科学个性化辅导授课教案：科学探究

科学个性化辅导授课案

内容（课题）：科学入门（四）—科学探究
教学目的
1、知道什么是科学探究，掌握科学探究的步骤和方法。
重难点：科学探究的步骤和方法
教学过程
一、科学探究的步骤：
1.提出科学问题
（1)从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现并提出可以进行科学探究的问题
（2）能书面或口头表述这些问题。
例题：某生在河边玩耍，看见两女士在散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管看起来她们体重相当，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显差异，高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的宽而浅。请同学们经思考后提出一个相关问题？
练习：结合课本中的实际问题让学生练习怎样提出问题。
2.进行猜想和假设
（1）能根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。
（2）能对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。
例题．用手将一块木板慢慢压向水中，当物体浸入水中的部分越多时，你的手感受到向上的力越大。请你根据以上实验提出一个假设或猜想。
（液体对物体产生的向上的力跟浸入液体的深度有关）
练习：对影响液体蒸发快慢因素的研究中，学生发现衣服展开、晾在通风、向阳的地方干的快这一事实，情根据以上事实提出你的猜想
3.制定计划、设计实验
①针对探究的目的和条件，根据相关的实验原理，列出探究实验所使用的相关材料、仪器、设备等，设计相关实验方案，画出相关装置图
②分析影响实验结果的主要因素，对所研究的问题中的各种变量进行确认与分类
③将变量转化为可感知、可量度的事物、现象和方法，说明在实验中如何测量一个变量，说明需要“做什么”和“怎样做”，应用控制变量方法来设计实验
例题：设计“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验方案时，通过推理得出电磁铁的线圈匝数越多、通过的电流越大、电磁铁的磁性将越强的假设之后，你认为在实验中你需要解决那些的问题？如何解决？
需要解决的问题有三个：怎样测量磁性强弱，怎样改变和测量电流，怎样改变线圈匝数。
(1)怎样测量电磁铁磁性的强弱？
学生A：看它能吸起多少根大头针或小铁钉。
学生B：看它能吸起多少铁屑（用天平称）。
学生C：看它对某一铁块的吸引力（用弹簧测力计把被电磁铁吸住的铁块拉开时弹簧测力计的读数）有多大。
(3)怎样改变电磁铁线圈的匝数？
学生F：使用中间有抽头、能改变线圈匝数的现成电磁铁产品。
学生G：临时制作电磁铁线圈，边实验、边绕制。
练习、在探究“影响蒸发快慢的因素”的实验过程中，同学作出如下猜想：影响蒸发快慢的因素除了与液体的温度、液体的表面积和液体表面空气的流通有关之外，可能还与液体的种类有关，请你从以下器材中选出部分器材，设计一个实验对此猜想进行检验：
器材：1、大小相同的两个烧杯，2、少量的水，3、与水等量的酒精，4、两个相同的碟子，5、电风扇，6、温度计
你所需要的器材：
简述主要的实验步骤。
4.观察与实验，获取事实与证据
（1）会正确、规范的使用天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源等实验仪器，
（2）会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作。
（3）能通过观察和实验收集数据。
（4）能通过阅读信息收集证据。
例题： 在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班级“物理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验，请你从图中选出一些图，针对某一因素进行探究，并通过比较分析弹簧测力计的示数，说出你的探究结果。(填图的序号)
探究的因素是 ；
选择的图是 ；
探究的结果是 。
解：(1)探究因素，浮力大小与排开液体体积的关系，选图①、②、③ 。或①、②、④。
结果：物体排开液体体积越大，受到的浮力越大。
(2)探究因素：浮力大小与液体种类的关系，选图① 、③ 、⑤ 或① 、④ 、⑤ 。
结果：同一物体浸没在不同液体中，受到的浮力不同。
(3)探究因素：浮力的大小与物体浸没液体深度的关系。选图① 、③ 、④ 。
结果：浸没在液体里的物体受到的浮力与浸没深度无关
练习:爱迪生是著名的发明家，有一次，要求他的助手帮助他测量一只灯泡的体积。可是，半天过去了，他的助手还是没能完成任务。于是，他亲自跑到助手的实验室，发现他的助手忙着研究灯泡的形状，进行着各种复杂的计算。桌上的一张图纸将灯泡分割成各种形状，记录着各种已经测量过的数据。“我就快完成任务了”，助手自豪地对爱迪生说，“只要测量完这一组最后的数据！”爱迪生微笑着看看助手：“你很努力！可是，你能有比较简单方便的方法吗？我想很快就知道它的体积！”同学们，你能有比较简单方便的方法吗？ 请你简要地写出实验过程和你所需要的仪器。
5.检验与评价
①将证据和科学知识建立联系，得出基本符合证据的解释
②能区别和预想不一致的的现象，并作出简单的解释
③对探究过程和证据获得方式、方法、过程作出合适评价，能说明反常结果和证据的不可靠。或解释证据是否充分支持结论
④对观察和测量的精确性作出评价，能提出增加证据可靠性或获得进一步证据的相关探究的具体改进建议。
例题：为探究物质的某种属性，同学们找来大小不同的蜡块和大小不同的干松木做实验。
实验得到如下数据：
实验次数
蜡块
干松木
体积V/cm3
质量m/g
体积V/cm3
质量m/g
1
10
9
10
5
2
20
18
20
10
3
30
27
30
15
4
40
36
40
20
⑴请你用图象形象地把两种物质的质量随体积变化的情况表示出来。
⑵通过对以上图象的分析，你可以得到什么结论（要求写两条）？
（2）同一物质构成的不同物体，质量与体积的比值是一定值
不同物质构成的不同物体，质量与体积的比值不同。
练习：让学生完成课本中探究“脚印的长度与身高的关系”问题。
6.表达与交流
①对所提出的问题、研究的内容、观察到的事物作有条理的科学概述
②运用文字、符号、图表、模型等解释并概括探究的过程和结果
例题：星期天早晨，小涛正准确练习书法，刚刚把墨汁倒入盘中一半，小辉和小丽来找他，他们就一起出去了。晚上小涛回家后发现盘中的墨汁已经干了，而没盖盖儿的瓶里的墨汁却几乎没减少。生活中还有很多类似的现象，请你举出一例：____________________________。由此我们可以猜想到，液体蒸发的快慢可能与液体的表面积有关。请你对上面的猜想进行验证，提供的器材如下：一杯水、两块玻璃片、酒精灯、扇子、滴管。
（1）从给定的器材中选出需要的器材：
（2）实验步骤：
（3）生活中的水蒸发现象处处可见，蒸发到空气中的水蒸气会永远留在空气中吗？其实地球上的水灾不停地循环着，空气中的水蒸气可以通过各种方式再次变成水回到地球表面。请你写出一种与此有关的自然现象。
分析：将地面上的水摊开干得快（1）一杯水、两块玻璃片、滴管（2）a、用滴管在两块玻璃板上滴上等量的水，并使它们的表面积不同，将它们放在同样的环境当中；b，比较两块玻璃板上水蒸发的快慢（2分） （3）降雨
练习：小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能，除了待检测的材料外，可利用的器材还有：音叉、机械闹钟、鞋盒。在本实验中适合作声源的是_______；
小明将声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测材料。他设想了两种实验方案，你认为最佳的是_________。
A、让人站在距鞋盒一定距离处，比较所听见声音的响度。
B、让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离。
通过实验得到的现象如表格所示，则待测材料隔声性能由好到差的顺序为_______________________。
材料
衣服
锡箔纸
泡沫
材料
衣服
锡箔纸
泡沫
距离
较长
长
短
响度
较响
较响
弱
综合训练
1、李刚家里买了一支新的保温瓶，他想研究保温瓶的保温性能与所装开水的关系，他设计了一个这样的实验。
先在保温瓶中装入初温为t℃的开水，取水的体积为保温瓶容积的1/3，盖上木塞，每隔半小时测一次水的温度，共测3次。
第二次在保温瓶中装入初温仍为t℃的开水，其体积是保温瓶的2/3。盖上木塞，每隔半小时测一次水的初温，共测3次。
第三次把保温瓶内装满初温是t℃的开水，重复前次做法。
这样从三次的实验记录中，可以得出保温瓶的保温性能与所装入开水多少的关系。你从他的实验可知，他所改变的量是开水的_____________。
由于影响保温瓶的保温性能的因素除了开水的质量外，保温瓶的型号，开水的 ， 环境的温度，观察的时间长短都会影响其保温性能，因此，这些因素应加以控制，应观察的量是经过相同的时间间隔开水的 。
2、喝汤时，小明发现汤有点淡，于是，他拿了一勺盐打算加到汤里去。小明妈妈告诉他：“盐太粗了，应当用细盐，细盐溶的比较快。”你觉得小明妈妈有道理吗？你认为小明妈妈说的有道理吗？你认为食盐的溶解还与哪些因素有关？请帮助小明同学完成下列探究过程？
（1）提出问题：食盐的溶解快慢与哪些因素有关？
（2）建立假设：①＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿
② ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿
③ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿
（3）设计实验方案（选择其中一个影响因素设计方案）： ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿
（4）收集事实证据： ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ 。
（5）检验假设。
（6）交流。
3、小明家昨晚买了一条鲫鱼养在院子的脸盆里。第二天早上，小明发现鱼不见了。为知道鱼失踪的原因，小明问妈妈鱼是不是被杀掉了，妈妈说没有；小明查看脸盆周围的地面，也没发现鱼跳出来痕迹；小明爸爸想起来，昨夜听到家里狗和猫的叫声，小明过去查看，发现狗被锁着，而脸盆周围的桌面上有猫爪印，并且在不远的邻居家的墙脚下找到了被吃剩的鱼尾巴，小明恍然大悟。根据上述材料回答：
（1）写出小明探究的问题
（2）写出小明对鱼失踪原因的另外3种猜测
如：①鱼被妈杀掉了 ②
③ ④
（3）写出小明获取对应的事实和证据：
如：①小明妈说没杀鱼 ②
③ ④
（4）写出小明最后得出的结论：

4、阅读下文：
　 在美国科罗拉多州，有一天，有7个孩子突然病倒了，并伴有腹泻、胃痛、发烧、呕吐等症状。数日后，又有43人出现了相同的症状。化验结果显示，所有的患者都感染了一种能够通过染菌的肉或蛋传播的细菌。那么孩子们是怎么感染上病菌的呢？为什么有些孩子感染了，而另一些孩子却没有？研究员认为这些细菌来自于某些染菌的食物。他们对孩子们进行了询问。但孩子们说：他们没有在一起吃饭!
那么孩子们一起参加过什么活动呢？调查发现，他们去动物园参观了蜥蜴展览。研究员经检查发现了一只蜥蜴确是此病菌的携带者。但展览的动物是不许触摸的，又怎么会感染到孩子们身上呢？于是，研究员仔细询问了孩子们在展区的活动，并将他们提供的信息与那些没有得病的孩子进行比较，发现洗过手的孩子没得病，而没洗手的孩子则病了。对信息的进一步筛选和分析发现，凡是接触过木栅栏又没洗手的孩子都病了。而对木栅栏的检验的确发现了该病菌。原来孩子们得病的过程是这样的：他们爬上围护蜥蜴的木栅栏，没有洗手就直接吃了东西，病菌就由口腔进入了他们的体内。研究员在研究上述病因时：
①提出的问题是_______________________________________________________；
②建立的假设是_______________________________________________________；
③收集的证据是_______________________________________________________。
5、物理活动课上，张老师做了一个有趣的实验：将一个黄色的乒乓球和一个玻璃球全部埋入装有米的大烧杯中，摇晃烧杯一段时间，乒乓球从米中“跑”了出来。看到这个现象，同学们十分惊讶：乒乓球为什么能“跑”出来，而玻璃球为什么不能“跑”出来？针对这个问题同学们提出下列猜想：
猜想1：因为乒乓球体积比玻璃球大； 猜想2：因为乒乓球质量比玻璃球小。
为了验证猜想是否正确，两天后，同学们用准备的一些器材进行探究：
（1）取三个塑料空瓶A、B、C，在A、B、C瓶中装入质量不等的沙子，盖好瓶盖，分别测出它们的质量和体积。
（2）把三个瓶子全部埋入盛有米的容器中，敲击容器，观察现象。
（3）实验数据及现象记录如下表：（米的密度约为 1.37g/cm3）
瓶子编号
体积/cm3
质量/g
现 象
A
22
14.4
跑出米面
B
28
38.6
未跑出米面
C
144
50.2
跑出米面
（4）分析上述实验数据后回答：猜想1 （选填“正确”或“错误”）；猜想2 （选填“正确”或“错误”）。
你认为一个乒乓球能从米中“跑”出来的原因是 。
（5）运用这个现象所隐含的物理知识，能解决生活中的什么问题（试举一例或说出你的一个设想）？
6．如图所示，是小明同学做“观察水沸腾”的实验装置。
(1)本实验的目的是：观察沸腾现象；探究水沸腾时 的变化规律。
(2)图中所示的温度是 ℃。
(3)当水温接近90℃时，每隔1min记录一次温度，根据表格里记录的数据，请你在下面的小方格纸上画出水的沸腾图象。
时间／min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 O
温度／℃
85
87
89
92
94
96
9 7
98
9 8
98
98
(4)从水的沸腾图象可以看出，此时水的沸点是 ℃，水在沸腾的过程中温度 7、物体在流体(液体和气体)中运动时，受到的阻碍物体运动的力，叫流体阻力.这种阻力的大小与哪些因素有关呢？

流线型汽车 战机着陆打开阻力伞 模仿鲔鱼体形的核潜艇
(1)请仔细观察如图所示的应用实例,对影响流体阻力的因素提出一种猜想：
[题(3)中的猜想除外]；
(2)根据你的猜想,请设计一个实验方案来验证；
(3)小刚同学猜想：流体阻力可能与运动物体表面粗糙程度有关.
他设计了如下的实验方案：
①用弹簧秤拉一艘底面光滑的船模型在水中运动，记下弹簧秤的示数F1；
②用弹簧秤拉另一艘底面粗糙的船模型在水中运动，记下弹簧秤的示数F2；
③通过比较F1与 F2的大小，就能得出物体受到流体阻力是否与物体表面粗糙程度有关.
请你对小强同学的实验方案中存在的问题,进行评估(只需写出一条评估意见):

分析：(1)流体的阻力与物体的形状、横截面积大小、物体相对于流体的速度、流体的性质等有关；(2)(略)；(3)实验方案中存在的问题有：①没有控制使用同一艘船模型；②没有说明船应做匀速直线运动；③没有控制船的运动速度相同；
课后练习：