1.3像科学家那样探究（教学设计）七年级科学上册高效课堂（浙教版）

1.3像科学家那样探究（教学设计）年级七年级授课时间课题1.3像科学家那样探究教学目标科学观念：了解科学探究的基本过程和方法；科学思维：能够通过观察、实验、调查等方式获取科学事实和证据；态度责任：培养提出问题和解决问题的能力，学会运用科学思维和方法分析和解决实际问题。教学重难点重点：科学探究的基本过程难点：运用科学思维和方法分析和解决实际问题学情分析本节内容选自浙教版七上第一章第三节第4课时。对于初中阶段的学生而言，在科学探究方面，他们已经具备一定的基础和特点。学生在小学科学课程的学习中初步接触了一些简单的观察和实验活动，对科学探究有了一定的感性认识。进入初中后，随着学科知识的逐渐丰富和深化，他们对科学探究的理解和实践能力也有所发展。学生开始对周围的自然现象和科学问题表现出更强的好奇心和求知欲，但这种好奇心有时不够持久和稳定。在学习态度上，大多数学生对科学探究活动充满热情，但也有少部分学生因为担心失败或者觉得自己能力不足而表现出退缩和不自信。在兴趣方面，与日常生活紧密相关、具有趣味性和直观性的科学探究主题，能够极大地激发学生的积极性；而一些较为抽象和复杂的主题，则可能让部分学生感到困惑和无趣。总体来说，初中学生在科学探究方面既有潜力也有不足，需要教师在教学中不断引导和培养，以提高他们的科学探究能力和素养。教学准备课件、课本、视频、活动器材等教学过程教师活动学生活动新课导入2016年，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”顺利发射，标志着我国走向全球量子通信研究的领先地位。“墨子号”为科学家的研究创造了新的条件。科学家是怎样进行研究的？新知讲授一、生活中的探究1、科学探究步骤在日常生活中，我们经常利用科学探究解决实际问题。例如，对手持小电扇不会转动的原因进行探究。观察：手持小电扇不转了。提问：手持小电扇为什么不转动了？假设：可能是电池没电了。预测：如果这个假设是成立的，对其进行充电或换上新的电池，手持小电扇应该会转动。实验：对手持小电扇充电或换上新的电池。验证：手持小电扇正常转动起来了。思考与讨论：1.请根据上述科学探究总结科学探究的步骤。2.若换上电池或充电后，手持小电扇还是不转动，接下来该怎么做？归纳总结：（1）科学探究的步骤：（2）若实验检验结果不支持假设，则应该修改或提出新假设，然后再预测、实验，直到实验结果支持假设。（3）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。二、科学家的探究1、科学探究（1）定义：科学探究是一个不断地发现问题，通过多种途径寻求证据，运用创造性思维解决问题，并通过评价与交流达成共识的过程。（2）作用：科学探究是获得科学知识的一种基本方式。2、青蒿素的发现历程①提出科学问题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。②建立假设1969年，屠呦呦担任我国抗疟疾药物研究项目的组长。她翻阅古籍，寻找方药，经过两年的研究、筛选，受我国古代药典《肘后备急方·治寒热诸疟方》的启发，提出猜想：青蒿对疟疾的治疗有重要价值。③制定计划，进行实验屠呦呦从《肘后备急方·治寒热诸疟方》的记载“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”中得到启发：为什么这与中药常用的高温煎熬法不同？原来古人用的是青蒿鲜汁！这两者的差别是温度。她决定用沸点只有34.6℃的乙醚来提取青蒿中的有关物质。实验过程繁复而冗长。在经过190次失败后，屠呦呦团队终于提取出青蒿中的有关物质。④分析证据，得出结论1971年10月，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%。1972年，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。⑤解释、表达与交流科研人员开启了测定青蒿素分子结构的工作，确定了青蒿素的分子结构。1986年，青蒿素获得新药证书。2001年，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。科学史记：2015年10月，我国科学家屠呦呦因开创性地从中草药中分离出青蒿素并应用于疟疾的治疗而获得诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔奖评选委员会的颁奖词中写道：“屠呦呦发现了青蒿素，这种药物有效降低了疟疾患者的死亡率”“对全球的影响及对人类福祉的改善是无法估量的”。好奇心和兴趣是科学研究的驱动力。青蒿素的研发历程显示，对国家使命的高度责任感与担当也是一种驱动力。思考与讨论：1.根据青蒿素的发现历程，你认为科学探究经历了哪些环节？2.发现青蒿素，是我国科研人员在没有先进实验设备的艰苦科研条件下取得成功的范例。对此，你有什么感想？三、像科学家那样探究科学家在探索自然规律时进行科学探究，我们在学习科学知识时也要进行科学探究。让我们共同来做一个科学探究活动吧！探索活动：警察常根据脚印的长度来推断犯罪嫌疑人的身高。考古学家也会根据古代人脚印的长度来推测古代人的身高。现在，让我们一起来探究人的身高与脚印长度的关系吧！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：人的身高与脚印的长度存在一定的比例关系3.制订计划：建立假设后，需要设计方案来检验这个假设。人的身高与脚印长度是否存在某种关系，关系如何？为了探究这个问题，你准备搜集哪些证据？通过什么方法来搜集？用刻度尺测量若干个人的身高和脚印的长度4.搜集证据：检验假设时，需要足够的证据。搜集证据需要记录，表格和图像是很好的记录方式。将你获得的数据填在表中。5.分析证据并得出结论：根据搜集的证据，你得出了什么结论？你的假设是否正确？人的身高与脚印长度的比例大约是7:1。6.交流与评价：把你探究的结果与其他同学交流，你有什么收获和感想？归纳总结：科学研究需要获取事实与证据，以便做出可靠的判断。例如，某同学发烧了，是什么原因呢？是受凉了，还是身体某处有炎症？……医生会测体温，用听诊器听诊，化验血、尿或大便等。医生综合这些信息后就可判断该同学发烧的原因。当然，我们能得到和使用的信息越多，对信息的综合分析越细致，得出的结论就越可靠。对手持小电扇不会转动的原因进行探究科学探究的步骤并思考实验检验不支持假设后该如何处理的问题屠呦呦的科研历程，告诉学生，在追求目标的道路上，要有坚定的信念和顽强的毅力，不能半途而废。通过探究活动：人的身高与脚印长度的关系，培养提出问题和解决问题的能力，学会运用科学思维和方法分析和解决实际问题。课堂练习【典例1】智能具有显示步数的功能，那是如何计步的呢？小科认为：中可能有感受水平位置变化的传感器。小科提出这种观点属于科学探究中的哪个环节（C）A．提出问题 B．收集证据 C．建立假设 D．得出结论【解析】智能具有显示步数的功能，那是如何计步的呢？小科认为：中可能有感受水平位置变化的传感器。则小科提出这种观点属于科学探究中的建立假设，故C正确，而A、B、D错误。【典例2】屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖，理由是青蒿素这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。在经历190次失败之后，在第191次低沸点实验中发现了抗疟效果为100%的青蒿提取物。青蒿素的成功发现，告诉我们在科学探究中应积极（B）A．调查 B．实验 C．观察 D．思考【解析】实验法：利用特定的器具和材料，通过有目的、有步骤的实验操作和观察，记录、分析、发现或者验证科学结论。在经历190次失败之后，在第191次低沸点实验中发现了抗疟效果为100%的青蒿提取物。青蒿素的成功积极应用实验的方法。【典例3】某组同学在探究光对蚯蚓影响的实验时，拟定了以下实验计划，不正确的是（C）A．提出问题：光会影响蚯蚓的分布吗？B．作出假设：光会影响蚯蚓的分布C．设置变量：设置黑暗潮湿和明亮干燥两种环境D．实验对象：10条大小相似的健康蚯蚓【解析】探究光对蚯蚓影响的实验，提出问题：光会影响蚯蚓的分布吗？作出假设：假设是对问题肯定或否定的解答，根据她提出的问题作出假设：光会影响蚯蚓的分布，AB正确；设置变量时有两个变量，有无光和潮湿与干燥，因此不能得出结论，C错误；实验对象：10条大小相似的健康蚯蚓，D正确。【典例4】小虹家有一盆栽的郁金香，过去一直开红色花，今年却开出了紫色的花，小虹认为这是土壤中缺水引起的，但她经过一段时间补充水分后，还是开紫色的花。这说明实验结果与原来的假设是不符合的。对此，小虹最好的处理方法是（B）A．修改假设，重新实验 B．修改实验结果，使其与假设相符C．宣告失败，停止实验 D．继续重复实验，直到与假设相符【解析】当实验结果与原来的假说不符时，应重复试验，应尊重实验结论（实验事实），猜想有可能是错误的，不能为了猜想而修改过程和实验结果。课堂小结一、生活中的探究1、科学探究步骤（1）科学探究的步骤提出问题→建立猜想与假设→制定计划→搜集证据→分析证据→得出结论（2）若实验检验结果不支持假设，则应该修改或提出新假设，然后再预测、实验，直到实验结果支持假设。（3）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。二、科学家的探究1、科学探究（1）定义：科学探究是一个不断地发现问题，通过多种途径寻求证据，运用创造性思维解决问题，并通过评价与交流达成共识的过程。（2）作用：科学探究是获得科学知识的一种基本方式。2、青蒿素的发现历程三、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：人的身高与脚印的长度存在一定的比例关系3.制订计划：建立假设后，需要设计方案来检验这个假设。人的身高与脚印长度是否存在某种关系，关系如何？为了探究这个问题，你准备搜集