资源简介

一、科学家的探究
天花和牛痘的故事－－琴纳发现天花疫苗
为什么得过牛痘的女工不会患天花呢？【提出问题】
或许得过一次天花，人体就对天花产生了免疫力【建立假设】
取微量牛痘脓浆，接种到…【设计实验、收集证据、检验假设】
接种牛痘可以抵御天花【得出结论】
故事中的内容 体现探究方法
10世纪时中国人已发明了往人的鼻孔里吹痘痂粉的方法预防天花，但这种方法并不安全，有时会致人死亡。已经得过天花的人不会再次感染天花 提出问题
或许得过一次天花，人体就会对天花产生免疫力 提出猜想和假设
从牛身上采集牛痘脓浆，接种到人的身上，观察变化 制订探究方案
琴纳从一位挤奶女工的手上取出微量牛痘脓浆，接种到一个8岁男孩的手臂上。不久，种痘的地方长出痘疱，接着痘疱结痂脱落。一个多月后，琴纳在这个男孩手臂上再接种人类的天花痘浆，竟没有出现任何天花病症 获取事实与证据
牛痘接种到人的身上，可以产生对天花的免疫力 解释、检验与评价
人类从此获得了抵御天花的有效办法--种牛痘 表达与交流
二、科学探究的基本过程
我们一起来探究
脚印的长度与人的身高会有什么关系？
【知识拓展】
科学探究方法
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。
例1、有人说：“由于地球自转的原因，在南北半球，马桶下水的旋转方向不同。”小科为验证这个观点是否正确，以下做法属于获取证据的是( )
①相信这种说法 ②建立新的假设
③查找资料研究 ④亲自动手实验 ⑤向南半球的朋友求证
例2、某兴趣小组就“不同水质对蛙卵孵化的影响”进行了探究，其实验记录如下表：
你认为该实验设计的不妥之处是（ ）
水质 水量 水温 蛙卵数 孵出的蝌蚪数
A组 河水 500mL 23℃ 30个 28只
B组 蒸馏水 500mL 10℃ 30个 9只
A.不符合单一变量原则 B.水量过多 C.水温太高 D.水中没有水草
例3、为探究废电池对生物的影响，某生物兴趣小组做了如下
探究实验：
提出的问题：废电池对种子萌发有影响吗
实验器材：
大豆种子、废电池浸出液、清水、培养皿、滤纸纱布。
实验方案：
I.取相同的2个培养皿，编为1号和2号，底部垫上几层吸水纸。
II.向两个培养皿中分别放入大豆种子各20粒，在种子上面覆盖纱布，放在温暖处培养。
Ⅲ.每天向1号培养皿纱布上酒适量的电池浸出液，保持种子湿润，2号培养皿不做任何处理。
IV.观察大豆种子的萌发情况并做好记录。
实验结果：
10天后两组培养皿中的种子都没有萌发。
根据实验方案和结果，回答下列问题：
（1）你认为该实验中的变量是________该实验假设是________，
（2）设计2号实验的目的是________
（3）从实验设计和实验结果看，能否说明废电池浸出液对种子萌发有影响________
（4）想达到预期实验结果，必须对原实验方案进行修改，即每天向1号培养皿纱布上洒适量的电池浸出液的同时，还应向________号培养皿纱布上________
（5）大豆种子各20粒的原因是________.
例4、科学家琴纳在调查时发现，几乎家家都有天花的受害者。只有养牛场的挤奶女工（得过轻微天花）没有人再得天花。这是为什么呢？琴纳想：也许得过一次天花就会对天花产生免疫力。1796年5月，琴纳从一位挤奶女工的手中取出微量牛痘脓浆。接种到一个男孩儿的手臂上。一个多月后，琴纳在这个男孩子手臂上再接种人类的天花痘浆。竟没有出现任何天花病症。人类也从此获得了抵御天花的有效办法--种牛痘。
（1）“琴纳想，也许得过移植天花就会对天花产生免疫力”。这属于科学研究的________环节？
（2）现在“新冠病毒疫苗”的研制需要对病毒经过灭活处理，且必须经过前后3期的临床实验后方可推广使用。由此你认为琴纳的研究忽视了什么问题？________
1.课间，小科发现同桌趴在桌上，满脸通红。小王说他可能发烧了，提出用体温计测量。对于“提出用体温计测量”属于科学探究中的哪个环节（ ）
A.提出问题 B.建立假设 C.设计方案 D.收集证据
2.如表为家蚕卵孵化实验的记录，分析错误的是( )
组别 ① ② ③
蚕卵数(个) 100 100 100
培养温度(℃) 16 20 30
孵化出幼虫所需时间(天) 10 9 8
孵化率(%) 90 98 68
A.探究的问题是“温度对蚕卵的孵化有影响吗？”
B.控制蚕卵数相同符合单一变量原则
C.“孵化出幼虫所需要时间”和“孵化率”是实验结果
D.由表可知，家蚕卵孵化的最佳温度为16℃
3.小李在探究影响鱼呼吸速度(即鱼每分钟开闭鳃盖的次数)的因素时：
（1）请你写出小李的另一个猜测：
①鱼呼吸速度可能与水温有关；
②________ 。
（2）小李为研究水温对鱼呼吸速度的影响进行了如下实验：取五条相同的金鱼放在不同的水温下(其他条件相同)，测出每分钟鱼呼吸次数，请你分别写出测量水温和时间的仪器：________、________。
（3）小李在实验中得到的四组不同温度下呼吸速度如下表：
温度(摄氏度) 18 20 22 24
呼吸速度(次/分) 92 98 106 116
根据上表的数据，写出得出的结论：________。
4.为了研究光照对蚯蚓活动的影响，同学们给出了不同的猜想： 猜想一：光照对蚯蚓的活动没有影响。
猜想二：光照对蚯蚓的活动有影响，而且蚯蚓不喜欢强光照射。
小柯组：取一纸盒并在其底部均匀地铺上湿土，将纸盒的一半用黑纸盖住以遮光。在遮光和不遮光的交界处放一条蚯蚓，并将装置放在阳光下。
（1）如果猜想二成立，将观察到的现象是________。
（2）本实验存在明显不足，请写出一点：________。
（3）完善方案后进行实验，实验结果与猜想不符。对此， 该小组应采取的措施是 。
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.适当修改实验结果以保持与原有假设一致
D.不管实验结果，直接根据假设得出结论
5.下面是某同学在探究“蚂蚁是否喜欢甜食”的实验设计。
材料用具：一截劈开的竹筒（长15 cm）、一只蚂蚁、一杯浓糖水、一杯清水、一个放大镜、两支滴管。
实验步骤：
①在竹筒的两端，分别用两支滴管各滴上一滴浓糖水和一滴清水，将一只蚂蚁等距离放在两滴水之间（如图）。
②用放大镜观察蚂蚁的觅食行为。
请根据以上实验设计回答下列问题：
（1）本实验的假设是 。
（2）本实验的变量是 。
（3）对实验结果的预测和分析：
预测一：若实验结果是蚂蚁爬向清水一端或停留在原处不动或不定向爬动，则不能说明蚂蚁喜欢甜食。
预测二：若实验结果是蚂蚁爬向浓糖水一端取食，则说明 。
（4）.本实验设计的不足之处是 。
1.有蚂蚁和草莓两种生物，如果蚂蚁会爬到草莓的根上，并据此探究蚂蚁和草莓之间的关系。探究过程的第一步应该是（ ）
A. 观察蚂蚁在草莓上的行为 B. 作出蚂蚁吃草莓根的假设
C. 提出蚂蚁是否吃草莓的问题 D. 记录蚂蚁是否吃草莓根情况
2.如图，将细菌放在固体培养基上培养，它会繁殖形成菌落，抗生素能杀灭细菌。某实验小组想检测A、B两种抗生素的杀菌作用。下列实验方案中最合理的是( )
B.
C. D.
3.在练习掷实心球时，小嘉发现每次虽然用最大的力量掷实心球，可是实心球抛出距离并不一样，小嘉猜想可能是实心球脱离手时的方向不相同导致的，请对以上现象提出一个具有探究价值和易于探究的科学问题（ ）
A.做抛物运动的物体抛出点与落地间的水平距离与抛出角度是否有关
B.投实心球时抛出点与落地间的水平距离与初速度是否有关
C.做抛物运动时物体抛出点与落地间的水平距离跟力的大小是否有关
D.投实心球时抛出点与落地间的水平距离与哪些因素有关
4.某校科学小组的同学观察发现：蚂蚁常常会取食饼干之类的含糖食物，但从来没有看到它们吃酸味、辣味的食物。他们想知道蚂蚁是否吃辣的东西，于是设计了以下实验。
材料用具：蚂蚁数只，纸盒一个，滴管两支，消毒棉花团若干，浓辣椒汁、清水各一份。
实验步骤：
a. 取两小块相同的棉花团，分别滴入等量浓辣椒汁和清水，放置在纸盒的一侧。
b. 将数只蚂蚁饿饲后（不喂水和其他食物），放在纸盒的另一侧。
请根据实验设计回答下列问题：
（1）滴入清水的一组起________作用，选用数只蚂蚁而不是一只蚂蚁来做实验的目的是________。
（2）重复几次后，若加辣椒水棉花团周围都几乎没有蚂蚁，则说明________。
（3）像蚂蚁一样属于昆虫的动物很多，请举出其中一例，如________。
5.在柿子成熟的季节里，果农们在柿子还未完全成熟的时候就进行了采摘，怎样才能使柿子早点成熟呢？小西同学做了下面的实验，并对实验结果做了记录。
他选了30只大小接近、成熟度相近的同种柿子，分三组，每组10个，分别放在三个相同的纸箱中，往第一个纸箱中另加了2个成熟的苹果；第二个纸箱放在温度稍高的地方；第三个纸箱只放10个柿子，放在与第一个纸箱相同的地方。观察柿子的颜色和软硬来比较是否成熟。实验结果如下表所示：
组别 操作方法 达到成熟所需时间
第一组 另加2个成熟苹果 7天左右
第二组 温度稍高 10天左右
第三组 不作处理 将近22天
（1）小西同学探究的问题是 。
（2）实验中，第三组的作用是 。
（3）请你帮助小西分析实验结果，得出实验结论： 。
答案及解析
例1、【答案】D
【解析】实验研究也称为实验性研究，是收集直接数据的一种方法。
①相信这种说法，对结论的认可，不是获取证据；故 ① 错误；
②建立新的假设，不是获取证据，而是建立假设；故 ②错误；
③查找资料研究，属于获取证据的过程；故 ③正确；
④亲自动手实验，属于获取证据的过程；故 ④正确；
⑤向南半球的朋友求证，属于获取证据的过程；故 ⑤正确；
例2、【答案】A
【解析】探究实验要设置实验组和对照组，两组只能存在一个变量；这样两组所出现不同的实验现象，才能说明是由这一环境因素引起的。单一变量原则就是在两组对照实验中只保留一个变量，这个变量也就是你所要探究的因素。
该兴趣小组就“不同水质对蛙卵孵化的影响”进行探究，但实验变量除了水质外，还有水温不同，出现了两个变量，不符合单一变量原则，A符合题意。
例3、【答案】（1）废电池浸出液的有无；废电池浸出液会降低（提高）种子萌发率
（2）对照作用
（3）不能，种子都没有萌发无法判断是否有影响。
（4）2；等量的清水
（5）排除实验的偶然性，使结论具有普遍意义。
【解析】探究的一般过程是从发现问题、提出问题开始的，发现问题后，根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案做出假设，设计探究的方案，包括选择材料、设计方法步骤等。按照探究方案进行探究，得到结果，再分析所得的结果与假设是否相符，从而得出结论。
【解答】(1)在探究实验中作假设时，我们要根据已有的经验和知识，作出科学的假设，本题可假设：废电池对种子萌发有影响(或废电池对种子萌发没有影响)。在设计实验过程中，一组加入废电池浸出液，另一组加入等量的清水，所以变量就是废电池浸出液的有无。该实验假设是废电池浸出液会降低（提高）种子萌发率。
(2)探究实验中要设置对照组，只有通过对比才能得出科学的结论，2号实验的目的就是做对照，探究实验中要控制变量的唯一，除了变量不一样，其它条件要都一样，且都是适宜条件。
(3)从实验设计和实验结果看，不能说明废电池浸出液对种子萌发有影响， 种子都没有萌发无法判断是否有影响。
(4)想达到预期实验结果，必须对原实验方案进行修改，即每天向1号培养皿纱布上洒适量的电池浸出液的同时，还应向2号培养血纱布上 洒等量的清水。
(5)大豆种子各20粒的原因是用多颗种子防止实验的偶然性，使结论具有普遍意义。
例4、【答案】（1）猜想（2）接种疫苗的安全性问题。
【解析】（1）题干叙述过程中，属于抗原的是抗体，病毒进入人体后，淋巴细胞产生抵抗该病毒的天花病毒。所以患过天花的人不会再患天花，它的免疫过程属于特异性免疫。
（2）实验探究的基本环节是：提出问题-作出假设-制定计划-实施计划-表达交流。
【解答】（1）“琴纳想，也许得过移植天花就会对天花产生免疫力”，这属于科学研究的猜想环节。
（2）一个是人数太少，可能会有偶然性。还有一个是琴纳在一个多月之后就开始接种人类天花，应该在两年之后还要再做一次实验，提高疫苗的安全性。
1.【答案】C
【解析】科学探究是指人们通过一定的过程和方法对客观事物和现象进行探索、 质疑和研究。提出用体温计测量体温，属于科学探究中的设计方案环节；
2.【答案】D
【解析】科学探究包括提出问题，作出假设，设计实验方案，实施实验方案，得出结论。
该探究实验将研究对象蚕卵分成三组，每组都有蚕卵100个，可它们培养的温度并不相同，因此探究的问题是“温度对蚕卵的孵化有影响吗？”实验结果表明。三组蚕卵孵化所用的时间不同，孵化率也不同。而处于20℃下的②组孵化率最高，说明家蚕卵孵化的最佳温度为20℃，D符合题意。
3.【答案】（1）鱼呼吸速度可能与水中含氧量有关
（2）温度计；秒表
（3）温度越高，鱼的呼吸速率越快
【解析】鱼类必须生活在水中，用鳃呼吸。当水由口流入后经鳃盖后缘流出，水中的氧气将进入到鳃丝中的毛细血管。
（1）鱼呼吸速度即开闭鳃盖的次数可能与水温、水中含氧量等因素有关。
（2）进行探究实验时，测量水温用温度计，测量时间用秒表。
（3）根据表中数据，可以得出结论：温度越高，鱼的呼吸速率越快。
4.【答案】（1）蚯蚓向遮光一侧移动
（2）只有一条蚯蚓，实验存在偶然性/未进行多次实验（合理即可）
（3）B
【解析】控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。
【解答】（1） 猜想二是光照对蚯蚓的活动有影响，而且蚯蚓不喜欢强光照射，所以猜想二成立时，观察到的是蚯蚓会向遮光一侧移动；
（2）实验过程中只使用了一条蚯蚓，实验对象太少，存在偶然性，并且该实验只做了一次，没有重复多次实验；
（3）AC、对于实验过程中观察到的现象和实验结论都要尊重事实，不能修改和放弃；故AC错误；
B、当实验结果与猜想不符时，要通过查找资料，重新作出假设设计实验；故B正确；
D、结论必须以实验结果为基础；故D错误；
5.【答案】 （1）蚂蚁可能喜欢甜食（2）是否含有糖（3）蚂蚁喜欢甜食（4）蚂蚁数量太少
【解析】实验探究的一般过程包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流。
【解答】（1）科学探究的三个要素是明确目标，实验的过程，结果，从发现问题和提出问题开始，该实验探究蚂蚁可能喜欢甜食；（2）提出的假设是：蚂蚁可能喜欢甜食，所以实验的变量是 是否含有糖 ；
（3） 若实验结果是蚂蚁爬向浓糖水一端取食 ，根据生物具有趋向有利刺激，逃避不利刺激的特性，说明 蚂蚁喜欢甜食 ；
（4）探究实验，如果实验的对象过少，会使实验结论具有偶然性，不能得出普遍的规律，所以 本实验设计的不足之处是。蚂蚁数量太少
故答案为：(1) 蚂蚁可能喜欢甜食 (2) 是否含有糖 (3) 蚂蚁喜欢甜食 (4) 蚂蚁数量太少
1.【答案】 C
【解析】科学探究的一般过程：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。
【解答】蚂蚁会爬到草莓的根上，那么对此提出疑问，蚂蚁为什么会爬到草莓的根上，是否因为蚂蚁吃草莓？C符合题意。
故答案为：C
2.【答案】 C
【解析】（1）当设计多个因素影响的研究方案时，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，这种研究方法叫控制变量法。
（2）对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力。一般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组。没有处理是的就是对照组。
（3）该目的是检验两种抗生素的杀菌作用，设计实验时，应遵循对照原则，即设计只有细菌的空白对照组，与含有抗生素的实验组进行对比分析；还应遵循单一变量原则，如抗生素的有无或抗生素的种类。
【解答】A、缺少不含抗生素，只有细菌的对照实验，不符合要求。
B、对照组应该是含有细菌而不是无细菌，不符合要求。
C、是不含抗生素，只有细菌的对照实验，符合要求。
D、该目的是检验两种抗生素的杀菌作用，对照组中一定要有细菌，不符合要求。
故答案为：C
3.【答案】A
【解析】由题意，每次虽然用最大的力量掷实心球，可是实心球抛出距离并不一样，本题研究实心球抛出距离与实心球脱离手时的方向的关系，故提出一个具有探究价值和易于探究的科学问题是：做抛物运动的物体抛出点与落地间的水平距离与抛出角度是否有关，A符合题意。
4.【答案】（1）对照；避免实验偶然性
（2）蚂蚁不吃辣的东西
（3）蝗虫
【解析】本实验采用对照实验的方法探究蚂蚁对食物的选取情况，对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验，根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力，一般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组，没有处理是的就是对照组。
【解答】（1）滴入清水的一组起对照作用，选用数只蚂蚁而不是一只蚂蚁来做实验的目的是避免实验偶然性。
（2）重复几次后，若加辣椒水棉花团周围都几乎没有蚂蚁，则说明蚂蚁不吃辣的东西。
（3）像蚂蚁一样属于昆虫的动物很多，请举出其中一例，如蝗虫。
5.【答案】 （1）怎样才能使柿子早点成熟呢(或影响柿子成熟快慢的因素)（2）作为对照
（3）升高温度和加成熟苹果都能够使柿子更快成熟
【解析】对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其他条件都相同的实验。
【解答】（1）分成了不同的小组，处于不同情况的柿子，作比较就是探究小西同学探究能使柿子早点成熟的因素。
（2）实验中，第三组的作用是作为对照。
（3）根据表格信息可知，升高温度和加成熟苹果的柿子成熟时间更早，因此升高温度和加成熟苹果都能够使柿子更快成熟。
故答案为：（1）怎样才能使柿子早点成熟呢(或影响柿子成熟快慢的因素)（2）作为对照（3）升高温度和加成熟苹果都能够使柿子更快成熟
2022-2023学年上学期浙教版科学七年级“冲刺重高”讲义（六）
科学探究

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