第5节科学探究

1、今天我们就来学习研究问题的方法今天我们就来学习研究问题的方法科学探究科学探究小结小结：对于这些问题，大家都思考过，但你：对于这些问题，大家都思考过，但你有没有研究过？你想知道该如何去研究吗？有没有研究过？你想知道该如何去研究吗？在日常生活中，有许多问题曾经在我们脑海在日常生活中，有许多问题曾经在我们脑海中盘旋过，例如：（中盘旋过，例如：（1）当我们跳起后，不论）当我们跳起后，不论跳得多高，为什么总是落到地上？（跳得多高，为什么总是落到地上？（2）为什）为什么一颗小小的种子会长成参天大树？么一颗小小的种子会长成参天大树？ （3）我们又是怎样从小小的婴幼儿长到现在）我们又是怎样从小小的婴幼儿长到现

2、在的青少年？的青少年？第5节、科学探究 提出一个问题，往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。 爱因斯坦科学家所获的成果牛顿哥白尼瓦特达尔文创立了“日心说”发现了“万有引力定律”创立了生物进化论发明了“蒸汽机”伽勒发现了海王星v科学史：你认识他们吗？1、科学家是怎样进行探究的： 发现海王星 自1781年天王星被发现后，1820年发现天王星的观测数据与应用牛顿万有引力计算得到的运行轨道出现了偏离，于是天文学家就围绕这一问题展开了探究。1、科学家是怎样进行探究

3、的： 发现海王星 1830年后科学家们提出了种种假说，如“观测误差”说、彗星撞击“灾变”说、“未知卫星”说等，它们都因证据不足而一一被排除。英国的亚当斯和法国的勒威耶提出“未知行星”假说，并被不少天文学家所接受。他们独立运用数学方法对收集到的数据进行复杂的推算。1、科学家是怎样进行探究的： 发现海王星 1845年9月，亚当斯计算出新行星的质量和轨道参数，并请求格林尼治天文台和剑桥大学天文台帮助寻找新行星，可惜没有引起权威的重视。1、科学家是怎样进行探究的： 发现海王星 1846年9月，勒威耶将自己独立研究的结果寄给德国柏林天文台恳请伽勒帮助寻找新星。伽勒9月23日收到来信，当晚仅用了1小时就发

4、现了这颗新的行星，后被命名为海王星。天花和牛痘的故事天花和牛痘的故事天花是一种死亡率很高的传染病，天花是一种死亡率很高的传染病，18世世纪之前，还没有治疗天花的有效方法，纪之前，还没有治疗天花的有效方法，因此每年有大量的人死于天花，可以因此每年有大量的人死于天花，可以说是说是“谈天花色变谈天花色变”。这时候我们的。这时候我们的故事人物出来了故事人物出来了我是琴纳医生，天花实在是我是琴纳医生，天花实在是太可怕了，这么多人的生命太可怕了，这么多人的生命被夺走了。我作过调查，奇被夺走了。我作过调查，奇怪的发现患牛痘的女工不会怪的发现患牛痘的女工不会感染，另外得过天花的人也感染，另外得过天花的人也不会

5、再次感染。这是为什么不会再次感染。这是为什么呢？一定有秘密在其中。呢？一定有秘密在其中。我是一名挤奶女工，其实我是一名挤奶女工，其实牛也会得天花，患病的牛牛也会得天花，患病的牛身上会出现很多牛痘，我身上会出现很多牛痘，我们因此也会感染小脓包，们因此也会感染小脓包，但是很快就好了，更奇怪但是很快就好了，更奇怪的是我们以后再也不会得的是我们以后再也不会得天花了。天花了。或许人得过一次天花以后或许人得过一次天花以后就会产生免疫力。可以抵就会产生免疫力。可以抵挡病毒的入侵。那我一定挡病毒的入侵。那我一定要好好想一下，如果可以要好好想一下，如果可以让人们像挤奶女工那样先让人们像挤奶女工那样先感染牛痘，就

6、不会得天花，感染牛痘，就不会得天花，那该多好啊！我该怎么实那该多好啊！我该怎么实验呢？这是个很难做的决验呢？这是个很难做的决定。定。沒有任何人沒有任何人会让会让我拿我拿他们他们的孩子做的孩子做实验实验 我是詹姆士。八我是詹姆士。八岁了岁了。我。我喜喜欢和邻居欢和邻居一起玩。但去年其一起玩。但去年其中的一中的一个个因得天花死了。我因得天花死了。我不知道我不知道我会怎么样。琴纳医会怎么样。琴纳医生说生说假如我很勇敢能做假如我很勇敢能做这个这个实验的话实验的话明年他就明年他就送送我上我上学学。我真得很想上。我真得很想上学学。我是詹姆士的爸爸。我是詹姆士的爸爸。我很穷要养活七我很穷要养活七个孩子。我是

7、琴纳个孩子。我是琴纳医生的园丁。琴纳医生的园丁。琴纳医生是个好医生。医生是个好医生。他对我很友善。他对我很友善。我我不知道他要对詹姆不知道他要对詹姆士做什么我只是士做什么我只是相信他不会伤害詹相信他不会伤害詹姆士。姆士。尽管还有很多人怀疑，尽管还有很多人怀疑，但是实验成功了。这但是实验成功了。这个小男孩很勇敢，他个小男孩很勇敢，他种了牛痘之后，就再种了牛痘之后，就再也不怕天花了。太棒也不怕天花了。太棒了！我的假设是正确了！我的假设是正确的。那我们以后就可的。那我们以后就可以通过种牛痘来预防以通过种牛痘来预防天花了。天花了。建立猜想和假设收集证据、检验假设得出结论、作出解释科学探究的基本过程发现

8、问题、提出问题（1）、发现）、发现问题提出问题问题提出问题A、往人的鼻孔吹痘茄粉可、往人的鼻孔吹痘茄粉可预防天花（但不安全）。预防天花（但不安全）。B、养牛场挤奶女工中没有人、养牛场挤奶女工中没有人患天花。患天花。C、已经得过天花的人、已经得过天花的人不会再次感染天花。不会再次感染天花。（2）提出假设）提出假设（3）设计探究计划）设计探究计划“得过一次天花，人得过一次天花，人 体会体会对天花产生免疫力对天花产生免疫力”将将“牛痘脓浆接种到牛痘脓浆接种到人身上人身上”观察变化。观察变化。（4）收集事实和证）收集事实和证据据通过观察、实验通过观察、实验（5）检验假设）检验假设作出解释作出解释“把牛

9、痘脓浆接种到人身把牛痘脓浆接种到人身上，使人通过得轻微的天花上，使人通过得轻微的天花后产生对天花的免疫力后产生对天花的免疫力”（6）交流和讨论）交流和讨论对探究的过程和结论以口对探究的过程和结论以口头或书面报告等形式表达出来，头或书面报告等形式表达出来，与他人进行交流和讨论。与他人进行交流和讨论。2、科学探究的一般过程：、科学探究的一般过程：发现和提出问题发现和提出问题建立猜测和假设建立猜测和假设制定计划（设计实验方案）制定计划（设计实验方案）收集事实证据收集事实证据检验与评价检验与评价合作与交流合作与交流假设假设 猜想猜想验证验证 检验检验作出解释作出解释2、我们一起来探究：台灯为什么会不亮

10、？可能是灯泡坏了；可能是开关坏了；可能是导线断了；可能是插头未插好； 观察灯泡；检查插座和插头；查看电线；等等原来是灯丝断了。提出问题建立假设检验假设作出解释 台灯不亮的原因3、如何用探究的方法解决生活中的问题：小明肚子为什么疼了？可能是吃了不清洁的东西；可能是受凉了；可能是吃的太饱了；可能是盲肠炎 检查疼痛的部位；用听诊器听诊；化验等等 找出原因并对症下药。提出问题建立假设检验假设得出结论 小明肚子疼了每天，我们都在行走，都会留下一串串脚印。每天，我们都在行走，都会留下一串串脚印。你是否观察和研究过自己和别人的脚印？你是否观察和研究过自己和别人的脚印？有哪些人会十分关注人们留下的脚印，他们是

11、谁？有哪些人会十分关注人们留下的脚印，他们是谁？为什么警察和考古学家如此关注脚印？为什么警察和考古学家如此关注脚印？警察和考古学家警察和考古学家警察可通过脚印了解罪犯的的警察可通过脚印了解罪犯的的 身身 高、体重、高、体重、职业、性别等，考古学家测量古代人的脚印，职业、性别等，考古学家测量古代人的脚印，希望了解古人的身希望了解古人的身 高、体重、性别等。高、体重、性别等。可见脚印可能与人的可见脚印可能与人的 身身 高、体重、职业、高、体重、职业、性别等有关。性别等有关。人脚印的长度与人的身高人脚印的长度与人的身高有什么关系？有什么关系？脚印长度可能与身高脚印长度可能与身高 成比例或身高越高，脚

12、印成比例或身高越高，脚印长度越长。长度越长。你是怎样想到的？如何了验证自己的假使？你是怎样想到的？如何了验证自己的假使？2、脚印的探究、脚印的探究（1）提出问题：）提出问题：（2）建立假设：）建立假设：（3）设计实验，收集事实证据：）设计实验，收集事实证据：通过测量不同年龄、不同性别、不同体重通过测量不同年龄、不同性别、不同体重人的脚印的长度与身高，多测几组数据。人的脚印的长度与身高，多测几组数据。如何记录这些数据？如何记录这些数据？（表格法和图表法）（表格法和图表法）如何设计表格？表格包括哪些内容？如何设计表格？表格包括哪些内容？用表格记录有何优点？用表格记录有何优点？（便于对数据进行处理、

13、分析、得出结论。）（便于对数据进行处理、分析、得出结论。）调查号姓名性别脚印长身高 在山西怀仁县发生了一桩无头案：城外的玉米在山西怀仁县发生了一桩无头案：城外的玉米地里，发现一具女尸。凶手是谁呢地里，发现一具女尸。凶手是谁呢?在现场上留在现场上留下一行脚印。下一行脚印。 公安局请来了公安局请来了“脚印专家脚印专家”来破来破案。案。 “脚印专家脚印专家”仔细观察了脚印，作出了如仔细观察了脚印，作出了如下判断：下判断： “这个罪犯是个这个罪犯是个25岁左右的男人，身岁左右的男人，身高高1米米7，不胖不瘦。从脚印的走向来看，他朝，不胖不瘦。从脚印的走向来看，他朝南窑村走去。南窑村走去。” 公安人员按

14、照公安人员按照“脚印专家脚印专家”的的判断，从南窑村查出判断，从南窑村查出13个个25岁左右，身高岁左右，身高1米米7，男青年，逐一分析，其中有一个青年嫌疑最大。男青年，逐一分析，其中有一个青年嫌疑最大。经过进一步调查取证，证明这个男青年确实就经过进一步调查取证，证明这个男青年确实就是罪犯。是罪犯。 脚印的故事脚印的故事脚印的用途脚印的用途1、可以判断个人的体重和胖瘦程度、可以判断个人的体重和胖瘦程度2 2、可以大致判断个人的年龄和体力情、可以大致判断个人的年龄和体力情况况3、可以大致发生的时间、可以大致发生的时间 少年罪犯步子短，脚印瘦小，脚印之间少年罪犯步子短，脚印瘦小，脚印之间的距离往往

15、不规则，步行的路线往往弯曲。的距离往往不规则，步行的路线往往弯曲。 青年罪犯往往脚印大，步子跨得大，脚青年罪犯往往脚印大，步子跨得大，脚印间的距离均匀，走直线。印间的距离均匀，走直线。 中年罪犯走路中年罪犯走路稳、慢，脚印间的距离变短。稳、慢，脚印间的距离变短。 老年罪犯的步幅变得更短，足迹中脚后老年罪犯的步幅变得更短，足迹中脚后跟的压力比脚掌重。跟的压力比脚掌重。 步伐很乱，脚印间距离不匀，说明罪犯步伐很乱，脚印间距离不匀，说明罪犯可能精疲力尽，或者已经受了伤。可能精疲力尽，或者已经受了伤。 脚印的脚印的后跟凹印很深，前掌浅，说明走路的人挺后跟凹印很深，前掌浅，说明走路的人挺胸收腹，身子比较

16、直。胸收腹，身子比较直。 午夜，下了一场雨。脚印上午夜，下了一场雨。脚印上有许多麻点，说明是雨前留下的。有许多麻点，说明是雨前留下的。麻点少而浅，说明是在雨快住了麻点少而浅，说明是在雨快住了的时候留下的。脚印光滑，没有的时候留下的。脚印光滑，没有麻点，那无疑是雨后留下的。麻点，那无疑是雨后留下的。 夏秋之夜，上半夜留下的脚夏秋之夜，上半夜留下的脚印，上面往往有昆虫爬过的痕迹。印，上面往往有昆虫爬过的痕迹。下半夜留下的脚印，由于地面比下半夜留下的脚印，由于地面比较潮，泥土易碎裂，脚印的边缘较潮，泥土易碎裂，脚印的边缘往往不很清楚。往往不很清楚。 各种脚印各种脚印脚印探究案例脚印探究案例提出问题提

17、出问题：人脚印与身高有什么关系？人脚印与身高有什么关系？建立假设：建立假设：（你认为什么关系呢？）（你认为什么关系呢？）设计实验方案：设计实验方案： （通过什么方法收集呢）（通过什么方法收集呢）收集事实证据：收集事实证据：（记录和处理数据）（记录和处理数据）检验假设：检验假设： （你的结论对了吗？）（你的结论对了吗？）交流：交流：拿结果和你的同学交流拿结果和你的同学交流提出问题提出问题(1)能发现与科学有关的问题。能发现与科学有关的问题。(2)能从科学的角度较明确地表述能从科学的角度较明确地表述 这些问题这些问题(3)认识到发现问题和提出问题的意义认识到发现问题和提出问题的意义(1)能对问题的

18、答案提出假设能对问题的答案提出假设 (2)能对实验结果进行预测。能对实验结果进行预测。比如：人的脚印长度与身高可能成比例比如：人的脚印长度与身高可能成比例关系或者其它的可能，都可以假设关系或者其它的可能，都可以假设 建立假设建立假设(1)明确实验目的和已有条件，制定明确实验目的和已有条件，制定实验方案。实验方案。(2)尝试选择实验方法及所需要的装尝试选择实验方法及所需要的装置与器材。置与器材。(3)认识到制定计划的作用。认识到制定计划的作用。可设计从不同人群中来收集数据，分别从不同可设计从不同人群中来收集数据，分别从不同年龄，不同性别，不同体重的人群中实验。年龄，不同性别，不同体重的人群中实验

19、。设计实验方案设计实验方案(1)能用不同方式收集实验数据。能用不同方式收集实验数据。(2)如实记录实验数据，知道重复收集如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义。实验数据的意义。(3)能对实验数据进行分析处理。能对实验数据进行分析处理。（求平均值）（求平均值）收集事实证据收集事实证据表格和图象等是很好的记录方式表格和图象等是很好的记录方式 (1)尝试根据实验现象和数据得出结论尝试根据实验现象和数据得出结论(2)能对实验结果进行解释和描述。能对实验结果进行解释和描述。(3)认识到对实验数据进行分析论证是认识到对实验数据进行分析论证是必不可少的。必不可少的。检验假设检验假设可以求身高和脚印长度的比值，然后可以求身高和脚印长度的比值，然后求平均值求平均值(1)能写出实验探究报告。能写出实验探究报告。(2)在合作中注意既坚持原则又尊重他人在合作中注意既坚持原则又尊重他人(3)有合作精神。有合作精神。(4)认识到必须有交流与合作的乐趣。认识到必须有交流与合作的乐趣。交交 流流科学研究的结果（参考）科学研究的结果（参考）科学家们测量了许多人的身高和脚印长度科学家们测量了许多人的身高和脚印长度之后，得出了从脚印长度