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第3节 像科学家那样探究
浙教版 七年级上
创设情境
你知道他们及其科学发现吗
科学家 所获的成果 科学家 所获的成果
牛顿 达尔文
哥白尼 居里夫人
瓦特 爱因斯坦
发现了“万有引力”
创立了“日心说”
发明了“蒸汽机”
创立了“生物进化论”
发现了“镭和钋”
创立“相对论”
科学家是怎样进行研究的？
2016年，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射，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。
探究实践
在日常生活中，我们经常利用科学探究解决实际问题。
例如，对手持小电扇不会转动的原因进行探究。
你一定想知道电扇不转动的原因，你思考或探究过程是怎样的？
观察：手持小电扇不会转动了。
提问：手持小电扇为什么不转动了？
假设：可能是电池没电了。
预测：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。
探究实践
实验：对手持小电扇充电或换上新的电池。
充电或换上新的电池试试
验证：手持小电扇正常转动起来了。
结论：假设正确，手持小电扇没电了！
探究实践
若换上电池或充电后，手持小电扇还是不会转动，则说明前面的假设不正确，接下来你会怎么想？怎么做？
应该重新提出假设，如可能是导线断了、可能是电动机坏了……，然后再进行预测和实验，直到找到原因，然后采取相应的措施。
上述探究过程中，经历的步骤：
观察
提问
假设
实验检验
预测
观察
提问
假设
实验检验
预测
不支持假设，
修改或提出新假设
继续探索
探究实践
在探究问题时，我们一般会先假设几种可能的原因。
假设1
预测
实验检验
继续探索
对每一种原因可能产生的结果进行探究，直到找到真正的原因，发现规律。
假设3
假设2
实验检验
预测
探究实践
科学探究是获得科学知识的一种基本方式。
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。
科学家为了探究科学真谛做出了艰辛的努力。下面是我国科学家一次成功的探究活动——发现青蒿素。
探究实践
屠呦呦团队发现青蒿素的历程：
提出问题
20世纪，疟疾肆虐，夺去了无数人的生命。疟疾的治疗一直困扰着人类，为治疗疟疾，科学家们不约而同地提出一个共同问题：如何找到治疗疟疾的有效药物？
建立假设
1969年，屠呦呦担任我国抗疟疾药物研究项目的组长。她翻阅古籍，寻找方药，经过两年的研究、筛选，受我国古代药典《肘后备急方·治寒热诸疟方》的启发，提出猜想：青蒿对疟疾的治疗有重要价值。
探究实践
制订计划，进行实验
屠呦呦从《肘后备急方·治寒热诸疟方》的记载“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”中得到启发：为什么这与中药常用的高温煎熬法不同？原来古人用的是青蒿鲜汁！这两者的差别是温度。她决定用沸点只有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。在经过190次失败后，屠呦呦团队终于提取出青蒿中的有关物质。
分析证据，得出结论
1971年10月，屠呦呦在实验室观察这种青蒿提取物对疟原虫的抑制作用时，发现其对疟疾抑制率达到100%。1972年，屠呦呦团队成功分离并结晶出青蒿素，在接下来的临床试验中得出，青蒿素对疟疾有极高的抑制率，从而找到了战胜疟疾的有效方法。
探究实践
表达与交流
科研人员开启了测定青蒿素分子结构的工作，确定了青蒿素的分子结构。1986年，青蒿素获得新药证书。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。青蒿素问世以来，使数百万人逃离了疟疾的魔掌。
探究实践
2015年10月，我国科学家屠呦呦因开
创性地从中草药中分离出青蒿素并应用于疟疾的治疗而获得诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔奖评选委员会的颁奖词中写道:“屠呦呦发现了青蒿素，这种药物有效降低了疟疾患者的死亡率”“对全球的影响及对人类福祉的改善是无法估量的”。
好奇心和兴趣是科学研究的驱动力。青蒿素的研发历程显示，对国家使命的高度责任感与担当也是一种驱动力。
我国科学家屠呦呦在诺贝尔生理学或医学奖颁奖现场
探究实践
思考与讨论
1.根据青蒿素的发现历程，你认为科学探究经历了哪些环节？
提出问题→建立假设→制订计划，进行实验→分析证据，得出结论→表达与交流
2.发现青蒿素，是我国科研人员在没有先进实验设备的艰苦科研条件下取得成功的范例。对此，你有什么感想？
即使科研条件很艰苦，我国的科学家们，没有条件，创造条件也会将研究进行下去，这就是一种责任心，一份担当，这更是科学探究的所需要的精神和毅力。
探究实践
开展科学研究的步骤：
1.首先要发现和提出问题；
2.通过思考建立猜想或假设：
①针对所要探究的问题建立假设；
②结合已有经验、科学知识建立假设；
③根据已掌握的有关问题的信息建立假设。
3.制订探究的计划：针对要探究的问题。
4.进行实验与搜集证据：
观察、实验等途径获取事实或证据。
5.得出结论：
通过分析证据后得出结论。
6.表达与交流：
以书面报告、论文等形式表达，讨论和交流探究的过程与结果。
探究实践
科学家在探索自然规律时进行科学探究，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！
警察常根据脚印的长度来推断犯罪嫌疑人的身高；考古学家也会根据古代人脚印的长度来推测古代人的身高。
身高与脚印的长度之间存在什么样关系？
探究实践
探索活动
1.提出问题：
人脚印的长度与身高有什么关系？
探究人的身高与脚印长度的关系
2.建立假设：
人脚印的长度与身高可能存在着一定的比例关系;
脚印与身高成正比。
根据已有经验和知识建立假设：警察常根据脚印的长度来推断罪犯身高。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。
3.制订计划:
建立假设后，需要设计方案来检验这个假设。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
选择不同人群，用刻度尺分别测出人的身高对应的脚印长度。
探究实践
4. 收集事实证据:
收集证据需要记录，表格和图像是很好的记录方式。将你获得的数据填在下表中。
同学 A B C D E F G H
脚印长度/cm
身高/cm
脚印长和身高记录表
21.5
147
22.5
155
23.8
162
26
178
22
150
23.5
160
24
165
24.9
170
探究实践
脚印长度（厘米）
身高（厘米）
140
150
160
170
180
190
200
210
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
图像记录
探究实践
5.分析证据并得出结论：
根据搜集的证据，你得出了什么结论？你的假设是否正确？
身高与脚印的长度确实存在着一定的倍数关系，身高约是脚印长的7倍。
数据处理：
求出脚印长度与身高的比值，约为1:7。
得出结论：
这个结论支持自己的假设。
探究实践
脚印长度（厘米）
身高（厘米）
140
150
160
170
180
190
200
210
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
图像记录
人的身高跟脚印长成正比。身高大约是脚印长的 7倍。
探究实践
6.交流与评价:
把你探究的结果与其他同学交流，你有什么收获和感想？
科学探究并不神秘，它存在我们的日常生活之中，只要我们学会观察，善于质疑，勤思考多动手，就一定会有更多的收获和创造。
用科学结论可以解决实际问题，如由人的脚印长可推测身高。
迁移应用
科学研究需要获取事实与证据，以便做出可靠的判断。
例如，同学发烧了，是什么原因呢？是受凉了，还是身体某处有炎症？……医生会测体温，用听诊器听诊，化验血、尿或大便等。
医生综合这些信息后就可判断该同学发烧的原因。
当然，我们能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。
搜集证据
提出问题
建立假设
分析证据
得出结论
对照实验方案设计过程中，运用控制变量法，设置实验组与对照组，使实验组与对照组中的变量唯一。
迁移应用
2.到商店购买乒乓球时，陈明同学总要将几只乒乓球从选定的位置放手，观察乒乓球反弹的高度，选择反弹较高的乒乓球。陈明的行为类似于科学探究中的（ ）
A. 发现并提出问题 B. 做出猜想和假设
C. 观察、实验收集证据 D. 交流合作、评价证据
C
1.学会科学探究是为了---（ ）
A．培养分析问题、解决问题的能力 B．当科学家
C．提高解题能力，得到好成绩 D．提高智商
A
迁移应用
3.小明种了一些绿植，有一次他发现一盆郁金香，过去一直开红色花，现在却开出了紫色的花，母亲认为可能是土壤中缺水引起的，但小明经过一段时间连续补充水分后，还是开紫色的花。实验结果与原来的假说不符合，此时小明最好的处理方法是---（　　）
A．修改假说，重新实验
B．实验不成功，停止探究
C．修改结果，使之与假说相符
D．修改实验过程，使之与假说相符
A
迁移应用
4.市场上的防晒霜都宣称可以防晒。暑假期间，某学校学生外出徒步旅行，准备借此机会做一个关于某品牌防晒霜的实验，看它是否有效。其中四位同学的实验方案如下表：
你认为最合理的实验方案是( )
A. 小玲 B. 小敏 C. 小英 D. 小红
B
板书设计
第3节 像科学家那样探究
谢谢
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第3节 像科学家那样探究
【教学目标】
1.科学观念：知道科学探究的重要性；了解和认识科学探究的基本步骤；会对简单的科学问题进行科学探究；
2.科学思维：探究中，体会科学探究与生活中的探究在本质上的相似性；
3.探究实践：通过对“手持小电扇不会转动的原因”、“人的身高和脚印长度的关系”等的探究，实施简单的科学探究活动，了解科学探究的基本步骤；
4.态度责任：从科学家的探究案例中，体会科学探究的一般步骤和基本方法。
【教材分析】科学探究是贯穿于整个科学教学的一条主线，本节内容放在第一章的最后一节教学，目的是在前几节“有形”测量的基础上，向综合、开放的探究过程拓展，形成科学探究的整体思路。本节通过介绍科学家成功的探究活动和生活中的具体探究实例来展开科学探究的过程和方法，并让学生尝试初步运用科学探究的方法来解决生活中两个实际问题。通过学习使学生知道科学探究的一般过程，为后续的学习和探究活动提供较为系统的探究思路。所以本节内容具有比较重要的作用和地位。
而七年级学生抽象理性思维能力较弱，容易形成科学“遥不可及”的前印象，不利于激发探究的兴趣，但却对科学探究充满了神秘感及向往。通过学习科学家的探究事例，让学生学习探究的过程，使学生充分体会到科学就在我们身边，只要细心观察思考，自己也可以参与科学探究活动并取得成功。
【教学思路】生活中的探究→科学家的探究→探究身高与脚印长的关系→归纳科学探究的环节。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 你知道他们及其科学发现吗 科学家所获的成果科学家所获的成果牛顿达尔文哥白尼居里夫人瓦特爱因斯坦
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？ 引入新课。
一、生活中的探究 生活中，我们经常地遇到一些现象，然后我们也会自行利用科学探究来解决实际问题； 例如，你的手持小电扇不会转动了。你一定想知道电扇不转动的原因，你思考或探究过程是怎样的？ 提出问题：手持小电扇为什么 不转动了？ 作出假设：可能是电池没电了。 作出预测：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。 实验：对手持小电扇充电或换上新的电池。 验证：按一下小电扇的开关，结果手持小电扇正常转动起来了。 这就是一个生活中科学探究的实例。 1、上述探究过程中，经历了哪些环节和步骤？ 2、若换上电池或充电后，手持小电扇还是不会转动，接下来你会怎么想？怎么做？ 若换上电池或充电后，手持小电扇还是不会转动，则说明前面的假设不正确，应该重新提出假设，如可能是导线断了、可能是电动机坏了……，然后再进行预测和实验，直到找到原因，然后采取相应的措施。 在探究问题时，我们一般会先假设几种可能的原因。 对每一种原因可能产生的结果进行探究，直到找到真正的原因，发现规律。 一些学生手中也有手持小电扇，从小电扇不转动入手，展示生活中的科学探究，可增加学生的兴趣
科学家的探究 1、科学探究： 科学探究是获得科学知识的一种基本方式。它是一个不断地发现问题，通过多种途径寻求证据，运用创造性思维解决问题，并通过评价与交流达成共识的过程。 科学为了探究科学真谛做出了艰辛的努力。如，“发现青蒿素并应用于治疗疟疾的研究”就是一次成功的科学探究活动。 2、屠呦呦团队发现青蒿素的历程： 讨论交流： 1）根据青蒿素的发现历程，你认为科学探究经历了哪些环节？ 参考：提出科学问题→建立假设→制订计划、进行实验→分析证据、得出结论→解释表达和交流 2）发现青蒿素，是我国科研人员在没有先进实验设备的艰苦科研条件下取得成功的范例。对此，你有什么感想？ 参考：即使科研条件很艰苦，我国的科学家们，没有条件，创造条件也会将研究进行下去，这就是一种责任心，一份担当，这更是科学探究的所需要的精神和毅力。 好奇心和兴趣是科学研究的驱动力，保持对科学探究的好奇心和兴趣。 3、科学探究的一般过程和步骤： ①提出科学问题； ②建立猜想与假设； ③制订计划和方案； ④进行实验与搜集证据； ⑤分析证据； ⑥得出结论； ⑦解释、表达和交流。 　 以青蒿素的发现为平台，让学生认识到科学探究的过程 从而归纳、提炼出科学探究的一般步骤与环节
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。 警察和考古学家的研究：警察常根据脚印的长度来推断狡黠嫌疑人的身高；考古学家也会根据古代人脚印的长度来推测古代人的身高。 探究实践：探究人的身高与脚印长度的关系 （1）提出问题： 人脚印的长度与身高有什么关系？ （2）建立假设： ； （3）制订计划： 建立假设后，需要设计方案来检验这个假设。人的身高与脚印的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？ （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，将你获得的数据填在表中。 （5）分析证据并得出结论： 根据搜集的证据，你得出了什么结论？你的假设是否正确？ （6）交流与评价： 把你探究的结果与其他同学交流，你有什么收获和感想？ 科学研究需要获取事实与证据，以便做出可靠的判断。 医生的科学探究： 当然，我们能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。 对照实验方案设计过程中，运用控制变量法，设置实验组与对照组，使实验组与对照组中的变量唯一。 在了解了科学探究的一般步骤、方法后，引导学生模仿着进行探究，实践练习 以达到突出重点的目的 通过模仿探究，达到教学目标
板书设计 第3节 像科学家那样探究
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第3节 像科学家那样探究
核心概念聚焦
1.目前，全球的气候均在变暖，近150年来，全球平均气温升高了1℃，这个数字在气象学
上是个不可忽视的大数字。对这种现象，有些科学家认为：可能是由于大量排放二氧化
碳而造成的温室效应。科学家提出这种观点是属于科学探究中的( )
A.提出问题 B.建立假设 C.收集证据，检验假设 D.做出解释
2.同样的一杯热水，室温高时冷却得慢，室温低时冷却得快。老师要求同学们针对这一现象，
提出一个问题。下面是四位同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是( )
A.热水在室温低时比室温高时冷却得快吗？
B.热水冷却的快慢与它的环境的温差有什么关系？
C.为什么热水在室温低时比室温高时冷却得快呢？
D.为什么热水的质量越大冷却得越慢
3.小明正在台灯下做作业，突然灯熄灭了。台灯为什么熄灭了呢？他做了下列猜想，其中不
合理的是（ ）
A.可能是居民小区停电了 B.可能是自己家里保险丝烧断了
C.可能是灯泡的灯丝烧断了 D.可能是妈妈把房间里某个开关断开了
4.下列列举了法拉第《蜡烛的故事》中涉及的部分问题及对问题的回答，其中对“问题的回
答”属于“设计实验方案”的是（ ）
选项 问题 对问题的回答
A 吹灭蜡烛时产生的白烟是什么？ 主要成分是烛油蒸气
B 火焰为什么向上？ 热气流上升，形成对流
C 火焰明亮的原因是什么？ 与火焰中的碳颗粒有关
D 火焰不同部位温度高低如何比较？ 用一张纸在火焰中心一掠，观察纸张的变色情况
5.某科研小组计划检测一种新研制的环保型除草剂是否能有效地除草，他们选用了三块相似
的草地进行实验。第一块草地喷洒传统的除草剂，第二块草地喷洒与第一块等量的新型
除草剂，第三块草地不喷洒任何除草剂。几天后，发现第一块草地的除草效果良好，而
第二块草地与第三块草地长势相似。下列判断中合理的是( )
A. 实验失败 B. 对照组设置不合理
C. 新型除草剂能投入使用 D. 新型除草剂可能没有除草效果
6.当你感冒到医院看病时，医生通常问你是否头痛、鼻塞，然后给你测体温，医生采取这些
行动从科学探究的角度看，他直接目的是为了（　　）
A.交流 B.获取事实和证据 C.制定计划 D.检验与评价
7.小梅家有一批盆栽的郁金香,过去一直开红色的花,现在却开出了紫色的花。有人认为这是
土壤中缺水引起的,但经过一段时间补充水分后,郁金香还是开紫色的花。这说明实验结
果与原来的假设不相符,最好的处理方法是 (　　)
A.修改假设,重新进行实验 B.修改实验过程,使之与假设相符
C.修改结果,使之与假设相符 D.实验不成功,停止探究
8.为了探究运动与静止的鸡蛋撞击时谁更容易破，小明将甲鸡蛋分别从斜面上的A、B、C三
处由静止释放，撞击静止在水平面上的乙鸡蛋，实验结果是：第一次两只鸡蛋都破；第
二次甲鸡蛋完好乙鸡蛋破；第三次两只鸡蛋都不破。接下来的步骤是( )
A.得出“与鸡蛋动静无关”的的结论
B.得出“静止的鸡蛋更易破”
C.在B处释放鸡蛋，重复做几次实验
D.得出“运动的鸡蛋更易破”的结论
核心素养提升
9.小梅家有一批盆栽的郁金香，过去一直开红色花，现在却开出了紫花，有人认为这是土壤中缺水引起的，但小梅经过一段时间补充水分后，还是开紫花。这说明实验结果与原来的假说是不符合的，最好的处理方法是( )
A.实验不成功，停止探究 B.修改实验过程，使之与假说相符
C.修改结果，使之与假说相符 D.修改假说，重新实验
10.二氧化碳气体既是温室效应的元凶, 又是一种潜在的碳资源。实验室里，科学家已成功
利用二氧化碳与环氧丙烷( 一种简单有机物) 在催化剂的作用下合成“ 二氧化碳塑
料” 。该新型塑料在投入工业生产前， 以下不是科学家重点考虑的问题是（ ）
A.如何提高催化剂的催化效率 B.新型塑料是否可降解
C.新型塑料的化学性质是否稳定 D.新型塑料生产是否影响碳循环
11.为了研究铝对鱼类的毒性及解毒方法,有人设计了以下5组实验:第①组将鱼放在正常的池水中,其余四组分别将鱼放在含铝的池水中,其中在②③④组中分别加入从不同树叶中提取出的汁液。定时观察,结果如图所示,依据图示得出的结论正确的是( )
A.三种叶的汁液均能不同程度地降低铝对鱼类
的毒害
B.三种叶的汁液对鱼都有毒性,且不同的汁液
的毒性不同
C.叶的汁液加速了鱼的死亡
D.松的汁液解毒效果最好
创新素养应用
12.一天饭后孙青同学帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒。他忙拿于抹布去
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：“我拿的抹布是棉布做的，你里
的抹布是涤纶做的。”他不禁想到了一个问题并进行了如下的探究。
（1）提出的问题：___________________________________
（2）猜想与假设： 。
（3）所需的器材：三个形状和大小相同的烧杯，重量相同的棉布、麻布和涤纶布各一块，
布料种类 涤纶 麻 棉
杯中所剩水量 最多 较少 最少
布块所含水量 最少 较多 最多
足够的水。
（4）主要步骤：向三个烧杯中倒入_______
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。
从方便和准确的角度看，应观察和比较_______，将现象记入表:
（5）结论：_______________________________________________。
（6）炎热的夏天，从吸水多少这个角度说，应尽量采用_______类的布料来制作夏装。
参考答案
核心概念聚焦
1.B 2.B 3.D 4.D 5.B 6.B 7.A 8.C
核心素养提升
9.D 10.A 11.D
创新素养应用
12.(1)布的吸水能力跟什么因素有关。
(2)猜想与假设：布的吸水能力可能跟布料的种类有关。
(4)相同质量(体积)的水;烧杯中所剩下的水;(5)结论：布的吸水能力跟布料的种类有关,棉布的吸水能力强。(6)棉布。
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