第5节《科学探究》重点归纳与精析提升

第5节《科学探究》重点归纳与精析提升
【知识梳理】
1．科学的核心是 ， 是科学学习的重要方式。
2．科学探究的基本过程：提出 → →设计 方案→实施方案(收集事实证据)→检验假设→ 。在这一基本过程中， 是探究的起点，建立假设是探究的基础，设计 和 方案是探究的中心。
【知识广场】
劳伦兹的动物行为学研究
欧洲的多瑙河边和阿姆湖畔，是雁鹅生活的天地。劳伦兹深信雁鹅行为特别适合科学研究，因为它和人类行为有许多相似之处。劳伦兹日复一日、年复一年地观察雁鹅的生活，看它们如何求偶、打斗、养育子女及表达它们的喜怒哀乐。劳伦兹将雁鹅的行为用科学日志的形式记录下来，撰成《雁语者》一书。劳伦兹还对其他动物的行为进行研究，发现动物的行为远比一般人想象的复杂、多变。劳伦兹开创性地用实验法研究了雁鹅及其他动物的行为，被称为“现代动物行为学之父”， 荣获了 1973年的诺贝尔生理学或医学奖。
【精选例析】
【例1】　小利同学在一个养蜂场看到许多蜜蜂聚集在蜂箱上，双翅没有振动，却仍嗡嗡地叫个不停。他对“蜜蜂发声是靠不断振动双翅产生的”这一结论产生怀疑。蜜蜂的发声部位到底在哪里？下面是小利同学的主要探索过程：
①把多只蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上，蜜蜂仍然发声。
②剪去多只蜜蜂的双翅，蜜蜂仍然发声。
③在蜜蜂的翅根旁发现两粒小“黑点”，蜜蜂发声时，黑点上下鼓动。
④用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点，蜜蜂不发声。
(1)小利同学在实验时，用多只蜜蜂做实验的目的是__________________。
(2)从实验①和②可得出的结论是_________________。
(3)“用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点”基于的假设是__________。
　为了避免偶然性，通常都会采用多次实验的方法，以增加实验的可靠性。由于用胶水将双翅粘在木板上和剪去双翅时，蜜蜂仍然能发声，说明蜜蜂发声与双翅振动无关。而刺破小黑点，蜜蜂不再发声，说明小黑点与蜜蜂发声有关。
【例2】市场上的防晒霜都宣称可以防晒。暑假期间，某学校学生外出徒步旅行，准备借此机会做一个关于某品牌防晒霜的实验，看它是否有效。其中四位同学的实验方案如下表：
实验人
实验方案
小敏
一只手背上涂上防晒霜，另一只手不涂。一天后，比较两只手背的晒伤程度。
小英
第一天涂上防晒霜，第二天不涂。比较这两天被晒伤的程度。
小玲
在同学的手背上涂上防晒霜，自己的不涂。一天后，比较自己手背和同学手背被晒伤的程度。
小红
手心上涂上防晒霜，手背上不涂。一天后，比较手心与手背被晒伤的程度。
你认为最合理的实验方案是( )
A. 小玲 B. 小敏
C. 小英 D. 小红
【解析】　小敏采用“一只手背上涂上防晒霜，另一只手不涂。一天后，比较两只手背的晒伤程度”。控制的是同一个人，同样的时间(一天)，比较防晒霜与晒伤程度的关系。由于对比实验的影响因素基本一致，所获得的实验结果较为科学，其实验方案是合理的。小英采用“第一天涂上防晒霜，第二天不涂。比较这两天被晒伤的程度”。由于时间上不统一，天气的变化影响了对比实验的科学性，故其方案不合理。小玲采用“在同学的手背上涂上防晒霜，自己的不涂”。由于是在不同的实验者手背上做实验，因个人的体质因素不同而不能说明实验结果的科学性，因此，其方案不合理。小红采用“手心上涂上防晒霜，手背上不涂”。由于采取不同部位的皮肤进行对比实验，使对比实验的影响因素不同，因此同样不具有科学性，即其方案不合理。
【例3】一个科研小组的同学计划检测一种新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，第三块草地不喷洒任何除草剂。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，那么下列判断合理的是( )
A. 新型除草剂能投入使用
B. 对照组设置不合理
C. 新型除草剂可能没有除草效果
D. 实验失败
【解析】　选用三块相似的草地进行实验，分别喷洒传统的除草剂、喷洒等量的新型除草剂、不喷洒除草剂。以上这些措施是为了控制变量和设置对照组。实验结果可以推出：新型除草剂可能没有除草效果。
【重点归纳】
实际的科学探究是十分灵活的，不一定很刻板地按照上面呈现的顺序进行，所经历的步骤也不一定都有完整的六个步骤。
【巩固提升】
1．国庆节早晨，小雷在家中发现打开暖水瓶的瓶盖后不冒“白气”，小雷问自己为什么。他想到可能是暖水瓶不保温，倒了一碗尝尝却发现水是烫的。小雷又想到可能是因为房间的温度较高，于是他将暖水瓶拿到屋外，看到很多“白气”。“小雷倒了一碗尝尝”属于科学探究环节中的( )
A. 提出问题
B. 猜想与假设
C. 交流与合作
D. 进行实验与收集证据
2．下列是科学探究的基本过程，其排列顺序正确的是( )
①合作与交流 　②制订计划 　③建立猜想和假设　 ④提出问题　
⑤检验与评价　 ⑥获取事实与证据
A. ①②③④⑤⑥　 B. ④③②⑥⑤①
C. ④⑥⑤③②①　 D. ③④⑥①②⑤
3．设计对照实验时，应遵循的原则是( )
A. 所有变量都相同
B. 除实验变量外，其他条件都相同
C. 所有变量都不相同
D. 除实验变量外，其他条件都不同
4．小梅家有一批盆栽的郁金香，过去一直开红色的花，现在却开出紫色的花。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，发现还是开紫色的花。这说明实验结果与原来的猜测不相符，最好的处理方法是( )
A. 修改猜测，重新进行实验
B. 修改实验过程，使之与猜测相符
C. 修改结果，使之与猜测相符
D. 实验不成功，停止探究
5．小明在春天买了5盆同样大小的同种植物，每天向花盆内浇同样量的水和液体肥料，不久植物开始发芽。为了研究植物生长与水和肥料间的关系，对5盆花作了如表所示的处理，然后观察植物的变化。
花盆
浇水量
施肥量
1
比以前少1/2
与以前相同
2
比以前少1/2
比以前少1/2
3
与以前相同
与以前相同
4
与以前相同
比以前多1/2
5
不浇水
比以前少1/2
如果要证明“过多施肥会引起植物枯萎”，可以比较花盆( )
A. 1与2 B. 2与3
C. 3与4 D. 4与5
6．法拉第曾以《蜡烛的故事》为题为青少年连续开展了多次报告。下表列举了报告中涉及的部分问题及对问题的回答。则下列回答中属于设计实验方案的是( )
选项
问题
对问题的回答
A
吹灭蜡烛时产生的白烟是什么？
主要成分是烛油蒸气
B
火焰为什么向上？
热气流上升，形成对流
C
火焰明亮的原因是什么？
与火焰中的碳颗粒有关，碳颗粒会影响火焰明亮程度
D
火焰不同部位温度高低如何比较？
用一张纸在火焰中心一掠，观察纸上留下的火痕特点
7．为了研究铝对鱼类的毒性及解毒方法，有人设计了以下5组实验：第①组将鱼放在正常的池水中，其余四组分别将鱼放在含铝的池水中，其中在第②③④组中分别加入从不同树叶中提取出的汁液。定时观察，结果如图所示，依据图示得出的结论正确的是( )
A. 叶的汁液加速了鱼的死亡
B. 三种叶的汁液对鱼都有毒性，且不同的汁液的毒性不同
C. 松的汁液解毒效果最好
D. 三种叶的汁液均能不同程度地降低铝对鱼类的毒害
8．某同学喜欢观察鸟的行为。她曾看到某种鸟在吃蓟的种子，就想证实蓟的种子是不是这种鸟最爱吃的食物，于是用三种食物(蓟的种子、稻谷、太阳花的种子)若干进行实验探究。下列有关叙述错误的是( )
A. 实验时应把蓟的种子放在离鸟最近的地方
B. 此实验的假设是“这种鸟可能最爱吃蓟的种子”
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，那么这个结果不支持本实验的假设
9．一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，第三块草地喷洒与第一块等量的水。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，下列判断中合理的是( )
A. 实验失败
B. 对照组设置不合理
C. 新型除草剂可能没有除草效果
D. 新型除草剂能投入使用
10．某校科学兴趣小组想探究“苍蝇为什么停下来就匆忙搓脚”。他们认为：苍蝇的脚上有辨别气味的感觉器官，其上沾有污物会影响这些器官的正常生理功能，为了能时刻辨别味道，苍蝇必须经常搓掉脚上的污物，保持其清洁。
材料用具：两个透明的干净玻璃瓶，纱布，若干只活苍蝇。
(1)在甲(瓶内无污物)、乙(瓶内有污物)两个玻璃瓶中，分别放入数量 的活苍蝇，然后用纱布盖住瓶口，并进行观察记录。
(2)在同一时间段内观察记录甲、乙两个玻璃瓶中 。
(3)可能的实验结果和实验结论：若 ，则说明苍蝇搓脚与清除脚上的污物无关。若 ，则说明苍蝇搓脚与清除脚上的污物有关。
(4)实验中的甲组苍蝇起 作用。
11．水火箭可以模拟火箭发射原理，如图所示。水火箭的发射高度与哪些因素有关呢？某科学兴趣小组的同学们提出如下假设并进行实验：
①与打气筒的型号有关。
②与瓶内水的多少有关。
③与瓶的容积有关。
实验器材如表所示：
饮料瓶(容积)
打气筒(型号)
A
B
C
D
E
F
0.6升
1.25升
2.5升
小号
中号
大号
(1)该小组设计了甲、乙两种方案验证假设①，你认为较合理的方案是 。
甲方案：选用饮料瓶B，加0.5升水，其他条件基本相同，分别用打气筒D、E、F发射，比较三次瓶上升的高度。
乙方案：选用饮料瓶A、B、C，各装入1/3容积的水，其他条件基本相同，分别用打气筒D、E、F发射，比较三个瓶上升的高度。
(2)除了上述实验研究的三个因素，你认为影响水火箭发射高度的因素还有哪些？请你列举一个： 。
12．《乌鸦喝水》故事里的乌鸦(如图所示)真的能喝到水吗？(假设水要满到瓶口)影响乌鸦能否喝到水的因素有哪些呢？小柯找来三个容积不同的圆柱体塑料杯(220毫升、300毫升、350毫升)、同规格小钢珠、大小相近的鹅卵石(比小钢珠大)、沙子、量筒(500毫升)、烧杯、水槽等器材进行探究。
(1)小柯找来三个塑料杯，目的是研究乌鸦能否喝到水是否与容器
有关。
(2)小柯往一个空杯里加入一些水，再往里投钢珠，发现无论投入多少，水都不能满到杯口。是不是原先杯里的水太少？杯里至少要有多少水才行？请你设计方案，测出往该塑料杯里投钢珠使水满到杯口需要的最小水量。
。
(3)已知往300毫升的杯子里投钢珠测出使水满到杯口需要的最少水量为145毫升。现在往空杯里加145毫升水后，投入鹅卵石。多次实验发现无论投入多少鹅卵石，杯内水位虽有差异，但都不能满到杯口，接着往其中投入沙子，水面上升并溢出杯口。说明乌鸦能否喝到水，还跟
有关。
第5节《科学探究》重点归纳与精析提升参考答案
【知识梳理】
1．探究，科学探究
2．提出问题→建立假设→设计验证方案→实施方案(收集事实证据)→检验假设→报告与交流。在这一基本过程中，提出问题是探究的起点，建立假设是探究的基础，设计研究方案和实施方案是探究的中心。
【精选例析】
【例1】　(1)避免实验的偶然性　(2)蜜蜂发声不是由双翅振动产生的　(3)蜜蜂是靠小黑点振动发声的
【例2】答案B
【例3】答案C
【巩固提升】
1-5．DB B A C
6-8．C D A
9． C【解析】　控制变量法应控制除实验变量(蓟种子、稻谷、花种子)外的其他量相同。
10．(1)相等
(2)苍蝇搓脚的次数。
(3)甲瓶中苍蝇搓脚的次数接近或明显多于乙瓶中苍蝇搓脚的次数。若甲瓶中的苍蝇不搓脚或搓脚的次数明显少于乙瓶中苍蝇搓脚的次数。
(4对照
11． (1)甲。 (2)打气的多少(或瓶的自身重力、瓶的形状、打气的快慢等)。
【解析】　由于瓶的容积可能影响水火箭的发射高度，而在方案乙中，选用了不同的饮料瓶，其容积是不同的，所以不能探究水火箭的发射高度与打气筒的型号的关系。
12． (1)大小(或容积)有关。
(2)先用小钢珠填满杯子，然后在量筒中量取一定量的水V0，再将量筒中的水慢慢倒入杯子中，当水满到杯口时，读出量筒中剩余的水量V1，从而计算出倒入杯里的水量(V0－V1)，该水量就是采用投钢珠喝到水时杯子里需要装入的最小水量。
(3)投入物体之间的空隙(间隙)和投入物体与杯子内壁间隙有关。
【解析】　(1)运用控制变量法探究某个因素的影响时，要只改变该因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，找来三个容积不同的塑料杯，目的是研究乌鸦能否喝到水是否与容器容积有关。(2)可以间接测量注入杯中的水的体积，也可利用排水法测出小钢珠排开水的体积。(3)鹅卵石体积大于小钢珠体积，放入容器中后相互之间间隙较大，排开水的体积小，水位低；用细沙填充鹅卵石之间的空隙，水位上升，据此分析乌鸦能喝到水的影响因素。