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（浙教版）七年级
上
第3节 像科学家那样探究
探索自然的科学
第1章
“—”
科学寄语：
科学探究
是获得科学知识的一种基本方式
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？
探究新知
一.生活中的探究
如图为手持小电扇。在使用过程中，突然不能工作了。
提问:
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。
假设:
可能是电池没电了。
预测:
手持小电扇为什么不转动了？
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。
假如手持小电扇还是不转动，我们可以提出另外的假设，如导线断了、电动机坏了... ...这样不断探究，直至找到原因，然后采取相应的措施。
我们生活中是如何探究的呢？
观察
提问
假设
预测
实践检验
继续探索
不支持假设，
修改或提出新假设
二.科学家的探究
阅读教材P26-27，我国科学家一次成功的探究活动——发现青蒿素。
如何治疗疟疾呢 ？
1.提出科学问题:
2.建立猜想与假设:
青蒿可能会治疗疟疾
3.制订计划，进行实验:
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。经过190次失败后，屠呦呦的科研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到这种 青蒿素提取物 对疟原虫的抑制率达到100%。这种物质就是青蒿素。实验说明了 青蒿素能治疗疟疾 。
目前，已测定了青蒿素的分子结构。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。
5.解释、表达与交流:
提出问题 、 建立猜想与假设 、制订计划、 进行实验 ，搜集证据、 分析证据，得出结论 、解释、 表达与交流 。
科学探究的基本要素：
科学研究是一个不断创新的过程，科学家并不是总在每一项研究中使用相同的方法，经历相同的过程。“发现青蒿素”的研究显示了科学家进行实验探究时可能遵循的一般过程。
科学探究的基本方法
控制变量法
转换法
科学推理法
模型法
对照实验法
……
科学探究的基本方法：
人的身高与脚印长度的关系
三、像科学家那样探究
科学家在探索自然规律时需要进行科学探究，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：
1.提出问题:
2.建立假设:
人的身高与脚印的长度有什么关系？
人身高与脚印的长度有一定的比例关系
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
（1）需要考虑人数吗？
需要。排除实验结论的偶然性，使结论具有普遍性。
（2）年龄、性别、家族遗传因素、饮食习惯、体育锻炼等因素呢？
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。以同班同学为研究对象，将测得的数据填在下表中。
同 学 A B C D E F G H
脚印长/cm
身 高/cm
根据搜集的证据，你得出了什么结论？你的假设是否正确？
身高/脚印长约为 7:1
6.交流与评价：
活动拓展：
如果考虑年龄、性别、家族遗传因素、饮食习惯、体育锻炼等因
素，实验结论有差异吗？
活动感想：
在科学研究活动中，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。
控制变量法
转换法
科学推理法
模型法
对照实验法
……
课堂总结和板书:
预学任务互评
随堂任务
1.2022年12月4日，搭载水稻种子实验样品的"神舟十四号"载人飞船安全着陆。返回的太空水稻种子由中科院实验室培养。对此提出以下问题，其中不属于科学问题的是（　　）
A．该水稻得到种子会更多吗？ B．该水稻成熟时间会更短吗？
C．该水稻植株长得会更高吗？ D．该水稻开出的花会更美吗？
【答案】D
2.长时间玩手机会影响视力，学校每学期都会对学生进行视力检查，以评估学校学生视力变化情况。“视力检查”这一过程相当于科学探究环节中的（　　）
A．提出问题 B．建立假设
C．设计实验方案 D．收集事实与证据
【答案】D
3.著名的科学家奥斯特在整理器材时偶然发现了电流能使磁针发生偏转的现象，从而进行持续研究，最终发现了电流的磁效应。他的最初发现来源于（　　）
A．实验 B．调查 C．观察 D．阅读
【答案】C
课后任务
1.作业本中相应练习；
2.同步作业中的随堂任务；
3.整理任务，如学习中存在的疑点及对策；错题原因分析
解决方法......
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七年级上册科学 第1章 探索自然的科学
第3节 像科学家那样探究
一、预学任务
1.如图为手持小电扇。在使用过程中，突然不能工作了。你会产生疑问：
你可能会猜想 ，也 ，也可能电动机坏了……
接着你会更换新的电池，看看能不能工作。如果能工作，问题就解决了；如果不能工作，你会采取其他的方法，直到问题解决。
在日常生活中，类似这样的问题经常遇到，我们会用类似的方法去解决。这样的
方法称为科学探究。在解决手持小电扇不能工作的科学探究过程中，它包括：
（1）观察现象： 。
（2）提出问题： ？
（3）作出假设： ，也 ，也可能电动机坏了……
（4）制订计划：如果电池没电了就换新电池，如果导线断了就重新接上……
（5）进行实验： ，连接导线……等等
（6）实践检验：闭合开关，看看能否工作。如果不能工作，重新寻找原因……
2.20世纪，疟疾肆虐，夺去无数人的生命。寻找治疗疟疾的有效方法，是当时科学家们面临的一个共同问题。我国科学家屠呦呦的科研团队经过艰辛的努力，发现了青蒿素能治理疟疾。阅读教材P26-27，分析屠呦呦科研团队的科学探究过程。
（1）提出问题： ？
（2）查阅古籍，寻找方药。受我国古代药典《肘后备急方·治寒热诸疟方》的启发。进行猜想：
，
（3）屠呦呦继续从《肘后备急方·治寒热诸疟方》记载“青蒿一握。以水二升，绞取汁，尽服之”中得到启发：原来古人用的是青蒿鲜汁！然后制订计划：
（4）进行实验：实验过程繁复而冗长。经过190次失败后，屠呦呦的科研团队终于提取出青蒿中的有关
物质。
（5）分析证据，得出结论：1971年10月，屠呦呦在实验室观察到这种
对疟原虫的抑制率达到100%。这种物质就是青蒿素。实验说明了 。
（6）解释、表达与交流：目前，已测定了青蒿素的分子结构。2001年，世界卫生组织向恶性疟疾流行的国家推荐以 为基础的联合治疗方案。
3.科学探究的基本要素： 、 建立 、制订计划、 ，搜集证据、 、解释、 。
4.常用的科学探究方法：
（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 ，而控制其余几个因素 ，从而研究被改变的这个因素对事物的影响。
（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 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 ，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，通过推理对未知的现象做出科学地推理的研究方法。
（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。
二、随堂任务
1.长时间玩手机会影响视力，学校每学期都会对学生进行视力检查，以评估学校学生视力变化情况。“视力检查”这一过程相当于科学探究环节中的（　　）
A．提出问题 B．建立假设
C．设计实验方案 D．收集事实与证据
2.著名的科学家奥斯特在整理器材时偶然发现了电流能使磁针发生偏转的现象，从而进行持续研究，最终发现了电流的磁效应。他的最初发现来源于（　　）
A．实验 B．调查 C．观察 D．阅读
3.2022年12月4日，三名航天员搭乘"神舟十四号"载人飞船，历经高温和低温的双重考验安全着陆。同时返回的还有多种太空实验样品，其中包括国际上首次在太空获得的水稻种子。返回的太空水稻将由中科院实验室继续培养，并与普通水稻种子作对比研究。小组同学对此提出以下问题，其中不属于科学问题的是（　　）
A．该水稻得到种子会更多吗？ B．该水稻成熟时间会更短吗？
C．该水稻植株长得会更高吗？ D．该水稻开出的花会更美吗？
4.警察常根据人的脚印长度来推断犯罪嫌疑人的身高，原因是两者之间存在一定的关系。
（1）以同班同学为研究对象，设计一张记录表。
（2）计算：身高/脚印长= （填写整数近似值）
（3）交流与评价：这个实验结论是不是适合所有的人群呢？与年龄、性别有关吗？与家族遗传因素有关吗？与饮食习惯、体育锻炼有关吗？等等。
（4）围绕这些影响因素，同学们展开进一步探究。
（5）实验反思：
①如果调查对象只选择一个同学，可以吗？ 。
②根据大数据调查表明，身高/脚印长这个比值与年龄、性别、家族遗传因素、饮食习惯、体育锻炼等因素均有关。因此，根据人的脚印长度来推断犯罪嫌疑人的身高的结论 （填
“是”或“不是”）很可靠的。
5.善于观察的丽丽发现：苍蝇停下来就匆忙搓“脚”（如甲图）。这究竟是为什么呢？是它的脚很脏吗？ 。
（1）划线部分这属于科学探究的 　 　步骤。
于是她设计了一个实验来探究；
设计实验：
①在A（瓶内无脏物）、B（瓶内有脏物）两个玻璃瓶中（如乙图）；
②在相同的时间内观察并记录A、B两个玻璃瓶中 　 　。
（2）实验结果和实验结论
①若A瓶中苍蝇搓脚次数接近或明显多于B瓶中苍蝇搓脚次数，则说明“苍蝇搓脚”与清除“脚上污物”无关。
②若A瓶中苍蝇搓脚次数明显小于B瓶中苍蝇搓脚次数，则说明“苍蝇搓脚”与清除“脚上污物”有关。
实验评价与交流：小亮认为丽丽设计的实验中存在明显缺陷，你觉得应该如何改进？　 　。
6.小科在学习了人的脚印长度与身高的关系后，对人的身高与头部高度关系也产生了兴趣，他通过上网搜索，得到以下数据：
人的年龄段 1岁 3岁 5岁 10岁 15岁 成人
身高与头部高度的比例 4∶1 5∶1 6∶1 7∶1 15∶2 8∶1
（1）分析表格中的数据，可以得到的初步结论： 。
（2）小科还想知道人的身高与臂展的关系（如图），他找来卷尺测出自己的身高为160.0cm，臂展为162.0cm。于是小科立即得出结论：人的身高与臂展的比例关系约为1∶1，小明认为小科的结论不可靠，小明的理由是 。
二、课后任务
（一）基础性作业
1．本学期我们学习了《科学》课程，进入科学的世界，需要留心观察，从发现周围的问题着手。下列不属于科学问题的是（　　）
A．公园里哪种花最漂亮 B．种子为什么会长成幼苗
C．鸡蛋放在盐水中为什么会上浮 D．雨后的天空为什么会出现美丽的彩虹
2．进入秋天，学校的梧桐树叶不断地飘落下来，成了校园一处风景。小科在想为什么很多植物在秋天落叶？他的想法属于科学探究环节中的（　　）
A．提出问题 B．猜想假设 C．设计方案 D．解释与结论
3．为研究学校近视防控措施的效果，每个学期我们都需要检查视力。”检查视力”的过程属于科学探究
环节中的（　　）
A．提出问题 B．建立假设 C．设计实验方案 D．收集事实与证据
4．把智能手环带在手上就能显示出相应时间内运动的总步数。手环是如何计步的呢？小金认为：手环中有感受水平位置变化的传感器，只要水平位置发生变化，计步器就能自动计数。小金提出这种观点属于科学探究中的（ ）
A．提出问题 B．建立假设 C．收集证据 D．得出结论
5．某研究性学习小组就“不同水质对蛙卵孵化的影响”进行了探究，其实验记录如表所示，该实验设计的不妥之处是（　　）
项目 水质 水质 水质 蛙卵数 孵出的蝌蚪数
甲组 河水 500mL 22℃ 300个 280只
乙组 蒸馏水 500mL 10℃ 300个 90只
A．含有两个变量 B．缺少对照实验 C．蛙卵数过少 D．结果不明显
6．光照是蜗牛生命活动不可或缺的环境条件之一。有同学认为蜗牛喜欢的是弱 光。为了研究光照强弱对蜗牛活动的影响，同学们进行了以下实验：把蜗牛放在玻璃板中央，将纸盒罩住玻璃板，纸盒上方的一半用半透的黑塑料袋盖住(便于提供弱光)，另一半剪去盒底使其透光，并将整个装置放在阳光下。
（1）本实验存在明显不足，请写出一点：　 　 。
（2）完善方案后进行实验，如果蜗牛喜欢弱光，将观察到的现象是　 　。
（3）若方案完善后进行实验，实验结果仍与猜想不符。对此，同学们应采取的措施是 。
A．放弃自己的实验结果
B．进一步查找资料重新作出假设
C．不管实验结果，直接根据假设得出结论
D．适当修改实验结果以保持与原有假设一致
7．柿子营养丰富，有清热润肺、生津止渴等功效。某科学兴趣小组对影响柿子成熟的因素进行了以下实验探究：选取品种、大小、色泽、软硬相同、成熟度相似的柿子若干个，分成5组，分别置于不透光的盒内，置于不同的温度环境下，三天后观察，结果如下：（成熟度越高越软）
组别 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
温度/℃ 17 20 26 32 35
软硬 硬 硬 有点硬 偏软 很软
（1）根据上述实验设计，本实验探究中，兴趣小组提出的猜想是　 　。
（2）有同学提出，柿子的成熟可能还受到光照的影响，为此，小组同学在相同温度条件下进行了实验探究，请你为该实验设计一张记录表。
8．炎炎夏日，风扇为人们带来了凉爽，风扇产生的风力与哪些因素有关？小柯猜想可能与风扇的扇叶宽度、扇叶长度都有关系。为此他制作了几个不同的小风扇，并用相同转速的小风扇去吹动同一纸片(如下图所示)。
序号 扇叶宽度/厘米 扇叶长度/厘米 纸片被吹起角度α
1 3 7 30°
2 2 7 20°
3 3 4 20°
（1）小柯想通过观察纸片被吹起的角度a来比较风扇产生的风力大小，所以三次实验的纸片应放置在　 　。
（2）比较1和2，可得出风扇产生的风力跟　 　有关。
（3）风扇产生的风力还可能跟　 　有关。
9．夏天，有些人容易被蚊子叮咬。某研究团队对此现象进行了研究。
①招募血型为A、B、AB、O型的志愿者各30人。
②取150个培养皿，各加入2mL抗凝剂(防止血液凝固)
③从每个志愿者体内采10mL血液，分别加入培养皿中并摇匀，按血型分为甲、乙、丙、丁四组；向剩下的各组吸引蚊子数点总数的百分比培养皿中各加入10mL生理盐水并摇匀，记为戊组。
④把五组培养皿都摆放在蚊子较多的同一环境中，统计相同时间内各培养皿中吸引蚊子的数量。
⑤先统计各组吸引蚊子数，再算出各组吸引蚊子数占五组总数的百分比。绘制成图像如图所示。
（1）该团队开展以上实验想研究的具体问题是　 　。
（2）实验中戊组起　 　作用。
（3）实验采用志愿者的血样来吸引蚊子，而不是直接让志愿者本人来吸引蚊子。理由是　 　。
（二）拓展性作业
10．水滴落在荷叶上会顺着荷叶表面滚落，这一现象称为荷叶”自洁效应”。同学们收集资料并开展项目化学习，探究荷叶”自洁效应”的原因。
（1）任务一：探究荷叶表面物质与荷叶”自洁效应”的关系。
[查阅资料]荷叶表面有一层蜡质，不溶于水但能够溶于物质甲。
[实验设计]将一片荷叶从中间切开，分为A、B两个区域，处理方法及结果如下表所示。
　 A区域 B区域
　 物质甲浸泡，5分钟后取出并擦干 清水浸泡，5分钟后取出并擦干
处理方法 分别滴加清水，观察水滴在叶面上的状态
实验结果 水凝聚成半球状水滴 水凝聚成球状水滴
B区域起　 　作用。
（2）分析实验结果，可以得到实验结论：　 　。
（3）任务二：进一步探究荷叶表皮结构与荷叶”自洁效应”的关系。
[收集资料]触摸荷叶表面，略感粗糙。进一步制作荷叶横切临时装片，在显微镜下观察发现荷叶上表皮有凸起，这些结构可以支撑水滴。
[实验设计]将一片荷叶从中间切开，分为A、B两个区域，A区域用刀片将荷叶表面凸起刮去，B区域表面不做处理应观察的现象是：　 　。
（4）任务三：寻找身边的”自洁效应”。
[启示应用]基于仿生学，荷叶”自洁效应”在生产、生活多领域广泛应用。
根据右图分析防油不粘锅是如何模拟荷叶”自洁效应”的： 　。(写出一条即可)
11．蚊子能传插疾病，影响人类健康。科研人员以叮咬人类的伊蚊为材料开展相关研究。
（1）为探究伊蚊如何区别人和动物，科研人员利用图1所示装置开展实验。几分钟后发现，伊蚊全部趋向人的气味一侧。科研人员的假设是　 　。
（2）科研人员测定出人和动物的T味均含有多种成分，其中主要气味分子a、b、c、d的含量如图2所示。据图推测，人的气味中吸引伊蚊的是　 　气味分子。
（3）为了研究上述两种气味分子对伊蚊的吸引作用，科研人员利用如图3的实验装孔设计了3组实验：A组通入空气，B组通入人的气味，C组通入上述推测的两种气味分子。多次重女实验发现，A组伊蚊飞一会儿就随机停在1、2或3区，B组和C组的伊蚊都兴奋地飞到了3区。根据实验现象，可得出的结论是　 　。
13．小科观察到蚂蚁搬运食物回巢时，提出疑问“蚂蚁发现食物 后，是怎么传递信息给伙伴的呢？”
【建立假设】观察发现：①蚂蚁搬运食物过程中会用触角彼此接触；②后面的蚂蚁会沿着前面蚂蚁的路线爬行。据此小科建立了2种假设。
假设1：蚂蚁间传递信息是依靠 进行的；
假设2：蚂蚁间传递信息是依靠气味进行的。
【实验过程】为验证假设 2 ，小科利用如图所示装置进行了如下实验：
步骤1：将蚂蚁从T型玻璃管的下端开口放入后，立即用橡皮塞塞住，观察记录蚂蚁从装置中逃出所需的时间t1；
步骤2：仍旧用这只蚂蚁和这套装置，重复步骤1，记录逃出所需的时间t2；
步骤3：仍旧用这套装置，但换用同一窝的其他蚂蚁重复步骤1，记录逃出所需的时间t3；
步骤4：换用一套新装置，用另外一窝蚂蚁重复上述步骤1、2、3；
步骤5：多次重复步骤4。
（1）补充实验假设 1　 　。
（2）【得出结论】若假设2成立，则每次重复步骤1、2、3获得的三个时间的大小关系是 。
A．t1>t2>t3 B．t1> t2≈t3 C．t1≈t2> t3
（3）【方案评价】方案中步骤4和5能否省略，为什么？　 　。
14.一天晚饭后，孙青同学在帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒。他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干。妈妈见状拿了另一块干抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的是抹布是棉布做的，你手里的抹布是涤纶的，他进行了探究。
（1）提出的问题： ？
（2）猜想与假设：布的吸水能力可能跟布料的种类有关。
（3）所需的器材：三个相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布、涤纶布各一块，足量的水。
（4）主要步骤：将三个烧杯中倒入 的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块
布分别取出。
（5）孙青将现象记入表中，根据实验现象可知吸水能力
最强的是 布料。
15.为便于运输，果农们往往在柿子未完全成熟时就进行采摘，怎样才能使买来的柿子早点成熟呢 小明做了下面的实验:选择20只大小与成熟度相似的同种柿子，分成两组，每组10个，分别放入两个相同的纸箱中，同时在第一个纸箱中放入两个成熟的苹果。将两个纸箱放在同一个地方，通过观察柿子的颜色和软硬来比较是否成熟。实验记录如下:
组别 操作方法 达成熟所需时间
第一组 另加2个成熟苹果 7天左右
第二组 不做处理 将近22天
（1）小明同学设计上述实验，基于的假设是 。
（2）小明通过观察 来比较柿子是否成熟。
（3）小明设计的实验中有何不足之处: 。
四、整理任务（1.错题原因分析、解决方法；2.存在的疑点及对策......）
在本课时内容讲解分析之后，根据学习活动中的实际情况进行整理。
七年级上册科学 第1章 探索自然的科学
《第3节 像科学家那样探究》参考答案及解析
一、预学任务
1.如图为手持小电扇。在使用过程中，突然不能工作了。你会产生疑问： 手持小电扇为什么不工作了？ 你会猜想 可能是电池没电了 ，也 可能是里面的导线断了 ，也可能电动机坏了……。接着你会更换新的电池，看看能不能工作，如果能工作，问题就解决了。如果不能工作，你会采取其他的方法，直到问题解决。
在日常生活中，类似这样的问题经常遇到，我们也会用类似的方法去解决。这样的
方法称为科学探究。在解决手持小电扇不能工作的科学探究过程中，它包括：
（1）观察现象： 手持小电扇不转了 。
（2）提出问题： 手持小电扇为什么不转了 ？
（3）作出假设： 可能是电池没电了 ，也 可能是里面的导线断了 ，也可能电动机坏了……
（4）制订计划：如果电池没电了就换新电池，如果导线断了就重新接上……
（5）进行实验： 换新电池 ，连接导线，……等等
（6）实践检验：闭合开关，看看能否工作。
2.20世纪，疟疾肆虐，夺去无数人的生命。寻找治疗疟疾的有效方法，是当时科学家们面临的一个共同问题。我国科学家屠呦呦的科研团队经过了艰辛的努力，发现了青蒿素能治理疟疾。阅读教材P26-27，概括屠呦呦科研团队的科学探究过程。
（1）提出问题： 如何治疗疟疾呢 ？
（2）查阅古籍，寻找方药。受我国古代药典《肘后备急方·治寒热诸疟方》的启发。进行猜想： 青蒿可能会治疗疟疾 ，
（3）屠呦呦继续从《肘后备急方·治寒热诸疟方》记载“青蒿一握。以水二升，绞取汁，尽服之”中得到启发：原来古人用的是青蒿鲜汁！然后制订计划： 决定用沸点只有34.6℃的乙醚来提取青蒿中的有关物质。
（4）进行实验：实验过程繁复而冗长。经过190次失败后，屠呦呦的科研团队终于提取出青蒿中的有关
物质。
（5）分析证据，得出结论：1971年10月，屠呦呦在实验室观察到这种 青蒿素提取物 对疟原虫的抑制率达到100%。这种物质就是青蒿素。实验说明了 青蒿素能治疗疟疾 。
（6）解释、表达与交流：目前，已测定了青蒿素的分子结构。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。
3.科学探究的基本要素： 提出问题 、 建立猜想与假设 、制订计划、 进行实验 ，搜集证据、 分析证据，得出结论 、解释、 表达与交流 。
4.常用的科学探究方法：
(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。
(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，通过推理对未知的现象做出科学地推理的研究方法。
(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。
二、随堂任务
1.长时间玩手机会影响视力，学校每学期都会对学生进行视力检查，以评估学校学生视力变化情况。“视力检查”这一过程相当于科学探究环节中的（　　）
A．提出问题 B．建立假设
C．设计实验方案 D．收集事实与证据
【答案】D
【解析】科学探究的六个步骤主要是：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证、评估，交流与合作。
2.著名的科学家奥斯特在整理器材时偶然发现了电流能使磁针发生偏转的现象，从而进行持续研究，最终发现了电流的磁效应。他的最初发现来源于（　　）
A．实验 B．调查 C．观察 D．阅读
【答案】C
【解析】1820年，丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中通过电流时，它旁连的磁针发生了偏转，他又做了大量实验，终于证实电流的周围存在着磁场，丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应，即电流能产生磁场的现象。
3.2022年12月4日，三名航天员搭乘"神舟十四号"载人飞船，历经高温和低温的双重考验安全着陆。同时返回的还有多种太空实验样品，其中包括国际上首次在太空获得的水稻种子。返回的太空水稻将由中科院实验室继续培养，并与普通水稻种子作对比研究。小组同学对此提出以下问题，其中不属于科学问题的是（　　）
A．该水稻得到种子会更多吗？ B．该水稻成熟时间会更短吗？
C．该水稻植株长得会更高吗？ D．该水稻开出的花会更美吗？
【答案】D
【解析】种子的数目，成熟时间的长短，植株的长势等都是值得提出的科学问题，D选项中该水稻开出的花会更美吗，不属于科学问题；
4.警察常根据人的脚印长度来推断犯罪嫌疑人的身高，原因是两者之间存在一定的关系。
（1）以同班同学为研究对象，设计一张记录表。
同学 A B C D E F G H ……
脚印长/cm
身高/cm
（2）计算：身高/脚印长= 7:1 （填写整数近似值）
（3）交流与评价：这个实验结论是不是适合所有的人群呢？与年龄、性别有关吗？与家族遗传因素有关吗？与饮食习惯、体育锻炼有关吗？等等。
（4）围绕这些影响因素，同学们展开进一步探究。
（5）实验反思：
①如果调查对象只选择一个同学，可以吗？ 不可以，实验结论具有偶然性，不具有普遍性。
②根据大数据调查表明，身高/脚印长这个比值与年龄、性别、家族遗传因素、饮食习惯、体育锻炼等因素均有关。因此，根据人的脚印长度来推断犯罪嫌疑人的身高的结论 不是 （填
“是”或“不是”）很可靠的。
5.善于观察的丽丽发现：苍蝇停下来就匆忙搓“脚”（如甲图）。这究竟是为什么呢？是它的脚很脏吗？苍蝇搓“脚”可能是清除“脚”上的脏东西。
（1）划线部分这属于科学探究的 　 　步骤。于是 她设计了一个实验来探究；
设计实验：
①在A（瓶内无脏物）、B（瓶内有脏物）两个玻璃瓶中（如乙图）；
②在相同的时间内观察并记录A、B两个玻璃瓶中 　 　。
（2）实验结果和实验结论
①若A瓶中苍蝇搓脚次数接近或明显多于B瓶中苍蝇搓脚次数，则说明“苍蝇搓脚”与清除“脚上污物”无关。
②若A瓶中苍蝇搓脚次数明显小于B瓶中苍蝇搓脚次数，则说明“苍蝇搓脚”与清除“脚上污物”有关。
实验评价与交流：小亮认为丽丽设计的实验中存在明显缺陷，你觉得应该如何改进？　 　。
【答案】（1）作出假设；苍蝇搓脚次数（2）取多只苍蝇，进行重复实验
【解析】（1）苍蝇搓“脚”可能是清除“脚”上的脏东西。划线部分这属于科学探究做出假设步骤。
②观察并记录AB两个玻璃瓶中苍蝇搓脚的次数；
（2）丽丽的实验经过取多只苍蝇，进行重复实验 ，这样的实验结果比较具有可行度；
6.小科在学习了人的脚印长度与身高的关系后，对人的身高与头部高度关系也产生了兴趣，他通过上网搜索，得到以下数据：
人的年龄段 1岁 3岁 5岁 10岁 15岁 成人
身高与头部高度的比例 4∶1 5∶1 6∶1 7∶1 15∶2 8∶1
（1）分析表格中的数据，可以得到的初步结论： 。
（2）小科还想知道人的身高与臂展的关系（如图），他找来卷尺测出自己的身高为160.0cm，臂展为162.0cm。于是小科立即得出结论：人的身高与臂展的比例关系约为1∶1，小明认为小科的结论不可靠，小明的理由是 ▲ 。
【答案】（1）随着年龄的增长，身高与头部高度的比例越来越大。
（2）应多次实验，避免偶然性，使结论更具有普遍性.
二、课后任务
（一）基础性作业
1．本学期我们学习了《科学》课程，进入科学的世界，需要留心观察，从发现周围的问题着手。下列不属于科学问题的是（　　）
A．公园里哪种花最漂亮 B．种子为什么会长成幼苗
C．鸡蛋放在盐水中为什么会上浮 D．雨后的天空为什么会出现美丽的彩虹
【答案】A
【解析】
A.公园内哪种花卉最漂亮无研究价值，只是自己的一种观点想法，故A符合题意；
B. 种子为什么会长成幼苗具有研究价值，所以属于科学问题，故B不符合题意；
C. 鸡蛋放在盐水中为什么会上浮具有研究价值，所以属于科学问题，故C不符合题意
D. 雨后的天空为什么会出现美丽的彩虹具有研究价值，所以属于科学问题，故D不符合题意；
2．进入秋天，学校的梧桐树叶不断地飘落下来，成了校园一处风景。小科在想为什么很多植物在秋天落叶？他的想法属于科学探究环节中的（　　）
A．提出问题 B．猜想假设 C．设计方案 D．解释与结论
【答案】A
【解析】小科在想为什么很多植物在秋天落叶？ 属于提出问题的阶段；
3．为研究学校近视防控措施的效果，每个学期我们都需要检查视力。”检查视力”的过程属于科学探究
环节中的（　　）
A．提出问题 B．建立假设 C．设计实验方案 D．收集事实与证据
【答案】D
【解析】 检查视力是属于收集事实与证据。
4．把智能手环带在手上就能显示出相应时间内运动的总步数。手环是如何计步的呢？小金认为：手环中有感受水平位置变化的传感器，只要水平位置发生变化，计步器就能自动计数。小金提出这种观点属于科学探究中的（ ）
A．提出问题 B．建立假设 C．收集证据 D．得出结论
【答案】B
【解析】小金认为：手环中有感受水平位置变化的传感器，只要水平位置发生变化，计步器就能自动计数。小金提出这种观点属于科学探究中的建立假设，故B正确，而A、C、D错误。
5．某研究性学习小组就“不同水质对蛙卵孵化的影响”进行了探究，其实验记录如表所示，该实验设计的不妥之处是（　　）
项目 水质 水质 水质 蛙卵数 孵出的蝌蚪数
甲组 河水 500mL 22℃ 300个 280只
乙组 蒸馏水 500mL 10℃ 300个 90只
A．含有两个变量 B．缺少对照实验 C．蛙卵数过少 D．结果不明显
【答案】A
【解析】从表格中可以看出该实验存在水质和温度两个变量；
6．光照是蜗牛生命活动不可或缺的环境条件之一。有同学认为蜗牛喜欢的是弱 光。为了研究光照强弱对蜗牛活动的影响，同学们进行了以下实验：把蜗牛放在玻璃板中央，将纸盒罩住玻璃板，纸盒上方的一半用半透的黑塑料袋盖住(便于提供弱光)，另一半剪去盒底使其透光，并将整个装置放在阳光下。
（1）本实验存在明显不足，请写出一点：　 　 。
（2）完善方案后进行实验，如果蜗牛喜欢弱光，将观察到的现象是　 　。
（3）若方案完善后进行实验，实验结果仍与猜想不符。对此，同学们应采取的措施是 。
A．放弃自己的实验结果
B．进一步查找资料重新作出假设
C．不管实验结果，直接根据假设得出结论
D．适当修改实验结果以保持与原有假设一致
【答案】（1）蜗牛数量太少，实验具有偶然性；（2）蜗牛向黑塑料袋一侧移动（3）B
【解析】
（1）从这个实验中可以看出：他只取了一直蜗牛，数量太少了，存在很大的偶然性；
（2）如果蜗牛喜欢弱光，那么蜗牛会往左边黑塑料袋一侧爬去；
（3）如果方案完善后进行实验，实验结果仍与猜想不符。那么根据实事求是的原则，应该进一步查找资料重新做出假设；
7．柿子营养丰富，有清热润肺、生津止渴等功效。某科学兴趣小组对影响柿子成熟的因素进行了以下实验探究：选取品种、大小、色泽、软硬相同、成熟度相似的柿子若干个，分成5组，分别置于不透光的盒内，置于不同的温度环境下，三天后观察，结果如下：（成熟度越高越软）
组别 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
温度/℃ 17 20 26 32 35
软硬 硬 硬 有点硬 偏软 很软
（1）根据上述实验设计，本实验探究中，兴趣小组提出的猜想是　 　。
（2）有同学提出，柿子的成熟可能还受到光照的影响，为此，小组同学在相同温度条件下进行了实验探究，请你为该实验设计一张记录表。
【答案】（1）温度越高，柿子成熟较快
（2）
组别 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
光照强度 无光 微光 稍强光 强光 超强光
软硬 　 　 　 　 　
【解析】
（1）从表格的数据可以得出的结论是：温度越高，柿子成熟的较快；
（2）柿子的成熟可能还受到光照的影响，在其他的条件相同且适宜的条件下，将变量改为无光、微光、稍强光、强光、超强光五个变量。
8．炎炎夏日，风扇为人们带来了凉爽，风扇产生的风力与哪些因素有关？小柯猜想可能与风扇的扇叶宽度、扇叶长度都有关系。为此他制作了几个不同的小风扇，并用相同转速的小风扇去吹动同一纸片(如下图所示)。
序号 扇叶宽度/厘米 扇叶长度/厘米 纸片被吹起角度α
1 3 7 30°
2 2 7 20°
3 3 4 20°
（1）小柯想通过观察纸片被吹起的角度a来比较风扇产生的风力大小，所以三次实验的纸片应放置在　 　。
（2）比较1和2，可得出风扇产生的风力跟　 　有关。
（3）风扇产生的风力还可能跟　 　有关。
【答案】（1）与扇叶距离相同（2）扇叶宽度（3）风扇转速
【解析】
（1）风扇产生的分力可能与扇叶的宽度、扇叶长度和与扇叶距离等因素有关，本实验中研究的是与扇叶宽度和扇叶长度的关系，根据控制变量法原则，需要控制与扇叶距离相同
（2）比较1和2，改变的是扇叶宽度，因此可得出风扇产生的风力跟扇叶宽度有关
（3）根据生活经验可得知风扇产生的风力还跟风扇转速有关。
9．夏天，有些人容易被蚊子叮咬。某研究团队对此现象进行了研究。
①招募血型为A、B、AB、O型的志愿者各30人。
②取150个培养皿，各加入2mL抗凝剂(防止血液凝固)
③从每个志愿者体内采10mL血液，分别加入培养皿中并摇匀，按血型分为甲、乙、丙、丁四组；向剩下的各组吸引蚊子数点总数的百分比培养皿中各加入10mL生理盐水并摇匀，记为戊组。
④把五组培养皿都摆放在蚊子较多的同一环境中，统计相同时间内各培养皿中吸引蚊子的数量。
⑤先统计各组吸引蚊子数，再算出各组吸引蚊子数占五组总数的百分比。绘制成图像如图所示。
（1）该团队开展以上实验想研究的具体问题是　 　。
（2）实验中戊组起　 　作用。
（3）实验采用志愿者的血样来吸引蚊子，而不是直接让志愿者本人来吸引蚊子。理由是　 　。
【答案】（1）哪种血型的人容易吸引蚊子？（2）对照
（3）排除因志愿者其它因素不同而产生的干扰（或保护志愿者身体健康）
【解析】对照实验指其他条件都相同，只有一个条件不同的实验。往往好多因素对实验结果都有影响，对照实验用来证明某种因素对实验结果的确切影响。通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组；（1）从题目中可以看出该团队开展以上实验想研究的具体问题是哪种血型的人容易吸引蚊子？
（2）戊组是不作任何处理的一组，所以实验中戊组起对照的作用；
（3）理由是：排除因志愿者其它因素不同而产生的干扰（或保护志愿者身体健康）；
（二）拓展性作业
10．水滴落在荷叶上会顺着荷叶表面滚落，这一现象称为荷叶”自洁效应”。同学们收集资料并开展项目化学习，探究荷叶”自洁效应”的原因。
（1）任务一：探究荷叶表面物质与荷叶”自洁效应”的关系。
[查阅资料]荷叶表面有一层蜡质，不溶于水但能够溶于物质甲。
[实验设计]将一片荷叶从中间切开，分为A、B两个区域，处理方法及结果如下表所示。
　 A区域 B区域
　 物质甲浸泡，5分钟后取出并擦干 清水浸泡，5分钟后取出并擦干
处理方法 分别滴加清水，观察水滴在叶面上的状态
实验结果 水凝聚成半球状水滴 水凝聚成球状水滴
B区域起　 　作用。
（2）分析实验结果，可以得到实验结论：　 　。
（3）任务二：进一步探究荷叶表皮结构与荷叶”自洁效应”的关系。
[收集资料]触摸荷叶表面，略感粗糙。进一步制作荷叶横切临时装片，在显微镜下观察发现荷叶上表皮有凸起，这些结构可以支撑水滴。
[实验设计]将一片荷叶从中间切开，分为A、B两个区域，A区域用刀片将荷叶表面凸起刮去，B区域表面不做处理应观察的现象是：　 　。
（4）任务三：寻找身边的”自洁效应”。
[启示应用]基于仿生学，荷叶”自洁效应”在生产、生活多领域广泛应用。
根据右图分析防油不粘锅是如何模拟荷叶”自洁效应”的： 　。(写出一条即可)
【答案】
（1）对照
（2）荷叶表面物质有利于荷叶的”自洁效应”
（3）A区域水凝聚成半球状水滴，B区域水凝聚成球状水滴
（4）不粘锅的的油膜层相当于荷叶表面的蜡质，微凸结构相当于荷叶上表皮凸起结构，这些都有利于锅底的油滴凝聚成球状油滴
【解析】
（1）B区域用水浸泡，相当于没有处理，所以是作为对照组。
（2）根据实验结果，A区域没有表面物质，水凝聚成半球状水滴，B区域有表面物质，水凝聚成球状水滴，
说明A区域没有发生自洁效应，B区域发生了自洁效应，所以可以得出荷叶表面物质有利于荷叶的自洁效应
（3）由于A区域用刀片将荷叶表面凸起刮去，将不会发生自洁效应，A区域水会凝聚成半球状水滴；B区域不做处理，将会发生自洁效应，B区域水会凝聚成球状水滴
（4）根据（2）（3）得出发生自洁效应需要表面有蜡质和凸起结构，那么不粘锅的油膜层就相当于荷叶表面的蜡质，微凸结构相当于荷叶上表皮凸起结构，这些都是有利于锅底的油滴凝聚成球状油滴。
11．蚊子能传插疾病，影响人类健康。科研人员以叮咬人类的伊蚊为材料开展相关研究。
（1）为探究伊蚊如何区别人和动物，科研人员利用图1所示装置开展实验。几分钟后发现，伊蚊全部趋向人的气味一侧。科研人员的假设是　 　。
（2）科研人员测定出人和动物的T味均含有多种成分，其中主要气味分子a、b、c、d的含量如图2所示。据图推测，人的气味中吸引伊蚊的是　 　气味分子。
（3）为了研究上述两种气味分子对伊蚊的吸引作用，科研人员利用如图3的实验装孔设计了3组实验：A组通入空气，B组通入人的气味，C组通入上述推测的两种气味分子。多次重女实验发现，A组伊蚊飞一会儿就随机停在1、2或3区，B组和C组的伊蚊都兴奋地飞到了3区。根据实验现象，可得出的结论是　 　。
【答案】（1）伊蚊是通过气味来区别人和动物 （2）a和c
（3）人的气味中的a、c气味分子对伊蚊有吸引作用
【解析】
（1）由于图1所示装置探究的是伊蚊如何区别人和动物，因此可推知科研人员的假设是伊蚊依靠气味区别人和动物；
（2）图2中主要气味分子有4种：a、b、c、d，其中人的a、c气味分子的含量与动物的差距最大，最容易区分。因此推测，人的气味中吸引伊蚊的是a和c两种气味分子；
（3）①为了探究a、c两种气味分子对伊蚊的吸引作用，要设置以两种气味分子为变量的对照实验，实验中A、B组是起对照作用。多次重复实验发现，A组伊蚊飞一会儿就随机停在1、2或3的某个区，说明空气对伊蚊无吸引作用；B组伊蚊都兴奋地飞到3区，说明人的气味对伊蚊有吸引作用；C组伊蚊的表现与B组相同，说明a、c两种气味分子与人的气味作用相同，都能吸引伊蚊。故可得出的结论是：人气味中的a、c两种气味分子对伊蚊有吸引作用。
13．小科观察到蚂蚁搬运食物回巢时，提出疑问“蚂蚁发现食物 后，是怎么传递信息给伙伴的呢？”
【建立假设】观察发现：①蚂蚁搬运食物过程中会用触角彼此接触；②后面的蚂蚁会沿着前面蚂蚁的路线爬行。据此小科建立了2种假设。
假设1：蚂蚁间传递信息是依靠 进行的；
假设2：蚂蚁间传递信息是依靠气味进行的。
【实验过程】为验证假设 2 ，小科利用如图所示装置进行了如下实验：
步骤1：将蚂蚁从T型玻璃管的下端开口放入后，立即用橡皮塞塞住，观察记录蚂蚁从装置中逃出所需的时间t1；
步骤2：仍旧用这只蚂蚁和这套装置，重复步骤1，记录逃出所需的时间t2；
步骤3：仍旧用这套装置，但换用同一窝的其他蚂蚁重复步骤1，记录逃出所需的时间t3；
步骤4：换用一套新装置，用另外一窝蚂蚁重复上述步骤1、2、3；
步骤5：多次重复步骤4。
（1）补充实验假设 1　 　。
（2）【得出结论】若假设2成立，则每次重复步骤1、2、3获得的三个时间的大小关系是 。
A．t1>t2>t3 B．t1> t2≈t3 C．t1≈t2> t3
（3）【方案评价】方案中步骤4和5能否省略，为什么？　 　。
【答案】（1）触角 （2）B（3）不能省略。多次重复实验，能够避免偶然性，使实验结果更加科学。【解析】
（1）根据观察现象①提出猜想假设1中填的是触角；
（2）蚂蚁间传递信息是依靠气味进行的 ，那么t1的时间最长，t2照着气味，t3照着气味，所以结果应该
是t1> t2≈t3；
（3）不能省略，因为多次重复实验，能够避免偶然性，使实验结果更加科学合理；
14.一天晚饭后，孙青同学在帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒。他忙拿干抹布去擦，却很难将水擦干。妈妈见状拿了另一块干抹布擦，很快就将桌上的水擦干了，他感到有些奇怪，忙问妈妈是怎么回事？妈妈只是告诉他，我拿的是抹布是棉布做的，你手里的抹布是涤纶的，他进行了探究。
（1）提出的问题： ？
（2）猜想与假设：布的吸水能力可能跟布料的种类有关。
（3）所需的器材：三个相同的烧杯，质量相同的棉布、麻布、涤纶布各一块，足量的水。
（4）主要步骤：将三个烧杯中倒入 的水，分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透，然后将三块布分别取出。
（5）孙青将现象记入表中，根据实验现象可知吸水能力最强的是 布料。
【答案】(1)布的吸水能力跟布料的种类有关吗；(4)等量；（5)棉
15.为便于运输，果农们往往在柿子未完全成熟时就进行采摘，怎样才能使买来的柿子早点成熟呢 小明做了下面的实验:选择20只大小与成熟度相似的同种柿子，分成两组，每组10个，分别放入两个相同的纸箱中，同时在第一个纸箱中放入两个成熟的苹果。将两个纸箱放在同一个地方，通过观察柿子的颜色和软硬来比较是否成熟。实验记录如下:
组别 操作方法 达成熟所需时间
第一组 另加2个成熟苹果 7天左右
第二组 不做处理 将近22天
（1）小明同学设计上述实验，基于的假设是 。
（2）小明通过观察 来比较柿子是否成熟。
（3）小明设计的实验中有何不足之处: 。
【答案】（1）成熟的苹果能促进柿子早点成熟（2）柿子的颜色和软硬（3）实验次数太少
四、整理任务（1.错题原因分析、解决方法；2.存在的疑点及对策......）
在本课时内容讲解分析之后，根据学习活动中的实际情况进行整理。
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