从科学史到科学探究

(共32张PPT)
《科学史》主题复习课
汤姆生 卢瑟福 查德威克 盖尔曼
1.知道原子结构模型在历史上的发展过程
2.体验建立模型的思想与方法
3.通过力学发展史中的典型事例领悟科学精神
4.通过对能量转化与守恒定律发现史的学习，领悟科学思想和科学精神。
5.知道人类对宇宙的认识历史，领悟科学家追求真理的精神。
6.描述植物生长素发现的历史，体验科学发现的过程
一、《考试说明》中的科学史要求
说说你在《科学》学习中最感兴趣的科学家以及他在科学史上的贡献！
奥斯特 法拉第 伽利略 安培 伏特 焦耳 牛顿 瓦特 拉瓦锡 达尔文 列文·胡克 欧姆 沈括 张青莲 侯德榜 帕斯卡 哥白尼 哈维 巴斯德……
二、科学家是如何开展科学研究的。
实例1.科学家们对“运动与力”的关系的研究
物体的运动需要力来维持
物体的运动不需要力来维持
亚里士多德
（公元前四世纪）
伽利略
（公元1564—1642）
探究
1、如何来改变物体受到摩擦力的大小？
2、通过观察什么来反映摩擦力对物体运动的影响？
B
B
B
3、我们应该控制哪些条件相同？
毛 巾
木 板
棉 布
摩擦力对物体运动的影响
实验记录表
平面的材料
毛巾
棉布
木板
小车受到摩擦力的大小
实验结论：
水平面越光滑，即小车运动时受到的阻力越______,通过的距离越_______,运动时间越______,速度减小得越________。
小
长
慢
长
小车运动的距离
（长、较长、短）
（大、较大、小）
小车速度减小
的快慢
（快、较快、慢）
如果运动物体不受任何力的作用，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。
如果物体在运动中不受力的作用，它的速度将保持不变。
笛卡儿
（公元1596—1650）
伽利略
（公元1564—1642）
实验 + 推理
牛顿第一定律
一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
牛 顿
（公元1643—1727）
2、研究方法：实验加推理——理想实验模型
1、物体不受外力时，原来静止的物体将永远保持静止；
原来运动的物体将做匀速直线运动。
3、力不是维持物体运动的原因。
对牛顿第一定律进一步的解释：
？
4、力是改变物体运动状态的原因。
　 胚芽的尖端可能会产生某种物质，这种物质对胚芽的生长会产生影响。
实例2.植物的向光性
1928年（F.W.Went）温特的实验
朝对侧弯曲生长
不生长也不弯曲
1928年温特：胚芽的尖端确实产生某种物质，能控制胚芽的生长。
1934年荷兰科学家郭葛(Kogl)
分离出这种物质叫生长素（化学成分叫吲哚乙酸）。
讨论：从1880年到1934年，你从生长素的发现之旅中体会到什么？
生长素是如何调节植物向光弯曲生长的？
发现问题
合作交流
提出科学问题
建立猜想和假设
制订计划设计实验
观察和实验，获取事实与证据
检验与评价
三、追随科学家的足迹
1. 对自然的认识是一个不断修正和完善的过程。请阅读以下材料，回答问题：
材料一：2400多年前古希腊学者亚里士多德提出，植物生物发育所需要的物质全部来自土壤。
材料二：17世纪，比利时海尔蒙特把一棵2.5千克的柳树种在装有90千克泥土的木桶中，只浇水。经过五年，再次称量，柳树质量已达80千克，而泥土减少却不到100克，如图所示；
材料三：18世纪，英国普利斯特利通过如图乙实验发现，A钟罩内的小鼠很快死亡，B钟内的小鼠却可存活较长时间；
（1）如果亚里士多德的观点成立，则海尔蒙特的实验结果是为　　　　；
（2）普利斯特利实验说明了　　　　　　　　　　　；
土壤质量明显减小
绿色植物能释放供动物维持生命的气体
材料四：1864年，德国萨克斯发现绿色植物在光下还能合成淀粉等物质。1897年，人们首次把绿色植物的上述生理现象称为光合作用。
如今，依据碘能使淀粉变　　色的特点，常通过检测淀粉来判断植物是否进行了光合作用；为便于观察，需进行如图丙的实验，当实验结束取出小烧杯后，可观察到酒精和叶片地颜色分别是　　　　　　　　　。　
蓝
酒精呈绿色，叶片呈黄白色
2.1953年米勒做了一个探索地球上的生命是如何起源的实验(右图是米勒实验的装置图)。米勒向装置中通入推测的原始大气成分：甲烷、氢气、氨、水蒸气，通过放电和照射紫外线的方法代替原始地球的环境条件，获得了多种氨基酸。请根据’右图回答下列问题：
(1)米勒实验属于______________ (选填“黑箱实验’’、“对照实验”、“模拟实验”)。
(2)如果在实验装置的气体中有氧气存在，实验过程中极有可能发生 ___________ 。
(3)在绝大多数的实验中，往往用水作为冷却剂，主要原因是________________ 。
模拟实验
爆炸
比热大、成本低
(4)从地球上的生命是如何起源的角度，观察到实验收集到氨基酸混合物的现象，你得出的结论是___________________ 。
(5)1972年米勒又开始做另一个实验：他把早期地球可能具有的氨和氰化物(一种小分子)的混合溶液密封于小瓶内，置于-78℃的低温下达25年之久，结果发现小瓶内生成了生命的基本物质DNA和蛋白质的组成成分——碱基和氨基酸，据此可作出的推测是______________
。
在原始地球条件下，无机小分子能反应生成有机分子（原始生命物质）；
地球上的原始生命（生命物质）也可能起源于低温条件下。
蒸发快慢与物质种类是否有关？
提出问题
四、从科学史到学习实践
电池的内部可能有电阻，这个内电阻在电路中分得了一部分电压。
猜想与假设
制定计划设计实验
例3.某同学看到装有薯片的包装袋总是鼓鼓的，里面充有气体．他进行了如下探究：
（1）他提出的问题是 。
（2）其他同学一致认为该实验方案是不合理的，正确的实验方案是：将收集的该气体 ，观察现象．
袋内装的什么气体？
通入澄清石灰水
科学探究的一般方法:
1.对比（比较法) 研究蒸发和沸腾的相同点和不同点；研究凸透镜和凹透镜的相同点和不同点。在研究蒸发快慢的决定因素时，在应用控制变量的同时，也采用了对比的方法，比较哪一个蒸发快。
2.控制变量法。如研究蒸发快慢决定因素；摩擦力大小决定因素；研究压强和压力、受力面积的关系；液体压强和液体密度、深度的关系；浮力大小的决定因素。动能大小和物体质量、速度的关系；重力势能大小和质量、举高高度的关系；物体吸热多少和物质种类、质量、升高温度三者之间的关系；电流和电压及电阻之间的关系；电功和电流、电压、及通电时间的关系。
3.等效替代法。根据作用效果相同的原理，作用在同一物体上的两个力，我们可以用一个合力来代替它。这种“等效方法”是常用的研究方法之一，它可使我们将研究的问题得到简化 。
4.实验推理法（理想化实验）。在研究物体运动状态与力的关系时。
5.转换法。对于看不见，摸不着的东西或不易直接观察认识的问题，我们可以通过它所产生的作用或其他途径来认识它。例：研究分子的无规则运动，研究磁体周围的磁场，研究电流的效应。
6.模型法。研究分子、原子结构时，提出一种结构模型的猜想——原子核式模型（行星模型）
观察实验获取事实证据
例4.根据生活经验，我们猜想：物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关，为了验证猜想，我们制定了两个计划：
A、让研究对象都升高相同的温度，然后比较它们吸收热量的多少
B、让研究对象都吸收相同的热量，然后比较它们升高温度的高低
（1）实验室准备了两个规格相同的电加热器、两个相同的酒精灯、两支温度计、手表、架台、适量的水和煤油。为了完成实验，还需要 仪器。
（2）能够准确的控制物体吸收热量的多少，是本次实验成败的关键，在提供的热源中，你认为选用 比较合理，理由是 。
（3）从两个计划中，任选一个设计实验记录记录表格。
两个相同的烧杯和天平
两个规格相同的电加热器
为了便于控制在相等的时间内吸收的热量相等
例5.小华看到：弹簧受到的拉力越大，它的长度就越长．于是他提出猜想：“弹簧的长度跟受到的拉力成正比”．
为了验证自己的猜想，他设计了图甲所示的实验．通过逐个加挂钩码，使弹簧受到的拉力F1，F2，F3…逐渐增大，记下每次弹簧的长度L1、L2、L3…，其实验数据如下表：
（1）根据实验数据，在图乙中画出弹簧长度L与拉力F的函数关系图象．
（2）分析实验结果，你认为小华的猜想正确吗？说出你的理由．
不正确。由图象可知，当拉力F=0N时，弹簧长度L=8cm；
弹簧长度L跟拉力F的关系不是正比例函数图象，所以小华
的猜想不正确。（应弹簧的伸长与拉力成正比）