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第1章 科学入门
第3节 科学观察
学习目标
1.认识科学观察是科学研究的重要方法，有计划的细致观察是观察的基础。
2.知道要排除环境对科学观察的影响，消除感官的错觉。
3.知道通过仪器来拓展观察力是科学研究的重要方法。
4.了解科学家是怎样通过观察与实验进行科学研究的。
5.学会观察结果的记录与数据整理，能从数据中获得有用信息。
知识点1 用心观察
1.观察
（1）观察是一种有目的、有计划、比较持久的认识活动，也是人类用多种感官去认识客观事物的一种活动。
①观察要有序；②观察要有目的和计划；③观察要认真细致；④观察要能启发想象
（2）观察是重要的科学研究方法，也是学习科学的重要方式。许多科学知识需要经过仔细、准确的观察和实验，并通过认真、严密的论证后，才能总结出来。
你知道吗
错觉
错觉是人们观察物体时，由于物体受到形、光、色的干扰，加上人们的生理、心理原因而误认物象，会产生与实际不符的判断性的视觉误差。例如，图甲中两条横线是相互平行的直线，但是感觉上不像直线；图乙中是同心圆而不是螺旋，但感觉上是螺旋。
2.教材第13页活动：观察指纹
观察步骤 现象
先用肉眼仔细观察自己十根手指的指纹，比较指纹的纹路是否相同 不同手指的指纹纹路不同
再用放大镜观察一个手指的指纹，与肉眼直接观察相比较 用放大镜观察到的指纹更大，更清晰
将自己右手食指的指纹用印泥清晰地印在白纸上，并将其与同学的指纹比较 不同的人指纹不同
结论：同一个人手指的指纹不同，不同的人指纹不同，通过放大镜观察到的指纹更大、更清晰。
3.借助仪器观察
（1）在很多情况下，单凭我们的感官进行观察不能对事物做出可靠的判断。因此，我们经常要借助于一些仪器和工具来帮助我们做出准确的判断。
（2）科学观察是通过精密计划或研究后进行的。例如，1845年，剑桥大学学生亚当斯和法国科学家勒威耶通过对太阳系中天王星轨道的数学计算，预言了天王星外有一颗新行星存在，这就是海王星的发现历程。因此，海王星又被称为“笔尖上发现的行星”。
拓展培优
观察的分类
观察的步骤——“一看、二找、三定”
一看，就是要学会看现象。
二找，就是在反复观察大量现象的基础上找规律，也就是找观察到的现象的共同点，这是观察现象的结果。
三定，就是确定条件，因为任何规律的成立都是有条件的，所以在总结规律时，一定要考虑它在什么条件下成立。
典例1 下列活动不属于观察的是( )
A.用体温计测量一位学生的体温
B.仔细地观察蜗牛的活动
C.一位学生在校园里漫无目的地东张西望
D.用停表测量某同学跑100米的时间
C
[解析] 观察是一种有目的、有计划、比较持久的认识活动。仔细观察蜗牛的活动属于直接观察；测量体温和测量时间借助了仪器，属于间接观察；在校园里漫无目的地东张西望，是一种无目的、无计划的行为，不属于观察。
知识点2 拓展观察力
原因 人体器官有局限性，运用感觉器官直接观察不能对事物做出可靠而准确的判断
目的 扩大观察的内容和范围，提高观察的精度
方法 借助一些仪器和工具。如刻度尺、量筒、天平、显微镜、望远镜等
实例 用电子显微镜可以观察到叶绿体、用天文望远镜可以观测遥远的星系、用频闪照相机可以拍摄物体运动时的照片等
典例2 不借助仪器凭眼睛观察有一定的局限性，下列有关观察的说法不正确的是
( )
A.用显微镜可提高观察精度 B.借助工具观察可矫正一些错觉
C.用放大镜观察到的指纹更清晰 D.使用工具得到的观察结果肯定正确
D
[解析] 使用工具能够扩大观察的范围与内容，提高观察的精度，但观察到的结果并不一定都正确。
知识点3 观察结果的记录与整理
科学观察不仅要认真、仔细，还要有客观、有效、规范的记录。在任何一个观察活动中，都要及时记录与整理观察到的现象与数据，因为这往往是科学研究中十分重要的基础材料。
图形记录法
某地区气温和降水分布图
水的分布
利用图形记录，可以直观地通过对应的图像进行对比，视觉冲击强烈
典例3 小科同学借助于显微镜观察了三种不同生物的细胞，把观察结果绘制如下图。小科采用的记录方法是( )
A.文字描述法 B.表格记录法 C.图形记录法 D.以上都不是
C
知识点4 观察与实验
实验法是利用相关的仪器仪表和设计的装置通过对现象的观测，数据的采集、处理、分析后得出正确结论的一种方法。它是研究、探讨、验证科学规律的主要方法，也是科学家研究科学的主要途径。
1.正确进行实验
（1）认真操作：正确使用各种仪器、规范操作。
（2）仔细观察：观察实验现象发生的条件、实验现象的变化。
科学实验过程中会出现许多有趣的现象。例如，化学反应实验中会产生变色、爆炸、气泡、沉淀等现象
（3）如实记录：如实记录实验现象、所测数据，实验现象一般用文字描述，数据多用表格记录。
（4）注意安全：遵守实验室的规章制度，遵守操作规则，注意安全。
（5）为了避免实验的偶然性，总结出普遍的规律，需要进行反复观察和精确测量。
2.教材第16页活动：四种溶液的两两混合
实验目的 观察溶液混合后的变化
实验内容 （1）有A、B、C、D4种溶液，如图甲所示，各取30滴溶液分别滴入4支试管中，并在试管上标注相应溶液的字母，如图乙所示。观察并记录这4种溶液的颜色。
2.教材第16页活动：四种溶液的两两混合
实验内容 2）混合溶液：用滴管再取10滴B溶液滴入A溶液中，如图丙，振荡试管，观察并记录试管中溶液的变化；用上述相同的方法，将4种溶液相互混合，观察并记录其变化。
实验结论 两种溶液混合时会产生变色、气泡、沉淀等现象
3.教材第17页活动：鸡蛋的浮沉
实验器材 烧杯（用途：盛放药品）、药匙（用途：取少量 固体药品）、玻璃棒（用途：搅拌）、表面皿 （用途：暂时盛放固体或液体药品）等。如图所示 实验操作 （1）在烧杯内装入200毫升左右的清水，小心地将生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中 （2）取4药匙的食盐倒入清水中，用玻璃棒小心地搅拌，让食盐迅速溶解 （3）继续向盐水中加入2药匙的食盐，用玻璃棒小心地搅拌，让食盐迅速溶解 （4）当鸡蛋能漂浮在盐水的水面上时，继续向盐水中加入食盐
实验现象 鸡蛋在清水中是沉入杯底的； 鸡蛋在清水中的姿势是横卧的 鸡蛋在盐水中是沉入杯底的； 鸡蛋在盐水中的姿势是横卧的 鸡蛋在盐水中开始上浮； 鸡蛋在盐水中的姿势开始直立 当盐水的密度不断增大时，观察到鸡蛋露出水面部分的体积不断变大
实验结论 生鸡蛋的密度大于清水的密度，生鸡蛋放入清水中会下沉；生鸡蛋的密度小于饱和食盐水的密度，所以当食盐水的密度达到一定值时，鸡蛋会上浮，最终漂浮在水面上 续表
注意 若步骤（3）中鸡蛋仍沉在杯底，则继续加入食盐，每次向盐水中再加入1药匙的食盐，都要用玻璃棒小心搅拌，让食盐迅速溶解，观察鸡蛋在盐水中的状态。当鸡蛋刚好能直立在盐水中时，记下向水中加入了多少药匙的食盐；当鸡蛋刚好能漂浮在盐水的水面上时，记下一共向水中加入了多少药匙的食盐。
特别提醒
（1）搅拌时不要太用力，以免玻璃棒或容器（如烧杯等）破裂。
（2）搅拌时不要碰撞容器壁、容器底，不要发出响声。
（3）搅拌时要沿一个方向搅拌（顺时针、逆时针都可以）。
在实验时，我们要逐步学会正确使用各种仪器，仔细观察实验现象，正确记录、整理和分析实验数据，在对实验现象认真分析和判断的基础上，得出科学结论。
[答案] 实验一：用筷子敲击空水杯，然后将水杯注满水再次敲击，会发现两次听到的声音略有不同。实验二：往杯子里倒些水，把筷子斜放在水杯里，筷子看上去从水面处弯折了。（答案不唯一，合理即可）
典例4 小张在家中建立了家庭实验室，现有一个水杯、一张厚纸片、一支筷子和一些水，请你帮助他用现有器材设计两个有趣的实验。
题型1 借助工具的科学观察
典例5 “拓展观察力”是人类进行科学研究的重要手段。科学仪器作为人的感官的延长和补充，扩大了观察的内容和范围，并使观察走向精确化和定量化。下列科学实例中没有运用这种手段的是( )
A.用哈勃太空望远镜来观察遥远的天体
B.用显微镜来观察肉眼看不清的微小物体
C.用高速摄像机来研究运动极快、肉眼无法辨清的运动过程
D.用眼睛观察某种液体的颜色
D
[解析] 用眼睛观察某种液体的颜色属于直接观察，没有借助科学仪器。
方法点拨
科学仪器能扩大我们观察的内容和范围，提高我们的观察能力。解这类题的关键是看选项中的实例是否用到了科学仪器。
典例6 小明对学校的一窝蚂蚁做了三天的观察，记录离开蚁窝的蚂蚁数目，每次观察5分钟，其结果如下表所示。
时间 蚂蚁数目/只 第一天 第二天 第三天
8 1 9
27 4 26
98 17 110
101 21 118
104 27 107
66 15 60
4 2 7
题型2 观察结果的记录
分析表中数据，下列推论合理的是 ( )
A.第二天觅食活动旺盛 B.上午7：00前蚂蚁不活动
C. 蚂蚁活动频繁 D.蚂蚁上午的活动比下午的频繁
C
[解析] 从题表中数据可知，蚂蚁主要集中在 活动。
题型3 借助科学仪器,得出实验结果
典例7 有一个 形工件,如图所示。小明同学觉得上面一横 的长度小于下面一坚 的长度。你可以用什么仪器来检验他的结论是否正确 __________。你的检验结果是：________________________________________________________________。从以上的经历中,你能悟出什么道理 ______________________________________。
刻度尺
上面一横 的长度等于下面一竖 的长度肉眼观察存在局限性
要借助工具来帮助我们作出准确的判断

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