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1.1 科学并不神秘
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本节导航·目标清单
目标导航 方法指导
· 知道科学是研究各种自然现象的学问 · 认识科学从疑问开始，科学就在我们身边 · 了解科学改变了人们对自然的认识和生活 · 理解科学技术是把双刃剑，会辩证看待 · 观察自然现象→提出问题→探究原因→发现规律 · 留心观察身边事物，善于从研究身边的问题着手 · 用科学思维透过表面现象揭示事物本质
教材精研·内容全解
考点01 科学就在我们身边
1. 各种神奇的自然现象
自然界中存在着许多神奇的现象及变化。例如，太阳光被半空中的水滴折射、反射，在天空上形成拱形的七彩光谱，这就是彩虹；太阳系中一些固体小块闯入地球大气层时，与大气摩擦发光而划亮夜空，这就是流星；火山喷发是地壳运动的一种表现，我国澎湖列岛的形成就与火山喷发有关；高能带电粒子流使地球大气层中的分子和原子激发（或电离）而发光，形成极光。
彩虹——太阳光被水滴折射反射形成七彩光谱 流星——固体小块闯入大气层摩擦发光 火山喷发——地壳运动的表现 极光——高能带电粒子流激发大气发光
2. 自然界的各种变化
自然界不仅有神奇的现象，还时刻发生着各种变化。铅笔在水中被“折断”，属于光的折射现象；钟乳石是由碳酸钙和其他矿物质的沉积形成的，其形成往往需要上万年或几十万年时间；昆虫（如蝗虫）没有脊柱，由外骨骼保护身体，昆虫在长大过程中不断蜕皮。这些变化背后都蕴含着科学道理，观察这些现象并思考“为什么”，就是走进科学世界的第一步。
铅笔在水中被“折断”——光的折射现象 钟乳石——碳酸钙沉积形成 昆虫蜕皮——外骨骼与生长
3. 什么是科学
科学以自然界各种现象为研究对象，发现它们产生、发展的原因和规律。也就是说，科学的目的是探究自然现象背后的原因，找出事物发展遵循的规律。例如，彩虹为什么是七彩的？流星为什么会划亮夜空？火山为什么会喷发？这些都是科学研究的问题。科学研究的范围，小到构成物质的微粒，大到浩瀚的宇宙。
4. 科学的特征：从疑问开始
科学研究要善于观察，勤于实验。科学是从疑问开始的，留心观察身边的问题，就能走进科学的世界。许多重要的科学发现都源于对身边现象的细心观察和深入思考。例如，丹麦物理学家奥斯特在整理器材时偶然发现电流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；意大利物理学家伽利略通过观察教堂里吊灯的摆动，发现了“摆的等时性”规律。只要我们留心观察，从研究身边的问题着手，就可以走进科学的世界。科学就在我们身边。
5. 学习科学的意义
学习科学，研究各种客观事实和规律，可以帮助我们更好地理解自然，并对自然界中各种现象及其变化做出解释和预测。例如，学习了科学知识后，我们能解释彩虹的成因、预测天气的变化、理解地震的发生原理。科学不仅帮助我们认识世界，还赋予我们改变世界的能力。
考点02 科学改变了人们对自然界的认识
1. 对地球的认识
人类对地球形状的认识经历了一个漫长的过程。古代中国人认为地是方的，天是圆的，即“天圆地方”；后来人们逐渐认识到地球是一个球体；今天，我们知道地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的椭球体。这一认识的不断深化，正是科学发展的结果。
地球——从天圆地方到椭球体的认识转变
2. 对宇宙的认识
古希腊人认为，地球是宇宙的中心，太阳和其他行星都围绕着地球转动，这就是“地心说”。哥白尼、第谷和开普勒等人通过长期的天文观测和分析，逐渐认识到地球不是宇宙的中心，地球和其他行星都是围绕着太阳运动的，并找到了行星运动规律，即“日心说”。牛顿发现了万有引力定律，揭示了行星围绕着太阳运动的根源。需要注意的是，太阳是太阳系的中心，而不是宇宙的中心。
3. 对物质的认识
在我国古代，人们认为万物由金、木、水、火、土五种元素组成；在古希腊，学者提出万物由土、气、水、火四种元素组成。到了近代，道尔顿、阿伏伽德罗等科学家认为物质是由原子和分子构成的。现在，我们知道物质由分子、原子或离子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。人类已经发现了100多种元素。
4. 对细菌的认识
在19世纪中叶前，流行着一种“自然发生说”，认为细菌是自然发生的，例如肉汤里会自然生成细菌，使肉汤变质。法国科学家巴斯德通过鹅颈瓶实验，证明了肉汤变质是空气中的细菌引起的，否定了“自然发生说”。这说明科学实验是纠正错误认识的重要手段。
考点03 科学改变了我们的生活
1. 科学改变了人们的思维方式
我们学会了用科学的思维方式去解决各种复杂的问题，并能通过表面现象揭示事物的本质特征或内在规律。科学思维强调用证据说话，用逻辑推理，不盲从、不迷信。
2. 科学改变了人们的生产方式和生活方式
科学技术已经惠及人们的衣食住行，它使人们的生活更方便、舒适，使人们的工作更高效、更安全、更可靠。如汽车、高铁、飞机等交通工具大大缩减了货运和客运时间，使我们的生活更方便、舒适。
3. 科学技术的重要性：促进社会进步
科学技术的重要性体现在它改变着人们对自然界各种事物的认识，提升了人类的技术水平和生产能力，促进了人类社会的进步。例如，热机的发明推动人类进入工业化时代；电磁学的创立使人类进入电气时代；计算机技术的发展使人类进入信息时代；现代航天技术助力人类探索宇宙；DNA分子双螺旋结构的发现打开了生命科学的大门。从古代火箭到现代火箭：我国古代人发明了火药，并用于军事；现代发射火箭，将航天员送入太空。从古代的指南针到现代的北斗卫星导航系统：我国古代指南针开启了远洋航海时代，我国北斗卫星导航系统能帮助人们确定位置。
4. 科学技术是把双刃剑
科学技术会给自然环境和人类社会带来一些负面影响。例如，基因编辑技术、克隆技术引发的伦理问题，塑料制品大量使用造成的“白色污染”，汽车尾气造成的环境污染等。因此，人类在利用科学技术改变生活的同时，必须尽可能地减少滥用科技发明对人类造成的危害。
考点04 科学探究实例：蜡烛燃烧实验
1. 实验现象
用玻璃罩罩住长短不同的两支点燃的蜡烛，观察哪支先熄灭。实验发现：在小玻璃罩中，燃烧时间短，长蜡烛先熄灭；换大玻璃罩后燃烧时间长，短蜡烛先熄灭。
2. 实验解释
小玻璃罩中，蜡烛燃烧时产生大量二氧化碳气体，二氧化碳气体受热膨胀，密度变小，聚集在玻璃罩上方越来越多，使玻璃罩上部缺少空气，先接触长蜡烛的烛焰，所以长蜡烛先熄灭；大玻璃罩中，蜡烛燃烧时产生大量二氧化碳气体，因大玻璃罩空间大导致二氧化碳气体热量散失快，二氧化碳气体的密度比空气的密度大，下沉到玻璃罩底部，使玻璃罩底部缺少空气，先接触短蜡烛的烛焰，所以短蜡烛先熄灭。这个实验说明，科学探究需要仔细观察、对比分析，才能发现现象背后的原因。我们还可以观察自己感兴趣的自然现象，如流星雨、鱼类洄游、日食等，与同学们交流感兴趣的问题。
考点05 科学的发展与学习目的
1. 科学在不断地发展
人们在解决问题的同时，也会发现新的问题。因此，科学是无止境的，我们要不断地探索和发现问题，创造性地解决问题，推动科学发展和人类社会进步。现有的科学技术仍有许多未解决的问题，科学的发展没有终点。
2. 学习科学知识的目的
学好科学，学会科学探究的方法，对我们今后的发展至关重要。我们要学会科学的思考方法，正确运用科学知识和科学方法，为人类创造更加美好的明天。科学探究的基本方法包括：细心观察、严谨实验、严密推理。
避坑指南·易错辨析
【温馨提示】 1. 科学研究的对象是自然现象，不包括社会历史学科的内容。如“清王朝为什么灭亡”属于历史学科研究范畴，不属于科学探究范围。 2. 书本上的知识不一定都是绝对正确的。对书本上的知识要用科学的态度去学习，不能盲目崇拜，要敢于质疑，运用科学的方法去验证其科学性。 3. 太阳是太阳系的中心，而不是宇宙的中心。日心说纠正了地心说的错误，但日心说也不是完全准确的，科学认识是在不断修正中前进的。 4. 科学技术是一把双刃剑。它既能推动社会进步、改善生活，也可能带来负面影响。关键在于人类如何正确、合理地使用科学技术。 5. 科学发现并不总是来自精密的实验。奥斯特发现电流的磁效应、伽利略发现摆的等时性，都是在日常观察中的偶然发现，说明留心观察、善于思考同样重要。
实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. 某同学很喜欢《科学》课程，想要进入科学的世界，下列说法不正确的是（ ）
A. 从发现身边的问题着手
B. 留心观察，认真思考
C. 运用以前积累的科学知识解决问题
D. 书本上的知识肯定是对的
答：__________
2. 下列不属于科学探究范围的是（ ）
A. 研究火山为什么爆发
B. 研究动植物细胞的结构
C. 研制抗癌的药物
D. 研究清王朝为什么灭亡
答：__________
3. 下列关于科学的说法中，正确的是（ ）
A. 科学研究只能在高精尖的实验室中进行
B. 科学就是记住课本上的所有知识点
C. 科学以自然界各种现象为研究对象
D. 科学发展已经到达终点，没有新问题可研究
答：__________
4. 法国科学家巴斯德通过实验否定了“自然发生说”，这说明了（ ）
A. 细菌可以自然发生
B. 科学实验是纠正错误认识的重要手段
C. 肉汤变质与空气无关
D. 古代的认识都是错误的
答：__________
5. 伽利略通过观察教堂吊灯的摆动发现了“摆的等时性”，这启示我们（ ）
A. 科学发现都需要精密的实验仪器
B. 科学研究只能在实验室中进行
C. 留心观察身边现象，善于思考，也能做出科学发现
D. 只有伟大的科学家才能做出科学发现
答：__________
巩固拓展·课后提升
【巩固拓展】
1. 举例说明科学技术的发展如何改变了人们的生活方式。
答：________________________________________________
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2. 奥斯特发现电流的磁效应、伽利略发现摆的等时性，这些故事给你什么启示？
答：________________________________________________
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3. 为什么说科学技术是一把双刃剑？请举例说明。
答：________________________________________________
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参考答案
1. D 解析：对书本上的知识要用科学的态度去学习，不能盲目崇拜，要敢于质疑，运用科学的方法去验证其科学性。D选项说法错误。
2. D 解析：清王朝为什么灭亡属于历史学科研究的内容，不属于科学探究范围。
3. C 解析：科学研究可以在任何地方进行，A错误；科学不仅是记住知识点，B错误；科学以自然界各种现象为研究对象，C正确；科学是无止境的，D错误。
4. B 解析：巴斯德通过实验否定了“自然发生说”，说明科学实验是纠正错误认识的重要手段。
5. C 解析：伽利略观察吊灯摆动发现摆的等时性，说明留心观察身边现象、善于思考也能做出科学发现。

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