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(共24张PPT)
第1章 探索自然的科学
第3节 像科学家那样探究
（浙教版）七年级
上
科学探究
是获得科学知识的一种基本方式
【引入】
视频：2016年我国发射“墨子号”通讯卫星。
这是全球首颗量子科学实验卫星，标志着我国走向全球量子通信研究的领先地位。
【思考与讨论】
我国科学家是怎样进行“墨子号”的科学研究？
科学探究
学习课题
科学探究最早源于人类对自然现象的观察与思考；近代科学革命时期，伽利略、培根等人建立起以实验为核心的科学研究方法，也就是科学家的科学探究。20 世纪，杜威、施瓦布把探究引入科学课堂，提出探究式教学。我国 2001 年新课程改革，将科学探究纳入科学课程，让学生模拟科学家的研究过程学习科学。
一、生活中的探究
如图为手持小电扇。在使用过程中，突然不转动了。
现象
可能是电池没电了。也可能……
手持小电扇为什么不转动了？
对手持小电扇充电或换上新的电池。
手持小电扇正常转动起来了。
电池没电了
手持小电扇没有转动。
提出问题
作出猜想或假设
制订计划进行实验
搜集分析证据
得出结论
表达交流
不支持假设，修改可提出新假设
科学探究基本要素
二、科学家的探究
1.古代萌芽
古希腊（公元前 6 世纪起），泰勒斯、亚里士多德等人，不再用神解释自然，改用观察 + 逻辑推理来思考自然现象，但以思辨为主，缺少受控实验。
2.近代成型（科学革命，16–17 世纪）
伽利略：把实验、测量、数学结合，用实验检验猜想，奠定近代实验传统。
培根（英国）：提出经验归纳法，主张知识来源于观察、实验，不能只迷信权威典籍。
笛卡尔：提出理性怀疑，重视演绎推理。
牛顿：形成现代科学方法。
观察现象→提出问题→猜想假设→实验取证→得出结论、反复检验。
这套科学家研究自然的过程，就是科学探究。
【典型案例】屠呦呦发现青蒿素
疟疾患者全身发冷、发热、多汗，并周期性发作。
【探究过程】
如何找到治疗疟疾的有效药物？
青蒿对疟疾的治疗有重要价值。
用沸点只有 34.6℃的乙醚来提取青蒿中的有关物质。
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。
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 % 。
青蒿素对疟疾有极高的抑制率.
测定了青蒿素分子结构。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。
观察现象
提出问题
作出猜想或假设
制订计划
进行实验
搜集分析证据
得出结论
表达交流
科学研究是一个不断创新的过程，科学家并不是总在每一项研究中使用相同的方法，经历相同的过程。“发现青蒿素”的研究显示了科学家进行实验探究时可能遵循的一般过程。
2015 年 10 月，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”。
【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→猜想与假设→制订计划→进行实验、收集证据→分析与论证→评估→交流与合作
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
的一个范例。对此，你有什么感想？
我国科研人员在艰苦条件下坚持不懈、严谨求实、团结协作，发掘传统中医药智慧，成功提取青蒿素。这让我感受到科研工作者不畏艰难、勇于探索的科学精神，值得我们学习。
三、像科学家那样探究
【思考与讨论】
剧中的公安局长主要是根据什么证据来推断谁是犯罪嫌疑人？
根据脚印的长度、宽度、深浅和步法特征来推断：
查阅资料可知：
1. 脚印长度结合比例估算身高；
2. 脚印宽窄、压力轻重判断性别；
3. 脚印深浅、受压面积判断体重与胖瘦；
4. 压力重心位置、步幅长短推断年龄；
5. 脚印偏移、拖痕判断走路姿势、是否受伤或负重。
脚印推断只是估算，存在误差。
【探究实践】探究人的身高与脚印长度的关系
1.提出问题：人的身高与脚印的长度有什么关系？
2.建立假设：人身高与脚印的长度有一定的比例关系
3.制订计划：人的身高与脚印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
人数、年龄、性别、家族遗传因素、饮食习惯、体育锻炼等因素。
通过调查法来搜集。因为人数、年龄、性别、遗传、饮食习惯、体育锻炼这类人的特征、生活情况，收集大量人群资料，不改变对象本身条件，只是记录、统计信息，因此属于调查法。
4.进行实验，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。以同班同学为研究对象，将测得的数据填在下表中。
同 学 A B C D E F G H
脚印长/cm
身 高/cm
脚印长的测量方法：
测出的是鞋底总长，要减去鞋头余量（约 1.5cm），换算成实际脚长。
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/脚印长约为 7:1 。说明所建立的假设正确。
6.交流与评价：
根据搜集的证据，你得出了什么结论？你的假设是否正确？
（1）交流
①汇报测量方法：说明是怎么确定脚印起点、终点，使用什么工具；
②汇报测量数据：读出脚印长度，说明是鞋印还是赤脚印；
③说出数据处理方式：若是鞋印，有没有减去鞋头余量，如何估算身高；
互相提出疑问：比如测量起点选得对不对、尺子有没有放斜、读数视线是否平视。
（2）评价（评估本次测量是否合理）
①方法评价：测量时尺子是否与脚印中心线平行，两端切线是否垂直中心线；
②误差评价：分析误差来源（地面凹凸、脚印边缘模糊、读数偏差、鞋印余量估算不准）；
③结论评价：判断根据脚印长推断身高是否可靠；知道结果只是估算值，存在误差，不能当作精确值；
④改进方案：多次测量取平均值；规范放置刻度尺；拍照加比例尺辅助复核。
⑤测量对象数量：调查样本（人数）是足够多。
排除实验结论的偶然性，使结论具有普遍性。
【进一步探究】
如果考虑年龄、性别、家族遗传因素、饮食习惯、体育锻炼等因素，实验结论有差异吗？
有差异。脚长与身高的比值只是统计上的平均值；年龄、性别、遗传、饮食习惯、体育锻炼都会影响骨骼发育和身体比例，因此根据脚印长度推算出的身高会出现误差，结论存在差异。
在科学研究活动中，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。
【随堂巩固】
【例1】2022年12月4日，搭载水稻种子实验样品的"神舟十四号"载人飞船安全着陆。返回的太空水稻种子由中科院实验室培养。对此提出以下问题，其中不属于科学问题的是（　　）
A．该水稻得到种子会更多吗？ B．该水稻成熟时间会更短吗？
C．该水稻植株长得会更高吗？ D．该水稻开出的花会更美吗？
【答案】D
【解析】在提出问题环节，应注意：
①问题要源于观察到的现象； ②问题要可探究，能通过收集证据来解答； ③表述要具体、明确，不能太宽泛； ④使用疑问句，不能写成假设或结论； ⑤尽量体现要研究的变量。
【例2】新版一毛钱硬币上市后，有同学就在讨论它是用什么材质做的，有同学认为它可能是铁做的，这位同学的做法属于科学探究环节中的（　　）
A．提出问题 B．建立假设 C．设计实验方案 D．得出结论
B
【解析】在建立猜想可假设环节，应注意：
①猜想必须依据已有知识、观察现象或生活经验，不是毫无根据的想象。
②猜想是可以检验的（可证伪），能够通过收集证据、实验、调查来判断对错。
③表述方式：一般句式：可能……；也许……；与…… 有关。
④要对应前面提出的问题，不能脱离探究问题
⑤可以是肯定关系，也可以是否定关系，不一定和最后结论一致。假设允许最后被证据推翻。
⑥尽量写出变量之间的关系（自变量和因变量）。
【答案】D
【例3】长时间玩手机会影响视力，学校每学期都会对学生进行视力检查，以评估学校学生视力变化情况。“视力检查”这一过程相当于科学探究环节中的（　　）
A．提出问题 B．建立假设 C．设计实验方案 D．收集事实与证据
【解析】在收集事实与证据环节，应注意：
①如实记录数据，不编造、不修改实验现象与数据；
②规范使用测量工具，减小误差，可多次测量；
③实验探究要控制变量，保持无关变量相同；
④客观记录事实，区分客观证据和主观猜想；
⑤采用表格等方式完整记录，证据要与探究问题相关；
⑥调查法要选取足够、有代表性的样本。
【板书设计】
第3节 像科学家那样探究
控制变量法
转换法
科学推理法
模型法
对照实验法
……
【布置作业】
1.完成作业本上相应内容。
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
让备课更有效
www.21cnjy.com
Thanks!

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