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第5节 科学探究
第1章 科学入门
教学目标
1.解释提出问题对科学探究的意义及猜想和假设在科学探究中的作用。
2.区分科学探究需要收集、处理信息和相关的技术;识别科学探究的一般方法。
3.应用科学探究的方法解决生活生产中的一些简单的问题。
新课导入
某日,你课间操结束回到教室,发现找不到橡皮了。你会怎么做?
发现橡皮不见了,第一感觉是提出问题:橡皮怎么不见了?
其次是猜想,可能掉地上了,可能上次用完放书包或衣兜里了,可能是周围同学借去用了,也可能是……。
接着,地上找一找,衣兜里找一找,或问一下周围的同学……
结果,发现是前面同学借去用而忘了及时归还。
你所进行“查找橡皮的过程”其实就是一个科学探究的过程。
新知梳理
1.什么是科学探究?
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。
一、生活中的探究
2.其实在日常生活中,我们经常在探究。
如,小明将鸡蛋放入白醋中,观察到鸡蛋不停地发生沉浮现象;小王做作业时,电灯突然熄灭了,他马上 “查找电灯熄灭的原因”;小林头昏去医院,医生询问“是否着凉了?” 等;这都是在进行探究。
合作探究
探究:你家的电灯突然不亮了的原因
(1)提出问题:
①可能只有自家停电了;
②可能是我们这个单元停电了;
③可能是我们这幢楼停电了;
④可能整个小区停电了;
……
(2)建立假设:
①观察附近居民楼的灯是否还亮?
②观察自己家对门的灯亮吗?
……
(3)检验假设
是什么原因导致家里电灯突然不亮了?
(4)得出结论
①若附近居民楼的灯亮则可能是自己这幢楼停电了;
进一步探究自己家对门的灯是否亮:
若对门的灯亮,说明自己家停电了,检查自己家的电路故障;
若对门的灯不亮,说明真是本幢楼停电了,查找本楼停电的原因。
②若附近居民楼的灯不亮可能小区或全村停电了,打电话询问原因,继续……
说明: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一步探究,直到找到真正的原因,采取相应的措施。
合作探究
二、科学家的探究
1.天花和牛痘的故事:
17和18世纪,天花是西方最严重的传染病,受害者以儿童为主。每4名病人当中便有一人死亡,而剩余的3人却要留下丑陋的痘痕天花。还有很多人甚至失去听觉,双目失明。”
18世纪,欧洲蔓延天花,死亡人数曾高达1亿5千万人以上,甚至更多。
《天花和牛痘的故事》介绍了医生琴纳发明种牛痘根治天花的过程。科学家们为探究科学真谛作出了艰辛的努力。
新知梳理
天花和牛痘的故事(教材P28-29)
视频导学
(1)提出问题:得过天花的人也不会再次感染。这是为什么呢?
(2)猜想与假设:
或许人得过一次天花以后就会产生免疫力,可以抵抗病毒的入侵。
(3)设计研究方案:
从牛身上采集牛痘脓浆,接种到人的身上,使他们也像挤奶女工那样得轻微的天花,以产生对天花的免疫力。
(4)获取分析证据:
琴纳从一位挤奶女工的手上取出微量牛痘脓浆,接种到一个8岁男孩的手臂上。不久,种痘的地方长出痘疱,接着痘疱结痂脱落。
科学家琴纳的探究过程
新知梳理
(5)检验假设:
一个多月后,琴纳在这个男孩手臂上再接种人类的天花痘浆,竟没有出现任何天花病症。
(6)交流、评估得出结论:
这个男孩已经具有天花的免疫力,琴纳的假设被证实了。人类从此获得了抵御天花的有效办法——种牛痘。
新知梳理
2.科学探究的一般步骤:
(1)发现和提出问题
(2)建立猜想与假设
(3)制订计划和设计实验
(4)收集证据(观察、实验获取事实或证据)
(5)分析与认证(检验猜想或假设)
(6)评价与交流
新知梳理
三、我们一起来探究
探究1:根据人脚印的长度判断人的身高
(1)提出问题:
人脚印的长度与身高有什么关系?
警察常根据脚印的长度来推断罪犯的身高。考古学家也会根据古代人脚印的长度来确定古代人的身高。
(2)建立假设:
人的身高越高,脚印越长;人的身高与脚印可能存在一定的倍数关系。
合作探究
(3)设计方案:
①选择同学、家人等高矮不同的人群进行实验,用刻度尺分别测出人的身高对应的脚印长度。
②用测出的身高除以脚印长度,算出身高与脚印的关系。
家庭成员 身 高(厘米) 脚印长(厘米) 身高是脚印长的倍数
自己
妈妈
舅舅
爸爸
合作探究
家庭成员 身 高(厘米) 脚印长(厘米) 身高是脚印长的倍数
自己
妈妈
舅舅
爸爸
(4)收集证据:
测量不同年龄、不同性别、不同体重人的脚印的长度与身高,多测几组数据。
收集证据需要记录,表格是很好的记录方式。通过实际测量,将获得的数据填在下表中。
合作探究
156.4
165
185
178
23
24
27
26.3
(5)检验假设并得出结论
家庭成员 身 高(厘米) 脚印长(厘米) 身高是脚印长的倍数
自己 156.4 23
妈妈 165 24
舅舅 185 27
爸爸 178 26.3
6.817
6.875
6.875
6.768
结论:
脚印的长度与身高确实存在着一定的倍数关系,他们的倍数关系在6.8倍到7倍之间。
合作探究
(6)交流与评估:
与同学交流,看自己的结论与其他人的结论是否相同。若不同,要找出原因。
注意:
进行科学探究实验要有认真、实事求是的科学态度。在实验过程中会出现一些误差,要认真科学地减少误差。同时探究过程中可能出现结论与假设不一致,则可以重新假设,再收集证据,得出新的结论。
合作探究
探究2:盒子里面有什么
给你一个密封的盒子,在不打开盒子的前提下,想知道里面装的是什么,你会用什么办法呢? 试一试按照科学探究的步骤进行探究。
(1)提出问题:
在不打开盒子的前提下,怎么知道盒子里面有什么?
(2)建立猜想和假设:
可能是铁制品、也可能是其他材质的……
合作探究
(3)制定探究计划,收集获取事实与证据:
合作探究
初步判断,盒子里可能装的是一块橡皮(或……)。
(4)初步得出结论
说明:
科学探究过程中,六个环节不一定全部经历,但是提出问题、猜想与假设、实验探究和结论必须具有;有时六个步骤也不一定完全独立,有些过程可以合并在一起。
合作探究
很多问题就像一个不能打开的盒子,我们必须通过盒子可能传出的信息来判断盒子里的物体可能是什么。用这种方法来判断事物有时也会失误的。我们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。
科学探究中,有时会出现实验结论与假设不符的情况。当科学探究与原来的假设不相符合时,首先认真分析实验过程和数据,重复实验,如仍不相符应大胆地修正原有的知识,坚持实事求是的科学态度,重新作出假设,重新实验。
新知梳理
科学探究:获得科学知识的一种基本方式。
科学探究的一般步骤:
提出问题 猜想与假设 设计研究方案
课堂小结
检验假设
评价与交流
收集证据(观察、实验)
1.目前全球的气候均在变暖,近150年来,全球平均气温升高了1℃,这个数字在气象学上是个不可忽视的数字。对全球的气候为什么会变暖,有些科学家猜测:可能是排放大量二氧化碳而造成的温室效应。科学家提出这种观点是属于科学探究中的( )
A.提出问题 B.建立假设
C.收集证据,检验假设 D.作出解释
B
达标检测
2.最早的抗生素——青霉素的发明人弗莱明在培养细菌的器具中发现一种青霉菌,在这种青霉菌的周围没有其他的细菌生存。为什么会产生这种现象?实验:在液体中培养青霉菌之后,实验考察这种培养液对细菌增殖的影响结果:培养液使细菌增殖停止。最适合作为这个实验猜想的是( )
A.青霉菌与细菌间可能是互利关系
B.可能青霉菌污染了细菌生存的环境
C.可能青霉菌产生了对人类有益的物质
D.可能青霉菌产生了可以抑制细菌增殖的物质
D
达标检测
3.以下是某同学开展探究活动的几个步骤,请阅读并回答下列问题。
①某同学发现池水中有小白点在浮动,仔细看了很久; ②他想这是什么生物呢?③于是取出一滴池水,做成玻片标本,用显微镜观察。
④原来是草履虫。
以上叙述中,属于提出问题的是________,属于进行实验的是________。
②
③
达标检测
4.为了探究影响大棚作物产量的因素,某校生物科技小组在三个大棚内,按下表要求进行了种植实验:(其他条件均相同)对该种植实验分析错误的是( )
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
C
达标检测
5.有研究表明,鸡的产蛋率与饲料中蛋白质含量及光照时间有关。某科技活动小组对此产生兴趣并开展了相关实验,请根据图表回答问题:
(1)实验设置如表所示,那么该实验探究的问题是:
?
(2)甲、乙两组实验中,起对照作用的是 组。
(3)为使实验结果更加科学准确,根据题中影响产蛋率的因素,该实验还必须保证在 相同的情况下进行。
鸡的产蛋率与饲料中的蛋白质含量有关吗
甲
光照时间
达标检测
本节内容结束