
种子含水量/% 20 30 40 50 60 70 80
种子萌发率/% 8 16 33 56 73 86 81
据表中的数据所得出的下列结论，正确的是
A．该植物种子萌发的最适温度为22℃
B．在环境温度为22℃时，该植物种子萌发的最适含水量约为70％
C．在环境温度为22℃时，该植物种子含水量越大，萌发率越高
D．该实验数据表明，该植物种子的萌发率与氧气浓度无关
B
例3．（2007嘉兴）某中学兴趣小组在学习了青蛙的个体发育后，开展“各种污染物对青蛙受精卵孵化率的影响”的探究活动。
他们采集了一定数量的青蛙受精卵，以醋、洗涤剂、氨水作为污染物，在培养皿中进行实验观察。
(1)在2个培养皿中加入等量的清水，并编号1、2、3；再分别加入上述等质量的污染物。
(2)把青蛙受精卵分成三等份(各100粒)，分别放人上述培养皿中，在相同适宜的环境中孵化。
(3)实验时需要定时观察记录的内容是 ▲ 。
(4)由实验可知，青蛙的有性生殖方式为 ▲ (选填“卵生”、“胎生”或“卵胎生”)。
(5)他们的实验方案还存在不完善的地方，请写出一条改进建议 ▲
卵生
受精卵孵化成蝌蚪的数目
实验中增加对照组
观察蜗牛
例4．为探究微量元素铁、锌对白玉蜗牛生长的影响，某兴趣小组选取体重相近的白玉蜗牛分成四组，在相同的环境中进行喂养实验，记录结果如下表。
组 别 数量 (只) 实验开始质量
(克／只) 实验后质量
(克／只) 增重(％)
不提供饲料组 10 24．75±2．5 全部死亡
普通饲料组 10 25．8±2．8 31．44±7．74 21．90
普通饲料+铁组 10 25．15±3．05 32．4±2．6 28．82
普通饲料+锌组 10 24±2．6 35．42±6．02 47．58
在这一实验中作为对照实验组的是 。
根据记录的数据，可以得出的结论是 。
铁、锌对白玉蜗牛的生长有益
普通饲料组
影响鼠妇分布的环境因素
鼠妇又称潮虫、西瓜虫（如右图），它们经常躲在阴暗潮湿的地方，如石块的下面、花盆的底部，以及放置擦地墩布的角落。
我们知道，环境中的许多因素都能够影响鼠妇的分布，那么究竟是哪种环境因素影响鼠妇的分布呢？是鼠妇怕其他生物的侵袭吗？是鼠妇怕光吗？是鼠妇喜湿吗？在此，请你作一个环境因素中的非生物因素对鼠妇影响的探究。
1、如果你翻动花园、庭院中的花盆或石块，常常会看到一些身体略扁、长椭圆形、灰褐色或黑色的小动物在爬行，这就是鼠妇，又叫潮虫。当你搬开花盆或石块，鼠妇很快就爬走了。这是为什么呢 是因为环境变明亮了吗 某同学对此进行了探究，请你将他探究活动的过程填写完整。 (1) 提出问题：鼠妇会选择阴暗的环境吗？ (2) 作出假设： (3) 制定并实施探究方案：在铁盘内放上一层湿土，一侧盖上不透光的纸板，另一侧盖上透明的玻璃板，在铁盘两侧的中央处各放5只鼠妇，观察鼠妇的行为。该实验的变量是_________ 。如果在铁盘两侧中央各放1只鼠妇是否可以得出准确的结论 为什么
有无光照
不可以。因为统计学实验需要在一定量的数据，实验数据太少，实验误差大，不适合统计规律，得到的结果可能是偶然性造成。
(4) 分析结果，得出结论：该同学对上述实验重复了5次，结果如下表：
环境 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
明亮 0只 1只 2只 0只 2只
阴暗 10只 9只 8只 10只 8只
为了使实验结论更准确，应对上述数据做怎样的处理
从中得出的实验结论是 ____________________________。
潮虫会主动选择阴暗的环境
对每一次得到的数据都要求百分比，然后求出5次试验的平均值，如第一次潮虫选择阴暗的几率是10/10=100%，
第二次是9/10=90%，....5次百分比相加求平均值就是潮虫选择阴暗环境的几率。
注意不能先把明亮和黑暗相加再求比值！