1.3像科学家那样探究（原卷版）

第1章探索自然的科学第3节像科学家那样探究◆网络构建◆课本导学一、生活中的探究二、科学家的探究三、像科学家那样探究◆基础训练知识点1生活中的探究知识点2科学家的探究知识点3像科学家那样探究易错点对实验探究的环节辨析不清◆强化训练一、生活中的探究1.科学探究的含义科学探究是获得科学知识的一种基本方式，是一种从发现问题→寻求证据→解决问题→评价与交流，达成共识的过程。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行探究，直到找到真正的原因，发现规律。2.生活中的探究活动我们在学习科学知识、进行探究时，一是要用自己的眼睛去观察，从中发现和提出问题；二是根据提出的问题，依据自己已有的科学知识和经验，通过思考，建立猜想和假设；三是要善于动手，通过观察、实验等多种途径收集证据，对假设进行检验；四是要对探究的过程与结论进行评价，并与他人进行交流和讨论。【名师讲解】①提出的科学问题，应在问题产生的原因、实验探究的才向上有明确的指导意义。②假设是以一定知识或生活经验作为依据的。猜想可以没有依据，更具想象力，但探究才向不明确。③检验的结果不支持原假设时，应修改或提出新的假设，再进行检验。④交流是的重要环节，但容易被忽视。二、科学家的探究科学探究的基本过程：发现问题、提出问题→建立猜想和假设→设计方案、制定计划→收集证据、检验假设→得出结论、作出解释→评价与交流1.探究活动：发现青蒿素“发现青蒿素”故事中的内容体现探究方法20世纪，疟疾肆虐，夺去了无数人的生命。寻找治疗疟疾的有效方法，是科学家们面临的一个共同问题提出科学问题屠呦呦翻阅古籍，寻找方药，经过两年的研究、筛选，受我国古代药典的启发，提出猜想：青蒿对疟疾的治疗有重要价值建立假设用沸点只有34.6℃的乙醚来提取青蒿中的有关物质制订计划，进行实验屠呦呦在实验室观察这种青蒿提取物对疟原虫的抑制作用时，发现其对疟疾抑制率达到100%。屠呦呦研究小组成功分离并结晶出青蒿素，其抗疟功效在临床试验中得到证实分析证据、得出结论科研人员确定了青蒿素的分子结构。世界卫生组织向恶性疟疾流行的国家推荐以青蒿素为基础的联合治疗方案。青蒿素问世以来，使数百万人逃离了疟疾的魔掌解释、表达与交流青蒿素研制简图【名师讲解】科学探究方法是连接知识和能力的纽带。“掌握一种科学探究方法胜过解答十个问题。”常见科学探究方法：(1)控制变量法：在研究由多个因素(变量)影响的问题时，每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，然后对其他因素分别加以研究，最后综合得出结论的研究方法。(2)等效替代法：在科学实验中有许多物理特征、过程和物理量，要想直接观察和测量很困难，这时往往把所需观测的变量换成其他间接的可观察或测量的变量进行研究的研究方法。(3)转换法：对于不易研究或不好直接研究的科学问题，通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果，间接研究问题的方法。(4)类比法：由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。(5)科学推理法：根据已知现象和规律，通过想象和推理对未知的现象做出科学地推理和预见的研究方法。(6)模型法：通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造、变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等)，将问题实际化。2.探究活动的基本要素分析基本要素学习行为达成目标提出问题在观察、调查、阅读等情景中发现问题，尝试提出可以通过科学探究来解决的问题能从已有知识和经验出发提出问题，并用自己的语言描述所提出的问题；能对提出的问题进行简单分析，初步判断是否适合于探究；知道科学探究始于问题建立猜想和假设收集相关信息，将已有科学知识和问题相联系，尝试提出可检验的猜想和假设能提出猜想和简单的假设，并陈述理由；了解猜想和假设在科学探究中的重要作用制订探究方案制订取得信息的途径与方法，决定收集证据的范围和要求、所需的相关材料、设备和技术等，并制订相应的实施方案能针对探究目的和条件，设计探究的思路，选择合适的方法(观察、实验、调查、访问、资料查询等)，制订探究方案获取事实与证据使用有关设备和材料进行调查、检索、实验、观察、测量；安全规范地操作；记录观察与测量的结果能从多种信息源中选择有关信息；能进行一系列观察、比较和测量；能对获得的事实、数据进行分析和处理，能注意错误和误差；了解科学探究需要事实与证据解释、检验与评价分析、处理观察和测量得到的结果，与猜想和假设进行比较，做出解释；收集更多证据支持解释，检查解释、过程和方法是否存在问题，必要时提出改进措施能将事实与科学知识建立联系，能注意与预想结果不一致的现象，尝试做出合理的解释；评价数据的可靠性，知道实验中的误差是不可避免的，并注意减小实验误差；能从多种渠道获得信息资料，并与自己的探究进行比较，能提出改进探究方法的具体建议；认识科学解释需要基于经验事实、运用科学知识和科学推理讨论与交流规范书写探究报告，并以适当的形式进行讨论与交流能用语言、文字、图表等方式表述探究的过程和结果，会书写简单的探究报告；善于与同伴合作，能倾听和尊重他人提出的不同观点和评价，并交换意见【名师讲解】在实际探究的过程中不一定六个环节都有，有可能是六个节中的几个环节。◆教材<思考与讨论>1.青蒿素的发现经历了哪些探究环节？2.发现青蒿素，是我国科研人员在没有先进设备的艰苦条件下取得成功的范例，对此有什么感想？(教材第27页思考与讨论)1.提出科学问题，建立假设，制订计划、进行实验，分析证据、得出结论，解释、表达与交流。2.一名优秀的科学家具备的素质：首先，优秀的科学家必须要有好奇心，对于自然的好奇，对于普遍事物的好奇；其次，优秀的科学家必须要有恒心，他们在研究实验过程中不断努力，锲而不舍；最后，优秀的科学家一般都有很强的自信心，相信自己的判断。【例1】[2024宁波奉化区期末]某同学在森林公园游玩时，发现一只小松鼠在竹林里出现。松鼠是吃松果的，应该在松树上，怎么会在这里出现呢?它是不是也吃竹笋呢?为了验证自己的疑问，他拔了几颗新鲜竹笋放在路边，然后静静地躲在一旁观察，一段时间后还真发现松鼠抱着竹笋津津有味地啃了起来。就“拔了几颗新鲜竹笋放在路边，然后静静地躲在一旁观察”这一环节而言，属于科学探究中的（）A.提出问题B.建立猜测和假设C.制订计划D.获得事实与证据【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.小玲的B.小敏的C.小英的D.小红的三、像科学家那样探究探究：人的身高与脚印长度的关系(1)提出问题：人的身高与脚印的长度有什么关系?(2)建立假设：人的身高越高，脚印可能越长；人脚印的长度与身高可能存在着一定的比例。(3)设计验证方案：①调查身边的亲人、朋友的脚印长度，并记录下来；②测量出调查对象的身高，并记录；③用测出的身高除以脚印长度，算出身高与脚印的比例关系。(4)收集事实证据：调查对象脚印长度/cm身高/cm比例关系爸爸24.81686.774妈妈241656.875舅舅271856.852(5)检验假设：根据上表中收集的数据，可得出结论：人的身高大约是脚印长度的6.8倍。(6)交流：通过这次实践，让我们懂得了探究与发现的乐趣。【拓展】人的脚印在考古中除能够推断古人类的活动和行为、身高和体重外，还具有以下价值：①研究古环境和气候变化：脚印可以提供关于古环境的信息，例如，脚印所在的地层、土壤类型等，可以帮助考古学家了解古人类生活的环境条件。此外，脚印还可以反映出当时的气候状况，例如，脚印的保存情况可能与湿度、温度等气候因素有关。②确定遗址的年代：通过对脚印所在的地层进行年代测定，可以确定遗址的相对年代或绝对年代。这对于建立考古遗址的时间序列和研究文化演变具有重要意义。③揭示古人类的艺术和文化：在一些考古遗址中，发现了古人类刻意留下的脚印或足印图案，这些可能是古人类的艺术表达或具有某种文化意义的符号。对这些脚印的研究可以帮助我们了解古人类的艺术创作和文化内涵。【例3】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”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________________________________。【例4】水火箭可以模拟火箭发射原理。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。实验器材如下表所示：饮料瓶(容积)打气筒(型号)ABCDEF0.6L1.25L2.5L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0.5L水，其他条件基本相同，分别用打气筒D、E、F发射，比较三次饮料瓶上升的高度。乙方案：选用饮料瓶A、B、C，各装入13(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：______________________________________________________________。【例5】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【例6】[2023金华中考]加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶是常见的加入洗衣粉的四种酶，这些酶的本质与生物体内的酶无明显差异。研究小组通过实验探究洗衣粉的去渍效果(“+”越多表示去渍效果越好)，实验结果见下表。项目加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉C无酶洗衣粉血渍++++++++油渍++++++++回答下列问题。(1)本实验中设置无酶洗衣粉组的作用是______________。(2)加酶洗衣粉C中添加的酶至少有___________种。(3)该实验中影响加酶洗衣粉去渍效果的因素还有_____________(答出一点即可)。知识点1生活中的探究1.[2023浙江宁波期中]科学探究是获取科学知识的一种基本方式。下列行为不属于科学探究的是（）A.小宇探究大雁何时南飞B.小舟探究鼠妇(潮虫)喜欢在什么样的环境下生活C.小云探究超市何时打折D.小胡探究植物的发芽是否受温度影响2.入冬之后，温州各处的银杏树叶逐渐变黄，吸引了大量游客。小明在欣赏美景时提出以下问题，其中不属于科学问题的是（）A.银杏叶什么季节会变黄?B.银杏叶什么季节会脱落?C.银杏树什么季节生长快?D.银杏树什么季节最漂亮?知识点2科学家的探究3.下列对问题的回答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炭颗粒有关，炭颗粒会影响火焰明亮程度D如何比较火焰不同部位温度高低用一张纸在火焰中心一掠，观察纸上留下的火痕特点4.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性知识点3像科学家那样探究5.[2024宁波海曙区期末]实验室中的两瓶试剂，一瓶是蒸馏水，另一瓶是石灰水，因失去标签而无法区别。小海建议：将两瓶液体各取少许分别倒入试管中，用吸管向液体中吹气进行区别。这个环节属于科学探究中的（）A.猜想与假设B.设计实验与制订计划C.进行实验与收集证据D.合作与交流6.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。易错点对实验探究的环节辨析不清7.[2024浙江金华调研]为了比较苹果汁和橘子汁中维生素Ｃ含量的高低，某同学根据维生素C可以使紫色高锰酸钾溶液褪色的原理，设计了如下实验；取2只小烧杯，分别加入紫色高锰酸钾溶液，然后用2只胶头滴管分别向其中滴入苹果汁和橘子汁。以上步骤，属于科学探究中的哪个环节?()A.提出问题B.猜想与假设C.设计方案D.获取事实与证据1.小明在房间做作业，台灯突然熄灭了，对台灯熄灭的原因小明提出了如下四个假设，你认为不合理的是（）A.可能停电了B.可能台灯的插头掉了C.可能是台灯灯泡的灯丝烧断了D.可能下雨了2.某科学家在疟疾病人的血液中发现了一种黑色的微小生物，他怀疑这种微小生物是引起疟疾的病原体，为了验证这一怀疑，他接下来首先应该进行的研究是（）A.分析该微小生物呈黑色的原因B.在其他疟疾病人的血液中寻找该微小生物C.培养该微小生物并了解其繁殖方式D.研究能杀灭该微小生物的药物3.很多人都喜欢柿子的甜味，但生柿子的涩味常常让人们难以忍受，柿子放在温水中可以脱涩，小科想要设计实验来验证这个说法是否正确，则下列设计最合理的是（）4.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5.[2023浙江台州期末]小金同学查阅资料得知，鼠妇适于生活在20℃左右的阴暗环境中。为了进一步探究"土壤湿度对鼠妇生活的影响"，他设计了如表所示的实验方案，但还不够严谨，小明同学提出下列修改意见，你认为必须采纳的是（）位置鼠妇光照温度土壤湿度纸盒左半侧10只阴暗20℃干燥纸盒右半侧10只明亮20℃潮湿A.挑选爬行较快的鼠妇进行实验B.纸盒左右两侧鼠妇的数量应增加到20只C.纸盒左右两侧都应保持阴暗D.纸盒左右两侧都应保持在30℃6.[2023浙江金华期中]小科在周末探究影响金鱼呼吸速率(即金鱼每分钟开闭鳃盖的次数)的因素时，设计了如表所示的实验。从实验设计可知，他研究的影响金鱼呼吸速率的因素是（）光线情况温度体积甲组向阳处20℃中等乙组阴暗处20℃中等A.阳光B.温度C.体积D.空气7.[2023浙江温州质检]小宁家有一些郁金香，过去一直开红色的花，现在却开出了紫色的花，有人认为这是土壤中缺水引起的，但小宁持续一段时间给花浇水后，郁金香还是开紫色的花。这说明实验结果与原来的假设是不符的，最好的处理方法是（）A.提出新的假设，重新实验B.修改实验过程，使之与假设相符C.修改结果，使之与假设相符D.实验不成功，停止探究8.[2024浙江宁波期中]斑马身上的条纹非常醒目，如图甲所示。条纹有什么作用呢?科学家提出以下猜想：猜想1：防虫说——条纹能驱走蚊蝇。猜想2：防猎杀说——条纹能混淆捕食者的视觉从而逃避天敌。猜想3：条形码说——斑马可以通过条纹识别出彼此。科学家进行了以下实验，挑选一批全白色的马，随机平均分为三组，分别在其躯干上套上材质相同的黑外套、白外套和条纹外套，如图乙所示。放养在同一环境中，分