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浙教版7年级上册第一章
第5节
科学探究
【知识梳理】
一、生活中的探究
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。
二、科学家的探究
1.发现和提出问题
爱因斯坦说:“发现问题有时比解决问题更重要。”发现和提出问题是科学探究的第一步。从日常生活或科学学习中发现有价值的问题,并能清楚地表述所发现的问题。
【名师讲解】对于一个生活现象随便提出一个问题是很容易的,但要提出一个有价值的科学问题,却非易事。首先要有问题意识,对生活中的科学现象要问为什么,并且能够分析出生活现象中所隐含的科学概念和规律,最后还要用科学语言把问题表述出来。
2.建立猜想或假设
建立猜想或假设是对探究结果出现的可能性的一种设想,即对背景材料的实验目的的肯定或否定的回答,要以陈述句的形式进行表述。
3.制订计划与设计实验
在老师指导下或通过小组讨论提出验证假设的活动方案。制订计划是科学探究的中心环节,本环节计划得科学、周密与否,直接影响着探究活动的成败。
(1)关于实验材料的数量
探究实验中实验材料的数量不能过少,原因是如果数量过少,结果会具有很大的偶然性,不足以说明问题。当然,采用更多的实验材料更好,但会增加实验的难度。因此,应根据具体实验选择合适数量的实验材料。
(2)实验变量与控制变量
科学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物的影响;分别对多个因素加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中重要的思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。实验变量是指实验中由实验者人为操作的因素或条件,即实验中被人为改变的条件;控制变量是指实验中除实验变量外影响实验现象和实验结果的其他所有的因素或条件。
(3)对照组与实验组
在研究某一实验变量对研究对象的影响时,所进行的除了实验变量不同以外,其他条件或因素都相同的实验,叫作对照实验。一个对照实验中分为实验组和对照组,实验组是指接受实验变量处理的那一组(与假设相一致的组),一般来讲人为改变条件的组作为实验组;未知实验结果的组作为实验组。对照组是不接受变量处理的或常态下的那一组。一般来讲,将保持原有状态的组作为对照组;将已知实验结果的组作为对照组。
【名师讲解】实验设计时要遵循的原则:
①对照原则:科学、合理地设置对照可以使实验方案简洁、明了,旦使实验结论更有说服力。
②等量原则:每次实验所加试剂的量要相等。
③单一变量原则:即控制其他条件不变,而只改变其中一个条件,观察其对实验结果的影响。
④多个参与原则:采取多个个体参与实验,避免偶然因素的发生。
4.获得事实与证据
独立或与他人合作,对观察和测量的结果进行记录,或用调查、查阅资料等方式收集证据,或用图表的形式将收集到的证据表述出来。
5.检验与评价
对事实或证据进行归纳、比较、分类、概括、加工和整理,判断事实、证据是肯定了假设还是否定了假设,并得出正确结论。若预期结果得到实验证实,说明假设成立,表达实验结论的方式是将假设再复述一次;若预期结果在实验中没有出现,则假设不成立,表达实验结论的方式是对假设做出否定。对探究结果的可靠性进行评价,对探究活动进行反思,发现自己的不足和他人的长处,并提出改进措施。
6.合作与交流采用口头或书面的形式将探究过程和结果与他人交流和讨论,既要敢于发表自己的观点,又要善于倾听别人的意见和建议。
三、控制变量法
科学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,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,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,被广泛地运用于各种科学探索和科学实验研究之中。
【同步训练】
一、单选题
1.(2018七上·金华月考)厨房调味盒里有多种白色固体。小明为了确定哪种是蔗糖,他取少许尝味道。他的行为属于科学探究中的(
??
)
A.?建立假设???????????????????????????B.?提出猜想???????????????????????????C.?获得证据???????????????????????????D.?得出结论
2.(2018七上·义乌月考)青色的生虾煮熟后颜色会变成红色。一些同学认为这种红色物质可能就像酸碱指示剂一样,遇到酸或碱颜色会发生改变。就这些同学的看法而言应属于科学探究中的(??
)
A.?实验????????????????????????????????????B.?假设????????????????????????????????????C.?观察????????????????????????????????????D.?做结论
3.国庆节早晨,小雷在家中发现暖水瓶的瓶盖打开不冒“白气”,小雷问自己为什么。想到可能是暖水瓶不保温,倒了一碗尝尝发现“烫”。又想到可能是因为房间的温度较高,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.?进行实验与收集证据????????????????D.?交流与合作
4.科学探究的基本过程是:①合作与交流;②设计研究方案;③猜想与假设;④提出问题;⑤检验与评价;⑥获取事实与证据。正确的排列顺序是(?
)
A.?①②③④⑤⑥?????????????B.?④⑥⑤③②①?????????????C.?④③②⑥⑤①???????????D.?④⑥①②⑤③
5.(2017七上·杭州期中)科学并不是那么的神秘。其实,在我们的日常生活中,许多平常的事情里就蕴含着科学道理,要进入科学的世界,体会到其中的乐趣。下列的做法和认识不正确的是(???
)
A.?从探究身边的问题着手???????????????????????????????????????B.?留心观察,认真思考
C.?书上的知识肯定是正确的????????????????????????????????????D.?学习前人积累的科学知识
6.小明在校园里浇花时发现了一只潮虫,他和同学们对潮虫的生活环境产生了兴趣,便一起去探索,他们记录了不同地点发现潮虫的数量(如下表所示)。根据调查结果,可推测适宜潮虫生存的环境是(???
)
地点
潮虫数量/只
水泥路上
?0
水槽边的石头下
24
种花的湿花盆下
18
干草地中
2
A.?阳光充足???????????????????????????B.?阴暗潮湿???????????????????????????C.?空气新鲜???????????????????????????D.?高温干燥
7.酗酒危害人体健康。实验人员以水蚤作为实验材料,在探究不同浓度的酒精对心率影响的实验中,必须人为改变的量(即自变量)是(
?
?
?
?
)
A.?水蚤的大小????????????????????????B.?酒精的浓度????????????????????????C.?水蚤的心率????????????????????????D.?环境温度
8.李明同学为了探究鲫鱼“浮头”的原因,取来两只相同的鱼缸甲、乙,并设计了下列实验方案,请选出最合理的一种(???
)
A.?取大小、活力相当的两条鲫鱼,分别放入盛有等量河水的鱼缸甲、乙中,甲中泵入空气,乙中不作处理,放置于相同的环境中观察。
B.?取一大一小活力相当的鲫鱼,分别放入盛有等量河水的鱼缸甲、乙中,甲用玻璃封闭,乙不作处理,放置于相同的环境中观察。
C.?取大小、活力相当的两条鲫鱼,分别放入甲、乙中,甲中加适量河水,乙中加等量煮沸后冷却的河水,放置于相同的环境中观察。
D.?取大小、活力相当的六条鲫鱼,平均投放于甲、乙中,甲中加适量河水,乙中加等量煮沸后冷却的河水,放置于相同的环境中观察。
9.科学探究的过程一般的程序有七个步骤,下列关于七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、交流与合作
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、交流与合作
C.?提出问题、评估、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、交流与合作
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、交流与合作
10.用滴管从瓶中吸取酒精,滴在手上,感觉凉凉的,小明就这一现象产生的原因,提出了两种猜想,猜想1:酒精的温度低于手的温度;猜想2:酒精蒸发时吸热,有致冷作用.随后,他在烧杯中倒入适量酒精,用相同的温度计分别测量手的温度t1和烧杯中酒精的温度t2
,
并重复多次,均发现t1>t2
,
由此,( )
A.?只能验证猜想1???????????????????????????????????????????????????B.?只能验证猜想2
C.?既能验证猜想1,也能验证猜想2?????????????????????????D.?既不能验证猜想1,也不能验证猜想2
二、填空题
11.在科学探究时,我们应当善于________?问题;依据已有的________?,通过思考,建立________?;再根据探究的目的和条件制订探究的________?,通过观察、实验等多种途径获取________?;然后对假设进行检验;最后与大家一起_________?,对探究的过程和结论进行评价。
12.化学科学的发展,极大地推动了人类社会的进步,但同时也带来了一些负面影响.请你分别举出化学科学的发展对人类社会的利和弊各两个具体例子.
利:________?;________.
弊:________;________.
三、实验探究题
13.佳佳同学学习了《植物的茎》后,懂得了爬山虎生有攀缘茎,是靠“小手”抓在墙上的。但他并不满足于此,反而对此产生了疑问:爬山虎的“小手”究竟有什么秘密呢?
???
他考虑了很长的时间后,认为有三种可能:一是“小手”上有水蛭一样的吸盘,能紧紧地吸在墙上;二是“小手”上有像壁虎的脚趾一样的横褶,能紧紧地抓住墙壁;三是“小手”上会分泌一种黏液,能紧紧地粘在墙上。为了揭开爬山虎“小手”的秘密,他对“小手”进行了观察和研究。
???
他发现爬山虎的“小手”与墙贴得很牢,怎么也扯不下来,即使扯下来一些,这些“小手”也要把一小块墙皮拉下来。有的“小手”已呈焦黄色,有一圈棕色的物质与墙紧紧粘在一起,这多像一层干透了的胶水呀!
???
他取了一些“小手”用放大镜观察,发现“小手”像一个小绒球,上面长着数不清的小绒毛,外圈是棕色的,里面是淡绿色的。他把“小手”放在显微镜下观察,看到小绒毛变成了“小气泡”,哈!原来小绒球是许多“小气泡”组合而成的。他想:黏液可能就是“小气泡”里分泌出来的。于是,在老师的指导下,他又做了一个实验,用解剖刀向嫩绿的“小手”边缘切去,并迅速用玻璃片盖上,再在显微镜下观察,果然,一个个破裂的“小气泡”流出许多黏糊糊的液体。
(1)佳佳提出的问题是:________??
(2)佳佳建立的假设是:
?
a:“小手”上有水蛭一样的吸盘,能紧紧地吸在墙上。
?
b:________?。
?
C:________?。
(3)佳佳在实验中收集的证据有哪些?请你在相应的句子下画线表示。
(4)获取事实和证据的过程中,佳佳采用的科学方法是:________
。
(5)佳佳获得的结论是:________?。
(6)在获取事实和证据的过程中使用的仪器是:________
。
14.(2017七上·常山期中)来到大南门的古城墙上,细心的小科发现,古人在建造城墙是砖块都是平放的,很少竖放。老师解释:竖放的砖容易翻到,而平放的砖不容易翻到,平放的砖比竖放的砖更加稳定。我们把物体的的稳定程度叫做稳度。
小科想:那么,物体的稳度与哪些因素有关呢?他看到不倒翁的构造、天平等仪器有较大的底座等现象,提出了这样的猜想:稳度可能与两个因素有关:一是物体的重心,二是物体的底面积。于是他进行了如下的实验:
实验一:他找到了几个完全相同的物体,给它们安装上不同面积的底座进行实验,实验结果如下:
底座的面积(cm2)
200
400
800
稳度
?
差
一般
好
实验二:他找到了一些形状完全相同但重心高度不同的几个物体进行实验,实验结果如下:
重心离地面的高度(cm)
10
20
40
稳度
?差
一般
好
通过这两个实验,他验证了自己的猜想并得出了结论。在实验中,他还发现,所谓底面积,不一定是物体与地面的接触面积,而是物体的“底”在地面中所围成的面积。如:照相机的三脚支架与地面所围成的三角形的面积。
(1)通过实验一的研究,我们可以得到的结论是________。
(2)这一结论在日常生活中有何应用?请举一例。________
15.(2018七下·嘉兴月考)蚕在结茧时不吃也不动,一般会结出厚薄均匀的茧,但是有时也会结出厚薄不均的“薄头茧”,影响了蚕茧的出丝率。某研究性学习兴趣小组为了寻找“薄头茧”的原因,5
月份进行了一次探究实验,9
月份又进行了重复实验。两次实验均选择五龄期老熟蚕,
将它们放入
6
片方格簇(每片方格簇有
312
格,即每片最多结茧
312
粒),7
天后统计“薄头茧”的发生率。实验分为
3
组,三组的光线处理不同,实验结果见下表:
不同光照条件下平均结茧情况统计表(单位:%)
第一组
第二组
第三组
光线
明亮而不均匀
明亮而均匀
暗而均匀
实验Ⅰ(5
月份)
15.48
7.50
4.92
实验Ⅱ(9
月份)
17.17
8.85
4.50
总平均发生率
16.33
8.18
4.71
请根据上述情况回答:
(1)蚕茧是蚕蛾在发育过程中的________阶段出现的。
(2)该小组设计并实施这一实验的实验假设是:________。
(3)在这一实验中,除要控制蚕的年龄和大小、实验时间相同外,还要控制其他实验条件相同,请你举出其中的一个。________。
16.烟草燃烧时会产生约l400多种有害物质,烟草中的烟碱等有害物质容易导致心血管疾病的发生,严重影响人的生命活动和身体健康。全球13亿烟民中,每年死于肺病、冠心病等与吸烟相关的疾病的人数超过结
核病、艾滋病、车祸和自杀等死亡人数的总和。某科学兴趣小组就“烟草浸出液是否会对蝌蚪的生命活动产生影响”设计了如下实验:
①取5只1000毫升的烧杯,分别贴上标签A、B、C、D、E。
②在4份等量的香烟烟丝中分别加入50毫升、40毫升、30毫升、20毫升蒸馏水浸泡一昼夜,滤去残渣得到浸出液。
③在B、C、D、E中分别加入上述四组烟草浸出液,A中不加。再分别向A、B、C、D、E中加入清洁池塘水至总量为800毫升。
④向A、B、C、D、E中各放入10只蝌蚪,定期饲喂同种、同量饲料,观察并记录。
根据以上设计,回答下列问题:
(1)该小组的假设是?________
。
??????????????????????
(2)各烧杯中放入的蝌蚪应该是________。
???????????????????????????????????
(3)A、B、C、D、E组实验中,A组的作用是________?。
(4)请你设计一个简单明了的统计表格,以便记录观察结果。
(5)若实验结果为烟草浸出液浓度越大,蝌蚪存活的时间越短,则该小组的假设是否成立?________。
17.云南红河被誉为蝶类的“伊甸园”。科考队发现此处箭环蝶爆发时,竹叶被幼虫吃光,但是,竹子不会因此而死去,而且来年还长得比往年更加枝叶繁茂。这是一种自然选择形成的生态系统稳定性。
(1)对这种生态系统稳定性的解释,你认为合理的是
(选填字母)。
A.箭环蝶长期有规律地爆发,可能使竹子的变异性增加
B.箭环蝶与竹子之间已达到完美程度,都不需要继续变异
C.有益于竹子的微小变异被遗传下来,最终成为竹子特有的性状
D.箭环蝶“大脑”与人脑一样发达,知道竹子死了自己也活不了
箭环蝶成虫常聚集在植物发酵腐烂处取食,它们喜欢吃什么呢?研究人员取四条干燥有吸水性的相同绳子,分别浸泡在清水、0.5%白酒(溶质为酒精)、0.5%蔗糖水、0.5%食盐水中相同时间。取出,相隔相同距离悬挂在环境相同的竹林之间。统计2小时内每条绳子上箭环蝶停留数,数据如表。
箭环蝶
停留数(只)
清水
0.5%
白酒
0.5%
蔗糖水
0.5%
食盐水
绳子上段
0
0
0
0
绳子中段
0
3
1
1
绳子底端
0
35
2
0
(2)用浸泡“白酒”的绳子引诱箭环蝶,你认为科考人员建立的假设是 ??
。
(3)箭环蝶大量聚集在绳子底端取食(如图)。你的解释是 ??????????????
。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
2.【答案】
B
3.【答案】
C
4.【答案】
C
5.【答案】
C
6.【答案】
B
7.【答案】
B
8.【答案】
D
9.【答案】
A
10.【答案】
A
二、填空题
11.【答案】
发现并提出;科学知识;猜想和假设;计划;事实和证据;交流讨论
12.【答案】
利用化学生产化肥和农药,以增加粮食产量;研制新材料、开发新能源
;农业化肥过量使用导致土壤板结、酸化;大量塑料的使用导致白色污染
三、实验探究题
13.【答案】
(1)爬山虎靠“小手”抓在墙上,“小手”有什么秘密呢?
(2)“小手”上有像壁虎的脚趾一样的横褶,能紧紧地抓住墙壁;;“小手”上会分泌一种黏液,能紧紧地粘在墙上
(3)画线的句子:有的“小手”已呈焦黄色,有一圈棕色的物质与墙紧紧粘在一起,这多像一层干透了的胶水呀,取了一些“小手”用放大镜观察,发现“小手”像一个小绒球,上面长看数不清的小绒毛,外圈是棕色的,里面是淡绿色的;把“小手”放在显微镜下观察,看到小绒毛变成了“小气泡气用解剖刀向嫩绿的“小手”边缘切去,并迅速用玻璃片盖上,再在显微镜下观察,果然,一个个破裂的“小气泡”流出许多茹糊搬的液体。
(4)观察和实验
(5)爬山虎“小手”的秘密是它的“小手”上面长着数不清的小绒毛,每个小绒毛里有许多茹糊搬的液体
(6)放大镜、解剖刀、显微镜,
14.【答案】
(1)物体的稳度与物体底面积有关,底面积越大
,物体稳度越好。(2)电风扇的底盘做的很大(合理均可)
15.【答案】
(1)蛹(2)不同的光照条件影响茧的均匀程度(3)温度或湿度或气压
16.【答案】
(1)烟草浸出液会对蝌蚪的生命活动产生影响(2)大小、发育程度等性状相近(3)对照
(4)
组别
蝌蚪存活的只数
第2天
第4天
第6天
第8天
……
A
B
C
D
E
(5)成立
17.【答案】
(1)AC
(2)实验的变量是食物,又因为在白酒的绳子底端箭环蝶的数量最多,所以假设是箭环蝶喜欢发酵的食物。
(3)白酒由于重力的作用,会在绳子的底端最多,所以箭环蝶都会在绳子的底端取食。
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