第4讲 科学观察与探究
(
学习目标
)
了解实验和观察的意义，知道实验观察的基本方法；
知道人的感官对事物判断的局限，学会借助仪器扩展观察力并进行测量；
知道科学探究的基本过程和一般方法，学会分析问题和解决问题;
学会运用科学探究的方法解决生活生产中的一些简单的问题。
道尔顿发现色盲症
约翰.道尔顿（1766-1844）是英国化学家、物理学家。1808年他发表了《道尔顿原子学》，从而被誉为原子理论的创建人。为了纪念他，科学家至今还把他的名字用作原子量的单位。奇怪的是，医学上有一种病叫'道尔顿症'。这里的道尔顿，不是别人，正是这位化学家和物理学家。那么，'道尔顿症'是一种什么病呢？为什么用道尔顿的名字命名？这里还有一段故事呢！
在一个圣诞节前夕，道尔顿给他的妈妈买了一双“棕灰色”的袜了做为圣诞节的礼物。当妈妈看到袜子时，感到袜子的颜色过于鲜艳，就对道尔顿说：“你买的这双樱桃红色的袜子，让我怎么穿呢？”道尔顿感到非常奇怪：袜子明明是棕灰色的，为什么妈妈说是樱桃红色的呢？疑惑不解的道尔顿拿着袜子又去问弟弟和周围的人，除了弟弟与自己的看法相同以外，被问的其他人都说袜子是樱桃红色的，道尔顿对这件小事没有轻易地放过，他经过认真的分析比较，发现他和弟弟的色觉与别人不同。原来，自己和弟弟都是色盲。道尔顿虽然不是生物学家和医学家，却成了第一个发现色盲的人，也是第一个被发现的色盲症患者，为此他写了篇论文《论色盲》，成为世界上第一个提出色盲问题的人。后来，人们为了纪念他，又把色盲症称为道尔顿症。根据上文，谈谈道尔顿科学探究的步骤。
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模块
一
：
科学观察
) (
知识讲解
兴
兴
趣广场
)
(
知识检测
)
科学研究最重要的环节是 。实验时常用一些仪器对物体进行测量，还经常要借助各种仪器来扩大 。
单凭感官进行观察还不能对事物做出可靠的判断，因此经常要借助于 和 来帮助我们做出准确的判断。
观察记录的方法很多，常见的有 、 和 等方法。
(
典型例题
)
例1
科学就在我们身边，你认为学习《科学》的基本方法是（ ）
A.多做实验
B.认真听老师讲课
C.仔细观察、积极实验、认真思考
D.凭感觉对身边的事物仔细观察并做出正确判断
例2
下列观察符合科学要求的是（ ）
A.用电子显微镜观察宇宙中的恒星
B.发生日食时用望远镜观察太阳
C.观察细胞时有客观、规范的记录
D.能观察到的明显现象不用记录
例3
在科学研究中，对观察结果的记录有许多方法，如文字描述、表格描述、图形描述等，下列观察结果的记录比较适合采用表格描述的是（ ）
A.课堂上观察小组内同学的指纹图案 B.观察小鸡在一个月内每天的体重情况
C.用显微镜观察细胞的结构 D.参观实验室时，观察室内消防器材放置的位置
例4
下列活动不属于观察的是（ ）
A.用体温计测量一位学生的体温 B.仔细观察蜗牛的活动
C.用秒表测量某同学跑100米的时间 D.一位学生在学校里漫无目的地东张西望
例5
科学并不神秘，只要同学们善于观察。著名科学家牛顿从苹果落地的现象出发，发现了万有引力。他的发现最初来源于观察。观察可以分为定性观察和定量观察，下列仪器可以用来进行定量观察的是（ ）
A.玻璃棒 B.温度计 C.放大镜 D.显微镜
例6
分析下列几种情况的观察实例：
①用体温表测量体温；②用手摸病人的额头，判断发热程度；③用眼观看叶片的形状和构造；④用耳辨听是哪种乐器发音；⑤用天文望远镜探测星系；⑥用红外线测温仪快速测量旅客的体温；⑦用刻度尺测量科学课本的长度；⑧用显微镜观察细菌。结自己所学，判断属于直接观察的是______，属于间接观察的是______，属于定量观察的是______，属于定性观察的是______。
例7
观察图中甲环的外圈与乙环的内圈哪个大？再动脑想一想，你用什么方法来证明你的判断？
(
变式训练
)
练1
下列有关科学观察的叙述不正确的是（ ）
A.观察需要多种感官参与 B.观察时要及时记录观察结果
C.观察是有一定方法和顺序的 D.观察微小的物体一定要用显微镜
练2
下列各项中，不属于科学观察的是（ ）
A.在树林中偶然发现一只野兔
B.用体温计测量一位学生的体温
C.用录音机录下昆虫的叫声，并加以分析
D.用照相机把水稻发芽、生长、拔节和抽穗的几个过程拍摄记录下来
练3
下列说法中正确的是（ ）
A.俗话说“眼见为实，耳听为虚”，所以只有自己看到的才是可信的
B.在很多情况下，单凭我们的感官还不能正确作出判断，因此我们需要仪器的帮助
C.实验和观察是科学研究的唯一方法
D.为了减少实验的误差，测量长度不同的物体必须采用同一把尺
练4
下列有关科学观察的描述，最恰当的是（ ）
A.它是人类通过感觉获取的有关对自然界的认识
B.它是提出了一种能够证实调查收集到的数据的预测
C.它是人类基于自身的经验对自然现象的一种解释
D.它总结了由重复试验得到的证据支持的假设
练5
下列现象属于直接观察的是（ ）
A.用电子显微镜观察病毒 B.用鼻子闻气体的气味
C.用放大镜观察根毛 D.用显微镜观察字母“d”
练6
小科同学借助于显微镜观察了三种不同生物的细胞，把观察结果绘制如图，则小科采用的记录方法是（ ）
A.图形记录法
B.表格记录法
C.文字描述法
D.以上都不是
练7
______和______是进行科学研究最重要的方法，也是学习科学的重要方式。在科学研究中我们还常借助各种________来扩大观察的范围。例如______能让我们看到更微小的物体，______能让我们看到遥远的星体。
(
模块
二
：
科学探究
) (
知识讲解
)
(
知识检测
)
科学探究的一般环节：
→建立猜想和假设→ →收集证据→ →交流与评价。
对比实验：必须运用 法。保证 组和 组若干因素完全相同，只有一个因素不同，即控制变量，只允许有一个变量。
实验数量或次数不能 ，否则会使实验具有偶然性，使实验结论不准确，必须 。
(
典型例题
)
例1
下列不属于科学研究的是（ ）
A.小明到杭州旅游，发现西湖十大美景
B.苹果落地，牛顿发现万有引力定律
C.瓦特好奇水的沸腾，发明了蒸汽机
D.麦哲伦航海探险，发现地球是圆的
例2
科学探究的基本过程是①合作与交流②制订计划③建立猜测和假设④提出问题⑤检验与评价⑥获取事实与证据。正确排列顺序是（ ）
A.④③②⑥⑤① B.③④⑥①②⑤ C.①②③④⑤⑥ D.④⑥⑤③②①
例3
甲：小明发现池水中有小白点在浮动，仔细看了很久.乙：心想这是生物吗？丙：于是了取一滴池水，做成玻片标本，用显微镜观看.丁：原来是草履虫.以上叙述哪一个是属于提出问题？（ ）
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
例4
在设计探究实验时，实验组和对照组中（ ）
A.所有变量都相同 B.所有变量都不同
C.除实验变量外，其他条件均相同 D.除实验变量外，其他条件均不相同
例5
自2002年11月16日，中国广东佛山发现第一起后来称为SARS（非典型沛炎）的病例以来，中外科学工作者联合研究5个月的时间，于2003年4月16日找到了引起非典型肺炎的元凶-冠状病毒，中外科学工作者这种联合研究说明科学探究过程需要（ ）
A.提出问题 B.合作与交流 C.制定计划 D.检验与评价
例6
进行科学探究时，若实验结果与假设不符，处理的方法是（ ）
A.修改结果，使其与假设相符 B.依据实验结果下结论
C.修改实验过程，使其与假设相符 D.修改假设，重新做实验
例7
同样的一杯热水，室温高时冷却得慢，室温低时冷却得快。老师要求同学们针对这一现象，提出一个问题。下面是四位同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是（ ）
A.热水在室温低时比室温高时冷却得快吗
B.热水冷却的快慢与它的质量、它与环境的温差有什么关系
C.为什么热水在室温低时比室温高时冷却得快呢
D.为什么热水的质量越大冷却得越慢
例8
某同学的探究性学习课题是“探究影响细菌生长繁殖的因素”。他在培养细菌的过程中，发现在某种细菌（记作R）的周围，其他细菌的生长繁殖受到抑制。他把R细菌接种到专门的培养基上进行培养，一段时间后，他除去R细菌，用该培养基再培养其他细菌，结果其他细菌仍然不能生长和繁殖的可能原因是（ ）
A.R细菌占据了其他细菌的生存空间
B.R细菌吞噬了其他细菌
C.R细菌产生了不利于其他细菌生存的物质
D.R细菌更易吸收培养基中的物质
例9
为验证铁矿石冶炼成铁属于化学变化，兴趣小组的同学分别取了一小块铁矿石和铁块，记录并进行了如下活动，但由于时间紧张，记录顺序前后颠倒、较乱，现编号整理如下：
（1）需解决的内容主要有：如何判断铁矿石与铁块是不同的物质？
（2）对铁矿石和铁块分别进行通电测试，发现铁块导电，铁矿石不导电；
（3）铁块是不同于铁矿石的一种物质；
（4）分别用磁铁吸引铁矿石和铁块，发现铁块能被磁铁吸引，而铁矿石则不能；
（5）通电的方法不如用磁铁吸引的方法简便易行。
你认为以上探究活动环节中，属于提出问题的是______（填数字序号，下同）；属于收集证据的是______；属于获得结论的是______；属于反思评价的是______。
例10
王强家里买了一只新的保温瓶，他进行了猜测，为验证是否正确，他设计了一个实验：
（1）第一次在保温瓶中装入体积为保温瓶容积的热水，盖上木塞，每隔半小时测一次水温。
（2）第二次在保温瓶中装入体积为保温瓶容积的热水，盖上木塞，每隔半小时测一次水温。
（3）第三次把保温瓶内装满热水，每隔半小时测一次水温。
问：①从实验设计中，可知他的猜测是：保温瓶的保温性能与______的关系。
②本次实验中，必须用到的仪器是______
③实验设计中，需要保持相同的量：_______、______。
(
变式训练
)
练1
科学探究的过程一般的程序有六个步骤，下列关于六个步骤的顺序的说法中，正确的是（ ）
A.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
B.猜想与假设、提出问题、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
C.评估、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
D.猜想与假设、评估、提出问题、制定计划与设计实验、分析与论证、进行实验与收集证据
练2
下列不属于科学问题的是（ ）
A.楠溪江中哪种鱼脂肪含量最低
B.温州植物园内哪种花卉最美观
C.龙湾潭森林公园内哪几种植物冬季开花
D.雁荡自然保护区内哪种植物自然生长速度最快
练3
1元硬币的外观有银白色的金属光泽，一些同学认为它可能是铁制成的。有同学提出：“我们可以先拿磁铁来吸一下”，这时，有位同学手拿一块磁铁吸了一下硬币。就“一些同学认为它可能是铁制成的”这一环节而言，属于科学探究中的（ ）
A.提出问题 B.作出猜想 C.实验论证 D.得出结论
练4
实验室有一瓶标签残缺的试剂，可能是酒精，有同学提出打开瓶塞闻气味观察，这属于科学探究中的（ ）
A.猜想与假设 B.提出问题 C.得出结论 D.设计实验
练5
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
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
练6
科学探究过程一般包括“观察现象→提出问题→作出假设→设计并实施实验→记录实验结果→得出结论”等步骤。小乐在研究燕麦生长是否具有向光性现象时，列出了如表所示甲、乙、丙、丁四个叙述。 以下说法正确的是（ ）
叙述
甲 窗台上的盆栽燕麦幼苗为何向窗外弯曲
乙 或许是单向光刺激引起燕麦幼苗弯曲生长
丙 改变燕麦幼苗的光照环境，进行有无单向光刺激的对照，观察燕麦幼苗的生长和弯曲情况
丁 燕麦幼苗的生长具有向光弯曲的特性
A.甲为提出问题，丙为观察现象
B.甲为作出假设，丁为记录实验结果
C.乙为提出问题，丙为设计并实施实验
D.乙为作出假设，丁为得出结论
练7
小明买了一种叫“吹泡泡”的玩具，发现有时能吹出泡泡，有时又吹不出泡泡。爱动脑筋的他产生了一个疑问：这泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢？他猜想：泡泡的产生可能与吹泡泡用的管子粗细有关，于是他设计并进行了实验，记录了如下实验结果：
液 体 肥皂液
管子直径/mm 3 5 10 20 50
泡泡产生的情况 容易 较易 较难 难 不产生
请你根据小洪的实验记录回答下列问题：
（1）分析以上实验结果，你得到的结论是：___________________。
（2）对此问题，请你提出另外一种猜想：______________。
（3）为了验证你的猜想，请简单叙述你的实验方法：_________________________________________________。
课后练习
练1
下列关于科学观察的说法，不正确的是（ ）
A.科学观察是科学探究的一种基本方法
B.科学观察必须借助有关工具才能进行
C.观察是要全面、细致和实事求是，并及时记录下来
D.观察时要积极思考，多问几个为什么
练2
不借助仪器凭眼睛观察，有一定的局限性。下列有关观察的说法不正确的是（ ）
A.用显微镜可扩大观察范围 B.使用工具后的观察结果可消除误差
C.用放大镜观察指纹更清晰 D.用天文望远镜观察天体能获得更准确的数据
练3
科学家进行科学研究，通过观察发现并提出问题后，制定计划与设计实验前，通常要做的工作是（ ）
A.对问题做出猜想和假设 B.准备器材收集证据
C.合作与评价收集到的证据 D.提出新的探究问题
练4
伽利略通过了对吊灯摆动的观察，发现了摆的等时性，这主要是因为伽利略（ ）
A.能用眼仔细观察 B.能用脑进行深入的思考
C.能用耳广泛地听取别人的意见 D.能仔细观察，并进行深入的思考
练5
观察是科学探究的一种基本方法，下列各项活动中属于观察的是（ ）
A.上网搜索资料 B.用显微镜看细胞结构 C.去图书馆查阅书刊 D.进行人口普查
练6
爱因斯坦说“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，提出问题是科学探究的前提。下列不属于科学问题的是（ ）
A.鼠妇喜欢生活在什么样的环境中？ B.雨后蚯蚓为什么会爬到地面上来？
C.植物园里哪种郁金香的花最漂亮？ D.绿色植物为什么能增加大气湿度？
练7
全面放开二孩已有三年多，想了解目前福州二孩出生率情况，用的方法是（ ）
A.调查法 B.实验法 C.观察法 D.探究法
练8
小梅家有一批盆栽的郁金香，过去一直开红色花，现在却开出了紫花，有人认为这是土壤中缺水引起的，但小梅经过一段时间补充水分后，还是开紫花。这说明实验结果与原来的假说是不符合的，最好的处理方法是（ ）
A.实验不成功，停止探究 B.修改实验过程，使之与假说相符
C.修改结果，使之与假说相符 D.修改假说，重新实验
练9
为探究温度与蟋蟀鸣叫之间是否存在联系，某同学将蟋蟀放在以温度为变量的环境中饲喂，并在同一时间段内统计蟋蟀的鸣叫次数，该研究过程主要采用了（ ）
A.观察法 B.实验法 C.文献法 D.调查法
练10
平面镜对光线既不会聚也不发散，那么凹面镜对光线会有什么作用呢？小枫开动脑筋，想到了所有可能的情况：会聚、发散、既不会聚也不发散。然后，他利用激光笔手电筒对着凹面镜照射，观察到如图所示的现象。则小枫的学习经历了怎样的过程？（ ）
A.提出问题、猜想与假设、设计实验和进行实验、交流与评估
B.设计实验和进行实验、得出结论、分析和论证
C.提出问题、设计实验和进行实验、得出结论
D.提出问题、猜想与假设、设计实验和进行实验
练11
科学探究是解决科学问题的有效手段，其中建立假设也需要一定的科学性，合理性。小明一个人在房间做作业，台灯忽然熄灭了，对其原因小明提出了如下四个假设，你认为其中不科学、不合理的是（ ）
A.可能停电了 B.可能是台灯的插头掉了
C.可能下雨了 D.可能是灯泡的灯丝烧断了
练12
某同学喜欢观察鸟的行为。她曾看到某种鸟在吃蓟（ji）的种子，就想证实蓟的种子是不是它最爱吃的食物，于是用三种食物（蓟的种子、稻谷、太阳花的种子若干）进行实验研究。下列叙述错误的是（ ）
A.此实验的假设是“这种鸟可能最爱吃蓟的种子”
B.实验时应把蓟的种子放在离鸟最近的地方
C.实验前三种食物的取用数量应一样多
D.如果发现三种食物都被鸟吃完了，则这个结果不支持本实验的假设
练13
刘文同学发现某大酒店的大门是一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。刘文同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的，为此他反复做了几次实验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开，当把一个足球滚向自动门时，门自动打开，当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板直立着滑向自动门时，门不打开，刘文同学根据探究结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为最合理的是（ ）
A.自动门听到来者的声音时通过声控装置实现自动开闭
B.自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭
C.自动门本身能发出红外线信号，当此信号被靠近的物体反射时，就实现自动开闭
D.靠近门的物体通过空气能带动自动门，实现自动开闭
练14
某同学为了比较苹果汁和橘子汁中维生素C含量多少。取2只小烧杯，分别加入同种蓝色淀粉-碘溶液（维生素C能使蓝色淀粉-碘溶液褪色），然后用2只胶头滴管分别向2只小烧杯滴入苹果汁和橘子汁。要得到正确的结论，实验中必须控制的条件是（ ）
①榨取的苹果汁和橘子汁的质量必须相等；
②2只小烧杯中蓝色淀粉-碘溶液的质量必须相等；
③2只胶头滴管滴出的每1滴果汁的体积必须相等。
A.① B.② C.①② D.②③
练15
为了探究影响大棚作物产量的因素，某校生物科技小组按如表在三个大棚内进行了种植实验（其他条件均相同）。下列说法错误的是（ ）
大棚 甲 乙 丙
二氧化碳浓度 0.03% 0.1% 0.1%
温度 30℃ 30℃ 20℃
A.甲乙构成一组对照实验，变量是二氧化碳浓度
B.乙丙构成一组对照实验，变量是温度
C.甲丙构成一组对照实验，变量是温度和二氧化碳浓度
D.可以构成两组对照实验，变量分别是温度和二氧化碳浓度
练16
某同学在两个同样的花盆中种下大豆种子，经过观察得到下列数据，从数据可知：影响大豆发芽的因素是（ ）
花盆 光线情况 温度 水
甲 向阳处 20℃ 充足
乙 向阳处 20℃ 不充足
A.阳光 B.空气 C.温度 D.水分
练17
交通安全关系千家万户，认真观察，发现为提醒司机朋友，在道路旁边设置了“雨（雪）天路滑，减速慢行”的温馨警示牌。
（1）请你就上面的提示提出一个科学探究的问题______________________；
（2）为探究上述问题，在设计实施方案时，你认为要采取的物理方法是______（选填“等效替代法”、“控制变量法”、“转换法”）。
练18
小科对学校的一窝蚂蚁做了三天的观察，统计离开蚁窝的蚂蚁数量，每次观察5min，其结果如表：
时间 各时段数目
6：00 8：00 10：00 12：00 14：00 16：00 18：00
第1天 8 27 98 101 104 66 4
第2天 1 4 17 21 27 15 2
第3天 9 26 110 118 107 60 7
（1）由结果可得到下列推论正确的是______。
A.第2天觅食活动旺盛
B.上午7：00前蚂蚁并不活动
C.11：00～15：00蚂蚁活动频繁
D.蚂蚁上午的活动情况比下午好
（2）做研究要以科学的方法进行，小科采用的方法主要是______。
A.提出问题
B.得出结论
C.仔细实验
D.仔细观察第4讲 科学观察与探究-讲义
1. 科学观察
知识检测
1.科学研究最重要的环节是观察。实验时常用一些仪器对物体进行测量，还经常要借助各种仪器来扩大观察范围。
2.单凭感官进行观察还不能对事物做出可靠的判断，因此经常要借助于仪器和工具来帮助我们做出准确的判断。
观察记录的方法很多，常见的有文字描述、表格记录和图形记录等方法
典型例题
例1-1. 【解答】解：观察是重要的科学研究方法，科学研究是以实验为基础的，学习科学的基本方法是仔细观察、积极实验、认真思考。
故答案为：C
例1-2. 【解答】解：A、用天文望远镜观察宇宙中的恒星，A错误；
B、日食的观测方法有多种。直接用肉眼观测是很危险的。在每次日食的时候，总有些人因用肉眼直接观测而使视网膜受损。人的晶状体像凸透镜一样把阳光聚焦在视网膜上。当直视太阳时，会烧伤视网膜，损伤视力，严重者可导致失明。在偏食阶段，你可以用望远镜投影的方法来观看。小孔成象法、在脸盆里放稀释的墨水法也可以观看。最普通的方法是用熏黑的玻璃，磁盘盘芯，照相底片或焊工的防护玻璃，B错误；
CD、科学的观察要有明确的目的；观察时要全面、细致和实事求是，并及时记录下来；要有计划、要耐心；要积极思考，及时记录；要交流看法、进行讨论。C正确；D错误。
故选：C。
例1-3. 【解答】解：A、不同的人指纹图案不同，而且不容易画下来，因此课堂上观察小组内同学的指纹图案，观察结果的记录适于拍照描述；
B、观察小鸡在一个月内每天的体重情况，观察结果的记录适于表格描述；
C、用显微镜观察细胞的结构，观察结果的记录适于图形描述；
D、参观实验室时，观察室内消防器材放置的位置，观察结果的记录适于文字描述。
因此观察结果的记录比较适合采用表格描述的是观察小鸡在一个月内每天的体重情况。
故选：B。
例1-4. 【解答】解：A、测量同学的体温，目的是了解这名同学体温是否正常，进一步推测身体健康状况，属于科学的观察。故A不符合题意；
B、仔细地观察蜗牛的活动，可以得到蜗牛活动的规律，便于保护蜗牛，属于科学的观察。故B不符合题意；
C、用秒表测量某同学跑100米的时间，目的是得到准确的数值，属于科学的观察。故C不符合题意；
D、学生在校园内漫无目的地东张西望，没有明确的目的，属于无意识的观望。故D符合题意。
故选：D。
例1-5. 【解答】解：A、玻璃棒在物理实验中一般起搅拌作用，借助玻璃棒可以进行定性观察，得不到具体数据，单纯依靠玻璃棒不能进行定量观察。故A不符合题意；
B、利用温度计可以对物体温度进行准确测量，能够得到具体的数据，可以进行定量观察。故B符合题意；
C、D、放大镜和显微镜都能将微小的物体放大，以便于观察，但得不到具体数据，单纯依靠放大镜和显微镜不能进行定量观察。故C、D不符合题意。
故选：B。
例1-6. 【解答】解：（1）直接观察是不用借助仪器，用肉眼观察，因此属于直接观察的是：②用手摸病人的额头，判断发热程度；③用眼观看叶片的形状和构造；④用耳辨听是哪种乐器发音；
（2）间接观察是指借助放大镜、显微镜等仪器或用照相机、摄像机等工具进行的观察，因此属于间接观察的是：①用体温计测量体温；⑤用天文望远镜探测星系；⑥用红外线测温仪快速测量旅客的体温；⑦用刻度尺测量科学课本的长度；⑧用显微镜观察细菌；
（3）定量观察是对物质组成及含量的观察，因此属于定量观察的是：①用体温计测量体温；⑥用红外线测温仪快速测量旅客的体温；⑦用刻度尺测量科学课本的长度；
（4）定性观察是对物质性质的观察，因此属于定性观察的是：②用手摸病人的额头，判断发热程度；③用眼观看叶片的形状和构造；④用耳辨听是哪种乐器发音；⑤用天文望远镜探测星系；⑧用显微镜观察细菌。
故答案为：②③④；①⑤⑥⑦⑧；①⑥⑦；②③④⑤⑧。
例1-7. 【解答】解：观察图中甲环的外圈与乙环的内圈，看到乙环的内圈大；
可以把甲环的外圈与乙环的内圈套在一起，如果套不进去，甲环大；恰好套进去，大小相等；可以自由通过，乙环的内圈大。
变式训练
变1. 【解答】解：ABC、观察是科学探究的一种基本方法。科学的观察要有明确的目的；观察时要全面、细致、实事求是，并及时记录下来；要有计划、要耐心；要积极思考，及时记录；要交流看法、进行讨论、观察需要多种感官参与。ABC正确。
D、观察微小的物体不一定要用显微镜，可以使用放大镜等进行观察，D错误。
故选：D。
变2. 【解答】解：
A、在树林中偶然发现一只野兔，没有明确的目的，属于无意识的观望，故A符合题意。
B、测量同学的体温，目的是了解这名同学体温是否正常，进一步推测身体健康状况，属于科学观察，故B不符合题意；
C、用录音机录下昆虫的叫声，并加以分析，属于科学观察，故C不符合题意；
D、用照相机把水稻发芽、生长、拔节和抽穗的几个过程拍摄记录下来，便于分析研究，属于科学观察，故D不符合题意。
故选：A。
变3. 【解答】解：AB、人的感觉是不可靠的，甚至是错误的。所以，单凭我们的感官还不能正确作出判断，自己看到的不一定是可信的。我们要借助科学的方法和仪器进行验证。故A不正确，B正确；
C、实验和过程是科学研究的基本方法，但不是唯一方法。故C不正确；
D、为了减少实验的误差，测量长度不同的物体可以选择准确程度高一些的刻度尺。故D不正确。
故选：B。
变4. 【解答】解：A观察法是在自然状态下，研究者按照一定的目的和计划，用自己的肉眼，也可以借助放大镜、显微镜等仪器，或利用照相机、录像机、摄像机等工具，通过感觉获取的有关对自然界的认识，A正确。
B、C、D科学观察是对客观事物进行系统的感知、考察和描述，以发现和验证科学结论；它不是预测，不是人类基于自身的经验对自然现象的一种解释，不是总结；B、C、D错误。
故选：A。
变5. 【解答】解：用电子显微镜观察病毒、用放大镜观察根毛、用显微镜观察字母“d”都属于间接观察，用鼻子闻气体的味道不借用工具，直接使用器官进行的观察，属于直接观察。
故选：B。
变6. 【解答】解：小科同学借助于显微镜观察了三种不同生物的细胞，把观察结果绘制成结构图形，因此小科采用的记录方法是图形记录法。
故选：A。
变7. 【解答】解：物理学属于自然科学，观察和实验是进行科学探究最重要的方法；
在科学探究中，我们还要借助各种仪器、仪表、工具来扩大观察的范围。例如显微镜能让我们看到更微小的物体，望远镜能让我们看到遥远的星体。
故答案为：观察；实验；仪器、仪表、工具；显微镜；望远镜。
2.科学探究
知识检测
1.科学探究的一般环节：
提出问题→建立猜想和假设→设计实验→收集证据→得出结论→交流与评价。
2.对比实验：必须运用控制变量法。保证实验组和对照组若干因素完全相同，只有一个因素不同，即控制变量，只允许有一个变量。
3.实验数量或次数不能太少，否则会使实验具有偶然性，使实验结论不准确，必须多次实验。
典型例题
例2-1. 【解答】解：科学研究中的发现具有首创性，是前人从未发现或尝试的问题或领域。西湖十大美景由来已久，不是小明首先发现总结的，因此A错误；BCD正确。
故选：A。
例2-2. 【解答】解：探究的一般过程是从发现问题、提出问题开始的，发现问题后，根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案作出假设。设计探究的方案，包括选择材料、设计方法步骤等。按照探究方案进行探究，得到结果，再分析所得的结果与假设是否相符，从而得出结论。并不是所有的问题都一次探究得到正确的结论。有时，由于探究的方法不够完善，也可能得出错误的结论。所以在得出结论后，还需要对整个探究过程进行反思。因此科学探究的基本过程是④提出问题、③建立猜测和假设、②制订计划、⑥获取事实与证据、⑤检验与评价、①合作与交流。
故选：A。
例2-3. 【解答】解：甲、小明发现池水中有小白点在浮动，这是发现问题；乙、心想这是生物吗？，这是提出问题；丙、于是取一滴池水做成玻片标本，用显微镜观察，这是实施计划；丁、原来是草履虫。这是完成实验，得出结论。
故选：B。
例2-4. 【解答】解：对照实验的设计原则是：一组对照实验中只能有一个变量，且只能以所研究的条件为变量，其它条件应相同且适宜。这样便于排除其他条件干扰实验。因此进行科学探究时，在对照实验中，除了实验变量不同之外，其它因素都相同。
故选：C。
例2-5. 【解答】解：自2002年11月16日，中国广东佛山发现第一起后来称为SARS（非典型沛炎）的病例以来，中外科学工作者联合研究5个月的时间，于2003年4月16日找到了引起非典型肺炎的元凶-冠状病毒，中外科学工作者这种联合研究说明科学探究过程需要合作与交流。
故选：B。
例2-6. 【解答】解：探究性实验教学的目的并不在于得到一个统一的而且是正确的结果，而重在使学生真正参与探究过程，从过程中获取具体经验和方法训练，因此探究性实验必须强调过程训练，具体要求是：观察要仔细、客观；根据观察提出的问题要有一定的研究价值；假设是经过周密的思考，针对问题得出的一种结论，用来解释观察的现象；实验要设计正确的方法和步骤，实验常常要重复多次，结果才可靠；得出结论要有充分的事实依据。
故选：D。
例2-7. 【解答】解：此题现象是一杯热水，室温高时冷却得慢，室温低时冷却得快；所以可以提出的问题是：“热水冷却的快慢与它的质量、它与环境的温差有什么关系？”；ACD提出的问题都不够全面或不易探究，B选项较有价值且可探究。
故选：B。
例2-8. 【解答】解：实验设计原则：一个探究实验中只能有一个实验变量，其他因素均处于相同理想状态，这样便于排除因其他因素的存在而影响、干扰实验结果的可能；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。题干中把R细菌接种到专门的培养基上进行培养，一段时间后，他除去R细菌，用该培养基再培养其他细菌，结果其他细菌仍然不能生长和繁殖的可能原因是R细菌产生了不利于其他细菌生存的物质，故选项C说法正确。
故选：C。
例2-9. 【解答】解：（1）需解决的内容主要有：如何判断铁矿石与铁块是不同的物质？属于提出问题；
（2）对铁矿石和铁块分别进行通电测试，发现铁块导电，铁矿石不导电；和（4）分别用磁铁吸引铁矿石和铁块，发现铁块能被磁铁吸引，而铁矿石则不能；属于收集证据；
（3）铁块是不同于铁矿石的一种物质；属于获得结论；
（5）通电的方法不如用磁铁吸引的方法简便易行。属于反思评价。
故答案为：（1）；（2）（4）；（3）；（5）。
例2-10. 【解答】解：①每一次保温瓶中装入不同质量的热水，所以从该实验设计可知保温瓶的保温性能与开水的质量的关系；
②实验中需要每隔半小时测一次水温，所以需要秒表、温度计；
③实验设计中，需要保持热水的初温相同、环境温度相同。
故答案为：①热水的质量；②秒表、温度计；③热水的初温相同；环境温度相同。
变式训练
变1. 【解答】解：科学探究的一般过程是从发现问题、提出问题开始的，发现问题后，根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案作出假设。设计探究的方案，包括选择材料、设计方法步骤等。按照探究方案进行探究，得到结果，再分析所得的结果与假设是否相符，从而得出结论。并不是所有的问题都一次探究得到正确的结论。有时，由于探究的方法不够完善，也可能得出错误的结论。因此，在得出结论后，还需要对整个探究过程进行反思。即提出问题、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。
故选：A。
变2. 【解答】解：能够提出有研究价值的问题，并作出符合科学事实的假设，是探究成功的前提；制定出恰当的科学探究计划，则是探究成功的关键。并不是所有的问题都一次探究得到正确的结论。有时，由于探究的方法不够完善，也可能得出错误的结论。因此，选项A、C、D的问题具有研究价值，并能作出相应的假设，而B选项温州植物园内哪种花卉最美观无研究价值，而只是自己的一种观点想法。
故选：B。
变3. 【解答】解：“一些同学认为它可能是铁制成的”仅仅局限于猜想与假设，所以选项A、C、D都不正确。
故选：B。
变4. 【解答】解：实验室有一瓶标签残缺的试剂，可能是酒精，有同学提出打开瓶塞闻气味观察，属于科学探究中的设计实验。
故选：D。
变5. 【解答】解：我们已学过如下知识，蚯蚓是通过身体肌肉的伸缩和刚毛的配合运动的，在粗糙纸面时，刚毛能固定和支撑身体，爬得快；在光滑的玻璃上，刚毛无法固定和支撑身体，爬的慢。因此蚯蚓在粗糙纸面上的运动速度比它在光滑的玻璃板上的运动速度要快。
对照实验只有一个变量，这就是所要探究的问题，其它量皆相同，并且是适宜的。实验应有对照组和实验组，并且重复实验几次。实验的问题、假设、结论最好一致。尤其在做假设时最好是根据已经掌握的知识或生活经验做正面的假设，这样才能和实验的结果保持一致。如果做反面假设，如本题的假设，就会与实验的结果相反，这时我们要进一步查找资料，重新作出正面的假设。
故选：B。
变6. 【解答】解：科学探究的过程：
科学探究过程 基本要求
提出问题 ①从生活、实践，学习中发现问题；②表述这些问题；③根据已知科学知识揭示矛盾
作出假设 ①根据已知科学知识对问题提出假设；②判断假设的可检验性
制定计划 ①拟定计划；⑦根据拟定的计划，列出所需材料和用具；③选出控制变量；④设计对照组
实施计划 ①采用多种途径实施计划；②记录现象、数据；③评价现象，数据的可靠性
得出结论 ①描述现象；⑦处理数据；③分析得出结沦
表达和交流 ①撰写探究报告；②交流探究过程和结论并完善
因此，甲为提出问题、乙为作出假设、丙设计并实施实验、丁得出结论
故选：D。
变8. 【解答】解：（1）由表格中的实验结果可知：管子的直径越来越大，泡泡的产生越来越难。
（2）泡泡的产生可能与管的直径、液体的浓度、液体的种类、用力的大小、液体的温度、蘸液体的多少有关（答案不唯一）。
（3）要验证泡泡的产生可能与液体浓度有关，实验方法如下：
①往盛有相同多水的两杯中分别加入少许和较多的洗衣粉并搅拌均匀；
②用一根管子在其中一只杯中蘸一下，用力吹气，观察气泡产生情况；
③用相同的管子，在另一杯中蘸同样多的液体，用同样大小的力吹气，观察气泡产生情况。
故答案为：（1）相同条件下，管子直径越大，越难产生气泡；
（2）泡泡的产生可能与液体浓度有关；
（3）①往盛有相同多水的两杯中分别加入少许和较多的洗衣粉并搅拌均匀；
②用一根管子在其中一只杯中蘸一下，用力吹气，观察气泡产生情况；
③用相同的管子，在另一杯中蘸同样多的液体，用同样大小的力吹气，观察气泡产生情况。
第4讲 科学观察与探究-课后练习
1. 【解答】解：科学探究表现出几方面的飞跃：①从感官观察扩展到仪器观察。科学仪器作为人的感官的延长和补充，日益克服感官的生理局限性，不断开拓认识的视野，并使观察走向精确化和定量化；②从自然状态的观察扩展到实验中的观察）；③从人脑指导下的观察扩展到电脑参与下的观察；④从地面观察扩展到太空观察。从而，使人们开始摆脱只在地球表面上观察的局限性。 科学观察不只是感性活动，而且是由科学理论知识和科学思维方法武装起来的认识活动，理性思维渗透于观察过程的始终。正因为如此，科学观察才能达到客观性、全面性和系统性，才可能透过现象发现本质。科学发现往往源于用心的观察与研究。只有具备了准确的头脑，科学发现才有可能降临。单凭我们的感官进行观察还不能对事物做出可靠的判断，因此经常要借助于一些仪器和工具来帮助我们做出准确的判断。但是不一定必须借助有关工具才能进行。
故选：B。
2. 【解答】解：A、用显微镜可以观察到物体的细微部分，可扩大观察范围，故A正确；
B、误差只能减少不能消除，故B错误；
C、放大镜成正立放大的虚像，观察指纹时更清晰，故C正确；
D、用天文望远镜观察远处的天体，能获得更准确的数据，故D正确。
故选：B。
3. 【解答】解：探究的一般过程是从发现问题、提出问题开始的，发现问题后，根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案作出假设。设计探究的方案，包括选择材料、设计方法步骤等。按照探究方案进行探究，得到结果，再分析所得的结果与假设是否相符，从而得出结论。
故选：A。
4. 【解答】解：伽利略善于观察，善于思考，通过观察旁人习以为常的吊灯摆动现象，思考其中可能存在的科学规律，并且用实验验证了自己猜想的正确性，得到了“摆的等时性原理”。
故选：D。
5. 【解答】解：A、C上网搜索资料属于资料分析法，AC错误。
B、用显微镜看细胞结构属于观察法，B正确。
D、进行人口普查属于调查法，D错误。
故选：B。
6. 【解答】解：A、鼠妇喜欢生活在怎样的环境中，有科学研究价值，是研究鼠妇生活行为，A不符合题意；
B、雨后蚯蚓为什么会爬到地面上来？有科学研究价值，因为对于研究蚯蚓的呼吸，B不符合题意；
C、植物园里哪种郁金香的花最漂亮，是人的感觉，没有科学研究价值，C符合题意；
D、绿色植物为什么能增加大气湿度，有科学研究价值，是研究影响蒸腾作用的因素，D不符合题意。
故选：C。
7. 【解答】解：调查法是为了获得某一方面的数据或信息而采取的实地考察的方法；
实验法指有目的地控制一定的条件或创设一定的情境，对实验对象进行进行研究的一种方法；
资料收集法是针对某一问题通过多种途径收集资料，并对收集到的资料进行整理和分析，从中寻找问题答案的方法；
观察法是科学探究常用的基本方法，是对实验对象用肉眼或一些辅助仪器进行的观测；
想了解目前福州二孩出生率情况，该过程中主要采用的方法应属于调查法。
故选：A。
8. 【解答】解：当实验结果与原来的假说不符时，应修改猜想，再进行实验论证，故A错误、D正确；
我们在做实验时应尊重实验结论（实验事实），猜想有可能是错误的，不能为了猜想而修改过程和实验结果，故B、C错误；
故选：D。
9. 【解答】解：A、观察法是在自然状态下，研究者按照一定的目的和计划，用自己的感官外加辅助工具，对客观事物进行系统的感知、考察和描述，以发现和验证科学结论。观察法要求观察者对动物不施加任何影响，真实观察并记录，不符合题意。
B、实验法是利用特定的器具和材料，通过有目的、有步骤的实验操作和观察、记录分析，发现或验证科学结论。题中叙述的某同学将蝉放在以温度为变量的环境中饲喂，并在同一时间段内统计蝉的鸣叫次数，是有目的、有步骤的实验操作和观察、记录分析的，符合实验法的要求，符合题意。
C、文献法是按照某种规律，查找数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。故不符合题意；
D、调查法是指通过一定的途径，深入实际了解特定事物以获得第一手资料并完成科技活动的方式，故不符合题意。
故选：B。
10. 【解答】解：首先提出了问题：凹镜对光线会有什么作用呢？
然后进行了猜想：会聚、发散、既不会聚也不发散；
设计实验和进行实验：然后，他利用激光笔手电筒对着凹面镜照射。
故选：D。
11. 【解答】解：A、可能停电了，此时电路中无电流，灯泡不发光，故A错误；
B、可能是台灯的插头掉了，此时为断路，电路中无电流，灯泡不发光，故B错误；
C、下雨与停电没有关系，故C正确；
D、可能是灯泡的灯丝烧断了，此时为断路，电路中无电流，灯泡不发光，故D错误。
故选：C。
12. 【解答】解：由分析知道：实验时没有必要把蓟的种子放在离鸟最近的地方。
故选：B。
13. 【解答】解：A、玻璃板滑向门时，也会有声音的发生，但门并没有打开说明不是利用声控装置。
B、玻璃板也会辐射出红外线，但门没有打开说明不是探测物体发射出的红外线，来实现自动开闭的。
C、若是自动门发射红外线，红外线经过玻璃会穿透过去，反射回来的是非常少的，但足球和人反射回来的红外线是比较多的，因为红外线是不能穿透足球和人。自动门就可以探测反射回来的红外线来实现自动开闭。
D、玻璃板也可以通过空气给自动门一个压力，但玻璃板滑向自动门时，自动门并没有打开说明不是利用空气压力来实现自动开闭的。
故选：C。
14. 【解答】解：控制变量以必须保证一个变量，其他条件相同，只有这样才能确定现象的不同是由此因素引起的。实验中取2只小烧杯，分别加入同种蓝色淀粉-碘溶液（维生素C能使蓝色淀粉-碘溶液褪色），然后用2只胶头滴管分别向2只小烧杯滴入苹果汁和橘子汁，实验的变量是苹果汁和橘子汁的不同，其它条件均相同，如2只小烧杯中蓝色淀粉-碘溶液的质量必须相等；2只胶头滴管滴出的每1滴果汁的体积必须相等。而榨取的苹果汁和橘子汁的质量多少对此实验没有影响，故实验中必须控制的条件是②③。
故选：D。
15. 【解答】解：为了保证实验结果的不同只能是有某个条件引起的，采取对照实验。在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这个条件不同外，其他条件都相同的实验，叫做对照实验。这个条件即实验变量。由表可知，该实验可以构成两组对照实验，一组是甲和乙构成的对照实验，变量是二氧化碳浓度；另一组是乙和丙构成的对照实验，变量是温度。甲和丙有两个变量是二氧化碳浓度和温度，不能构成对照实验。可见，选项C的实验分析是错误的。
故选：C。
16. 【解答】解：从表格中看出，甲乙两个花盆唯一不同的变量是水分，其它条件如阳光、温度、空气都相同，因此从数据可知：影响大豆发芽的因素是水分。
故选：D。
17. 【解答】解：
（1）雨（雪）天路滑，说明在雨雪天气时路面的摩擦力比较小，难以刹车，由此可以提出的科学探究问题：
湿的路面上的摩擦力是否比干的路面上的摩擦力小；
（2）路面摩擦力大小可能与路面的路面的干湿程度、光滑程度、路面受到压力等多个因素有关，所以如果要探究路面摩擦力大小与路面的干湿程度关系应采用控制变量法。
故答案为：（1）湿的路面上的摩擦力是否比干的路面上的摩擦力小；（2）控制变量法。
18. 【解答】解：（1）分析观察结果，我认为最合理的推论是：11：00～15：00蚂蚁活动频繁，故选C.
（2）小科对学校的一窝蚂蚁做了三天的观察，统计离开蚁窝的蚂蚁数量，每次观察5min，可见小科主要采用观察法。故选D.
故答案为：（1）C；
（2）D
19. 【解答】解：（1）有人为了研究温度对白蚁存活的影响，因此本探究实验的假设是：温度对白蚁存活有影响（或低温不利于白蚁的生存；高温有利于白蚁的生存）
（2）本探究实验中的变量是温度。实验过程中，饲养白蚁的食物种类、食物量等其他条件必须相同，这体现了实验设计的单一变量原则。
（3）根据实验结果可得出的结论是：在一定范围内温度越高越有利于白蚁的生存。
（4）根据实验结果：根据实验结果可得出的结论是：在一定范围内温度越高越有利于白蚁的生存，可以作出的合理推测有：①赤道地区的白蚁比两极地区的多 ②在我国北方地区，夏天的白蚁比冬天的多。
故答案为：
（1）温度对白蚁存活有影响（或低温不利于白蚁的生存；高温有利于白蚁的生存）
（2）温度；单一变量（变量唯一）
（3）高
（4）①②
20. 【解答】解：（1）将等量的猪肉汁分别加入标有A、B、C的三只锥形瓶中，静置1小时，然后用脱脂棉花塞住瓶口．把B锥形瓶放在实验室的桌子上，此时室温是25℃；把C锥形瓶加热煮沸后，放在实验室的桌子上，此时室温是25℃，可以看出温度、水分等都相同，只是把C锥形瓶加热煮沸，所以变量是否有活的微生物，故选C．
（2）把A锥形瓶放入电冰箱的冷藏室内，冷藏室的温度是6℃；把B锥形瓶放在实验室的桌子上，此时室温是25℃．所以它们的变量是温度，温度高的B瓶，细菌多，可得出：低温能抑制细菌的生长繁殖．
（3）食品保存的方法是杀死或抑制细菌的生长繁殖．低温保存或加热后密封保存．
故答案为：（1）C
（2）低温能抑制细菌的生长繁殖．
（3）低温保存或加热后密封保存
