专题1.5 科学探究(解析版)

2020年浙教版七年级上科学同步学习精讲精练

第1章科学入门

1.5科学探究

目录

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科学探究是获得科学知识的基本方式。它是一个不断地发现问题，通过多种途径寻求证据，运用创造性思维来解决问题，并通过评价与交流达成共识的过程。

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。

【名师讲解】解答有关控制变量的题目时，要抓住“变量唯一”的特点，即这个唯一被改变的量就是实验变量，其他对实验有影响的量为控制变量，控制变量必须完全相同。

(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。

在具体的探究中，探究的一般过程可多可少，根据需要可以是全程式的探究，也可以对部分要素进行探究。

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。

【常考科学探究】

【例1】2010年上海世博会德国馆中“动力之源”的展厅最为吸引眼球，一个重达1.2吨的“能量球”，可以随着观众的喊声来回摆动。请对此现象提出一个有意义的探究问题：________________________。

【答案】“能量球”能摆动的原因是什么或为什么“能量球”会随着观众的喊声来回摆动(其他合理答案均可)

【解析】这是一道贴近生活实际的题目，符合从“生活走向科学，从科学走向社会”的宗旨。这就要求同学们要做一个有心人，多留意身边的一些现象，多问几个为什么，多思考一下原因。提出问题的常见方法有“是什么”“怎么样”“为什么”等。

【例2】2009年3月3日讯，据英国《每日邮报》报道，在美国路易斯安那州的加尔卡修湖，拍摄到一只粉红色的小宽吻海豚，甚至还拥有淡红色的眼睛。这只海豚也可能是世界上唯一一只粉红色的宽吻海豚。鲸类和海豚保护组织的高级生物学家里吉娜•斯尔维亚称：尽管它看起来是粉红色的，但这可能是海豚的一种白化变异，目前还不清楚它所继承的是何种白化病。科学家提出这种观点属于科学探究中的（）

A.提出问题

B.建立猜想或假设

C.收集证据

D.制订计划

【答案】B

【解析】本题是科学家根据海豚颜色，猜想它是一种白化病，属于建立猜想与假设环节。

【点评】猜想实际上是运用已有的科学知识对探究过程进行合理的推理和预测。

【例3】如果你翻动花园、庭院中的花盆或石块，常常会看到一些身体略扁、长椭圆形、灰褐色或黑色的小动物在爬行，这就是鼠妇，又叫潮虫。当你搬开花盆或石块，鼠妇很快就爬到其他隐蔽的地方去。这是为什么呢?是因为环境变明亮了吗?某同学对此进行了探究，请你将他探究活动的过程填写完整。

(1)提出问题：____________________ ?

(2)做出假设：__________________________。

(3)制订并实施探究方案：在铁盘内放上一层湿土，一侧盖上不透光的纸板，另一侧盖上透明的玻璃板，在铁盘两侧的中央处各放5只鼠妇，观察鼠妇的行为。

该实验的变量是________。如果在铁盘两侧中央各放1只鼠妇是否可以得出准确的结论? ________。

为什么? ________________________。

(4)分析结果，得出结论：该同学对上述实验重复了5次，结果如下表：

为了使实验结论更准确，应对上述数据做怎样的处理?