资源简介

1.4 尝试科学探究
导学目标
1.通过探究摆的奥秘，了解科学探究的一般过程和步骤。
2.通过探究摆的奥秘，掌握科学探究的一种基本方法 — 控制变量法。
3.练习熟练准确地测量长度、时间和组装简单器材，提高操作技能。
重点难点
重点：掌握科学探究的全过程；认识并熟练应用控制变量法。
难点：提出问题、猜想与假设、设计实验与制定方案、获取与处理信息、分析与论证、评估与反思。
导学过程
【自主学习】
一、用探究摆的奥秘
活动一、阅读教材第20页到第22页，完成实验探究，并回答以下问题
1．_________是进行科学探究的第一步， 说过“提出问题有时比解决问题更重要”。
2．牛顿说过“没有大胆的__________，就做不出伟大的__________”。
3.通过实验探究发现，摆来回摆动一次所需的时间跟________________有关，摆线越长，摆锤摆动的越________；与摆锤的轻重和摆锤偏离摆线的角度_________。
活动二、科学探究的过程
阅读教材第23页“科学探究的过程”，解答以下问题：
4.科学探究的六个要素是：提出问题、________、________、获取与处理信息、________、评估与反思，最终要进行交流与合作。
【合作探究】
1.在实验探究过程中，要想探究一个变量，必须控制其他的变量不变，这种研究问题的方法，叫做 。
2. 壹元硬币的外观具有银白色的光泽，一些同学认为是铁制的。在探究中，有同学提出“我们可以先拿磁铁吸一下。”“拿磁铁吸一下”这一过程属于科学探究中的（　　）
A．得出结论 B．猜想与假设
C．提出问题 D．进行实验
3.小宇想探究“装满水的杯子里还能放入多少回形针”，他计划先探究放入回形针的数量与杯子材料的关系，请你帮他设计一个实验记录表格。
当堂检测
科学探究要经历几个必要的步骤，科学家的研究发现也是如此，它们是：①提出问题，②　 　，③设计实验与制定方案，④　 　，⑤分析与论证，⑥评估与反思。
伽利略因发现教堂房顶吊着的大灯来回地摇摆而想：吊灯的摆动有什么特点和规律呢？这属于我们科学探究七要素中的（　　）
A．猜想与假设 B．分析与论证
C．实验与收集证据 D．提出问题
2022年6月4日，小明从电视看到神舟十四号从酒泉卫星发射中心腾空而起，奔向太空的场景，他对爸爸说：火箭点火后底部产生大量的白气可能是泡沫。他这种说法属于（　　）
A．提出问题 B．猜想与假设
C．进行实验与收集证据 D．交流合作、评估
在进行科学探究的过程中，下列做法正确的是（　　）
A．实验完成后要大胆地发表意见，重视交流与合作
B．经过实验得到的数据就是正确的，不需要对探究结果评估
C．没有经过观察和思考就随便提出问题，天马行空
D．观察提出问题后应该马上进行实验验证
当你感觉浑身疼痛且发冷时，你用体温计测量体温。你采取这个措施的目的是（　　）
A．建立猜想与假设 B．获取事实与证据
C．提出问题 D．制订计划
在研究“让变扁的乒乓球复原的方法”的实验中，小明同学把变扁的乒乓球放入热水中，乒乓球复原了。这个环节属于科学探究中（　　）
A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验 D．交流与合作
小明在家中发现暖水瓶的瓶盖打开不冒“白气”，小明问自己为什么？想到可能是暖水瓶不保温，倒了一碗尝尝发现“烫”。又想到可能是因为房间的温度较高，将暖水瓶拿到屋外，看到很多“白气”。小明就倒了一碗尝尝属于科学探究中的哪个环节（　　）
A．提出问题 B．猜想与假设
C．进行实验与收集证据 D．交流与合作
当一位科学家通过实验宣称在某领域获得一项重要发现时，判断这一发现是否可信的最好理由是（　　）
A．该科学家是否为这一领域的权威
B．他人能否重复其实验并得到相同的结果
C．该实验报告撰写的详细程度
D．该领域其他科学家的意见
关于科学探究，下列说法中错误的是（　　）
A．善于发现问题并提出问题是科学探究的第一步
B．实验室中利用器材可以重现自然界中的现象
C．实验数据不能说明任何问题，因为它包含着许多偶然因素
D．分析数据，加上集体讨论才有可能得出较为正确的结论
下列有关科学探究的相关描述中，错误的是（　　）
A．科学探究环节“猜想与假设”是基于现有知识或现有经验进行的，不可以胡乱猜想或假设
B．科学家有广博的知识，不需要进行科学探究也能得出正确的结论
C．在进行测量时，即使选择了恰当的仪器并进行了仔细测量也不可能避免误差的产生D．只凭借一组实验数据是不可以得出普遍规律的
在研究摆线长度对摆球的摆动快慢是否有影响时，实验中只能改变的是（　　）
A．摆幅 B．摆线的长度 C．摆球的质量 D．都应改变
小明想知道自己脉搏跳动一次需要多长时间，由于脉搏跳动速度较快，一次跳动的时间难以直接测量，于是他打算“先测出自己1min内脉搏跳动的次数，然后计算出脉搏跳动一次的时间”。这一过程属于科学探究过程中的（　　）
A．提出问题 B．猜想与假设
C．设计实验与制订计划 D．进行实验与收集证据
小明同学在做实验时，发现自己测得的数据跟老师的不一样，你认为他的做法错误的是（　　）
A．对老师的数据提出质疑
B．改动自己的数据，使之跟老师的数据一致
C．检查自己的实验方案是否合理
D．检查自己的实验过程是否有错误
湿纸巾是常见的清洁用品，韧性是湿纸巾质量的一项重要指标，在比较不同品牌湿纸巾的韧性时，要获得最可信的结果，应采用的方案是（　　）
A．在湿纸巾销售人员中进行调查
B．比较商业广告中所描述的湿纸巾韧性
C．取不同品牌湿纸巾，用手拉一拉，感觉一下哪种韧性强
D．用不同种品牌的湿纸巾提重物，看看最多能提起多重的物体
小华发现很多食品包装袋设计成“锯齿”形状，他猜想袋口做成“锯齿”形状可减小撕开时用力的大小，为验证猜想，以下设计方案最佳的是（　　）
A．撕开多种不同“锯齿”状包装袋，比较所用力大小
B．多位同学在包装袋任意位置撕开，交流比较用力的大小
C．先后在“锯齿”状位置和平边位置撕开包装袋，比较用力大小
D．分别撕开“平边”状和“锯齿”状的不同材质包装袋，比较用力大小
白天，蝎子为什么要把身体藏在数厘米深的沙子里呢？为研究这个问题，某同学做了一个模拟实验，并测得以下一组数据：
干细沙的温度（℃） 湿泥土的温度（℃）
表　　　　面 26 24
2厘米深处 24 23
4厘米深处 22 22
6厘米深处 20 21
根据所测得的数据，不能得到的结论是（　　）
A．深度越深，干细沙温度越低
B．随深度增加，干细沙降温比湿泥土快
C．表面的湿泥土温度比干细沙的温度低
D．干细沙的温度总比湿泥土的温度高
警察在破案时常根据脚印的长度来推断出罪犯的身高，考古学家也会根据古代人脚印的长度来确定古代人的身高。人脚印的长度与身高有什么关系？小李同学经过认真思考，大胆的猜测：人的身高和脚长存在一定的倍数关系，人的脚越长，身高越高。为了验证自己的猜想，该同学分别测量了家中几位亲属的身高以及他们的脚长，计算身高与脚长的比值，将结果记录下表：
称谓 表姐 自己 爸爸 妈妈 外公 外婆
身高/cm 162 158 172 162 167 165
脚长/cm 22 21.5 25 23 24.5 24
身高与脚长之比 7.36 7.35 6.88 7.04 6.81 6.88
根据以上信息，你认为以下那一项是错误的（　　）
A．小李所用的测量工具是刻度尺
B．小李得出的结论：身高与脚长存在一定的倍数关系，其比值平均值大约为7
C．某同学测得自己的脚长为22.5厘米，小李认为该同学的身高一定是157.5厘米
D．小明认为该实验存在着明显的缺陷：小李调查的对象数量太少且集中在同一家庭，其结果不具代表性
在科学探究中，“交流与合作”这一环节应该（　　）
A．尽量回避这一环节，资料保密
B．大力提倡资源共享
C．可有可无，不影响探究
D．有困难时才交流
体育课上小华发现篮球落地后都会反弹，但反弹的高度却不同。篮球由静止开始下落，反弹的高度与哪些因素有关呢？小华与大家一起对这个问题进行了讨论，提出了不同的猜想。
猜想：
（1）篮球反弹的高度可能与球的型号有关。
（2）篮球反弹的高度可能与下落的高度有关。
（3）篮球反弹的高度可能与地面材料有关。
于是，小华用两只充足气的#7（标准男子）、#6（标准女子）篮球及刻度尺，在水泥地面和木制地板上进行了实验。通过实验，得到的实验数据如下表：
实验序号 球的型号 下落高度/cm 地面材料 反弹高度/cm
A #7 120 木质 80
B #7 120 水泥 90
C #7 150 水泥 110
D #6 120 木质 80
①要验证猜想（2），需要选用实验序号为　 　的两组数据进行分析。
②通过他的实验数据，可得到的结论是：
篮球反弹的高度与　 　和　 　有关；
篮球反弹的高度与　 　无关。
③本实验用到的科学研究方法是：　 　。
小玲、小红和小丽在操场上玩荡秋千（如图所示）。小丽把小红、小玲分别轻轻推一下，细心的小丽发现，她俩往返摆动一次的时间几乎一样。那么：秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关呢？
三人对此问题进行了研究，提出如下猜想：
猜想1：秋千往返摆动一次所用的时间可能与人的质量有关。
猜想2：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的绳长有关。
猜想3：秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线最大距离有关。
为了验证上述猜想，她们来到实验室，找来刻度尺、细线、秒表、小球，依照物理学习中的科学方法，按如图进行实验，得到如表中数据。
实验序号 小球质量m/g 从O点到小球中心的距离L/m 小球摆动距中心线最大距离s/m 小球往返摆动10次所用时间t/s 小球往返摆动1次所用时间t0/s
1 20 0.8 0.10 18.0 1.80
2 20 1.0 0.14 20.0 2.00
3 20 1.2 0.10 22.0 2.20
4 30 1.0 0.14 20.0 2.00
5 30 1.0 0.10 20.0 2.00
请你通过分析回答下列问题：
（1）为验证猜想1，应选用序号为 　 　两组实验进行对比分析。
（2）实验结论：小球往返一次所用的时间与　 　有关，与 　 　和
　 　 无关。
参考答案及解析
自主学习
1.提出问题；爱因斯坦
2.猜想；发现
3.摆线长短；慢；无关
4.猜想与假设、设计实验与制定方案、分析与论证
合作探究
【合作探究】
1.控制变量法
2.D
3.如下表所示：
当堂检测
1.猜想与假设、获取与处理信息
2.D。
【解析】科学探究的七个环节：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数权据、分析与论证、评估、交流与合作。伽利略因发现教堂房顶吊着的大灯来回地摇摆而想：吊灯的摆动有什么特点和规律呢？这属于我们科学探究提出问题的环节。
3.B。
【解析】小明看到神舟十二号奔向太空的场景，他对爸爸说：火箭点火后底部产生大量的白气可能是泡沫。他这种说法属于猜想与假设。
4.A。
【解析】A.科学探究实验完成后要反思与评价、表达与交流，故A正确；
B.探究的一般过程，并不是所有的问题都一次探究得到正确的结论，所以应是不断地发现并提出问题，故B错误；
C.科学探究的过程是提出问题后要大胆地猜想与假设，故C错误；
D.科学探究的过程中经过提出问题后，要大胆猜想与假设，再制定周密的实验计划进行实验，故D错误。
5.B。
【解析】当你感觉浑身疼痛且发冷时，你用体温计测量体温，这样做的目的是获取事实与证据。
6.C。
【解析】在研究“让变扁的乒乓球复原的方法”的实验中，小明同学把变扁的乒乓球放入热水中，乒乓球复原了。这个环节属于科学探究中的进行实验与收集证据。
7.C。
【解析】小明在室内看到暖瓶打开盖后，不冒白气，小明猜想可能是暖瓶不保温，所以倒了一碗尝尝发现烫，这个环节属于科学探究中的进行实验与搜集证据这个环节。故选C。
8.B。
【解析】正确的结论是经得住实践检验的。如何减小实验结果的偶然性，提高实验的准确性：控制实验只有一个变量，设置对照实验，多次实验，重复实验，反复探索，不断改进探究方法。因此，选项B符合题意。
9.C。
【解析】A.探究是对发现的问题的探究，所以发现问题并提出问题是一切探究活动的基础，所以A正确；
B.我们提出的问题是对自然现象中所发现的一些未知的思考，所以为了对其进行探究，我们得在实验室中重现这些现象并加以控制进行探究。所以B正确；
C.我们通过实验得出的数据是在合理控制一些因素的前提下得出的，这样的控制可以避免偶然因素对实验结果的影响，所以C错误；
D.一个人分析数据可以得出结论，但这种做法局限性很大，可能会忽略一些条件，得出不完整甚至错误的结论，所以我们应集体讨论，查漏补缺，这样得出的结论才更加合理、正确，所以D正确。
10.B。
11.B。
【解析】要探究摆动快慢与摆长的关系，应控制摆球质量、摆动的幅度相同，改变摆线的长度，故B正确。
12.C。
【解析】科学探究过程一般要经历的主要环节是提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作，他打算“先测出自己1min内脉搏跳动的次数，然后计算出脉搏跳动一次的时间”，这一过程属于科学探究过程中的“设计实验与制订计划”，只有C正确。
13.B。
【解析】在实验中，如果实验数据不同时，应该对自己或别人的数据提出质疑。并且检查自己的实验方案是否合理，实验过程是否出现错误。
在实验中，老师的数据也并不是绝对正确的。要经过细心的思考和检查，再次进行严格的实验。
14.D。
【解析】在比较不同品牌湿纸巾的韧性时，要获得最可信的结果，应采用的方案是用不同种品牌的湿纸巾提重物，看看最多能提起多重的物体，ABC的判断方法都带有很强大主观性，故ABC错误，D正确。
15.C。
【解析】撕开袋口的力可能与袋的材料、厚度及袋口的形状等因素有关，为验证猜袋口做成“锯齿”形状可减小撕开时用力的大小，要控制使用同一种材料的袋口（则厚度也相同），只改变袋口的形状（“平边”状和“锯齿“状），比较在“锯齿”状位置和平边位置撕开时所用力的大小，故只有C正确。
16.D。
【解析】A.由图表数据分析可知，干细沙子表面温度高，越往深处，温度越低，故A正确；
B.干细沙的表面温度26℃，6厘米深处20℃，而湿泥土的表面温度24℃，湿泥土6厘米处温度21℃，所以干细沙随深度降温比湿土快，故B正确；
C.湿泥土表面的温度是24℃，干细沙表面的温度是26℃，说明表面的湿泥土温度比干细沙的温度低，故C正确；
D.干细沙子6厘米深处20℃，而湿泥土6厘米处温度21℃，干细沙温度总比湿泥土的温度高说法错误，故D错误。
17.C。
【解析】A.由表格中的信息可知，各个人的升高或脚长的分度值为cm，测量比较精确，故测量工具应该是刻度尺，故A正确；
B.由表格中的信息可知，身高与脚长之比分别为：7.36，7.35，6.88，7.04，6.81，6.88，比值均在7左右，故B正确；
C.由表格中的信息可知，身高与脚长之比并不是固定的，只是大体的一个数值，故脚长为22.5厘米的同学身高不一定是157.5厘米，故C错误；
D.实验中，为了获得普遍规律，应多次测量，而小明的测量次数较少，且局限于家庭内部，故其结果不具有代表性，故D正确。
18.B。
【解析】“交流合作”环节是探究活动中不可缺少的部分，学生通过“交流合作”环节，对探究过程进行再认识，从而发现问题，提出疑问，解决问题，也能做到资源共享，应大力提倡。故B正确。
19.①B、C；②下落高度、地面材料；球的型号；③控制变量法。
【解析】（1）要验证猜想2，即篮球反弹的高度与下落高度的关系就要保证下落高度和地面材料相同而篮球型号不同，2和3符合题意；
（2）通过分析1和2可知，在篮球型号、下落高度一定时，地面材料不同，篮球的反弹高度是不同的；
通过分析2和3可知，在篮球型号、地面材料一定时，下落高度越大，篮球的反弹高度越大；
通过分析1和4可知，在地面材料、下落高度一定时，篮球型号不同，篮球的反弹高度是相同的。
20.（1）2、4；（2）绳长；小球的质量；小球摆动距中心线的最大距离。
【解析】（1）要验证摆动一次的时间与质量的关系，应控制绳长、小球摆动距中心线的最大距离不变，由表中实验数据可知，实验序号为2、4的实验符合实验要求；
（2）分析表中实验数据可知：小球往返摆动一次所用的时间与绳长有关，与小球的质量、小球摆动距中心线的最大距离无关。
我的收获

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