资源描述
1.5 科学探究
学习目录
目录
模块一 知识网络 2
模块二 知识掌握 2
知识点一、生活中的探究 2
知识点二、科学家的探究 2
步骤1．发现和提出问题 2
步骤2．建立猜想或假设 3
步骤3．制订计划与设计实验 3
步骤4．获得事实与证据 3
步骤5．检验与评价 4
步骤6．合作与交流 4
模块三 巩固提高 6
知识重点
模块一 知识网络
模块二 知识掌握
知识点一、生活中的探究
在探究问题时，我们一般会先假设几种可能的原因，再对每一种原因可能产生的结果进一步探究，直到找到真正的原因，采取相应的措施。
知识点二、科学家的探究
提出问题→建立猜想和假设 →制定计划→获取事实和证据→检测与评价→合作与交流
步骤1．发现和提出问题
爱因斯坦说：“发现问题有时比解决问题更重要。”发现和提出问题是科学探究的第一步。从日常生活或科学学习中发现有价值的问题，并能清楚地表述所发现的问题。
对于一个生活现象随便提出一个问题是很容易的，但要提出一个有价值的科学问题，却非易事。首先要有问题意识，对生活中的科学现象要问为什么，并且能够分析出生活现象中所隐含的科学概念和规律，最后还要用科学语言把问题表述出来。
步骤2．建立猜想或假设
建立猜想或假设是对探究结果出现的可能性的一种设想，即对背景材料的实验目的的肯定或否定的回答，要以陈述句的形式进行表述。
步骤3．制订计划与设计实验
在老师指导下或通过小组讨论提出验证假设的活动方案。制订计划是科学探究的中心环节，本环节计划得科学、周密与否，直接影响着探究活动的成败。
（1）关于实验材料的数量
探究实验中实验材料的数量不能过少，原因是如果数量过少，结果会具有很大的偶然性，不足以说明问题。当然，采用更多的实验材料更好，但会增加实验的难度。因此，应根据具体实验选择合适数量的实验材料。
（2）实验变量与控制变量
科学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物的影响；分别对多个因素加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中重要的思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。实验变量是指实验中由实验者人为操作的因素或条件，即实验中被人为改变的条件；控制变量是指实验中除实验变量外影响实验现象和实验结果的其他所有的因素或条件。
（3）对照组与实验组
在研究某一实验变量对研究对象的影响时，所进行的除了实验变量不同以外，其他条件或因素都相同的实验，叫作对照实验。一个对照实验中分为实验组和对照组，实验组是指接受实验变量处理的那一组（与假设相一致的组），一般来讲人为改变条件的组作为实验组；未知实验结果的组作为实验组。对照组是不接受变量处理的或常态下的那一组。一般来讲，将保持原有状态的组作为对照组；将已知实验结果的组作为对照组。
步骤4．获得事实与证据
独立或与他人合作，对观察和测量的结果进行记录，或用调查、查阅资料等方式收集证据，或用图表的形式将收集到的证据表述出来。
步骤5．检验与评价
对事实或证据进行归纳、比较、分类、概括、加工和整理，判断事实、证据是肯定了假设还是否定了假设，并得出正确结论。若预期结果得到实验证实，说明假设成立，表达实验结论的方式是将假设再复述一次；若预期结果在实验中没有出现，则假设不成立，表达实验结论的方式是对假设做出否定。对探究结果的可靠性进行评价，对探究活动进行反思，发现自己的不足和他人的长处，并提出改进措施。
步骤6．合作与交流
采用口头或书面的形式将探究过程和结果与他人交流和讨论，既要敢于发表自己的观点，又要善于倾听别人的意见和建议。
[例题1] （2023•杭州二模）入冬之后，温州各处的银杏树叶逐渐变黄，吸引大量游客。小明在欣赏美景时提出很多问题，其中不属于科学问题的是（ ）
A．入冬之后银杏叶为什么会变黄
B．入冬之后银杏为什么会落叶
C．不同地点的银杏叶变黄时间为何不同
D．哪个季节的银杏叶更有观赏价值
[例题2] （2023春•慈溪市期末）为研究水体酸碱度对石蛙卵孵化率是否有影响，某科学小组取同一卵块上大小及发育程度相近的石蛙卵600枚，平均分成六等份，进行了如下实验：
组别
水槽内液体
温度
酸碱度（用pH表示）
其他孵化条件
孵化率（%）
1
1000毫升
20℃左右
5.0
每2天更换一次水，换水时要保护好蛙卵；保证定时通入氧气；放在阳光充足的地方；其他条件均相同且适宜。
2
2
1000毫升
20℃左右
5.2
2
3
1000毫升
20℃左右
5.6
5
4
1000毫升
20℃左右
6.0
78
5
1000毫升
20℃左右
6.8
99
6
1000毫升
28℃左右
6.8
87
（注：表中的pH数值越小，表明水体酸性越强）
请分析以上实验，回答问题：
（1）探究中每组都用了100枚卵，而不是只用少数几枚，目的是 。
（2）从实验结果可以看出，水温为 20℃左右时石蛙卵孵化的最适pH为 。
（3）该探究中前5组可以形成对照，能得出的结论是 。
[例题3] （2023•温州三模）小明发现不同季节的植物叶片颜色深浅不同，春天绿色浅，到了夏天变为深绿色。为探究叶片绿色深浅的影响因素，小科利用甜橙盆栽分4组开展了10天的实验，具体如图所示。
（1）小明的实验方案所基于的假设是 。
（2）小红认为，叶片绿色深浅还可能与温度有关，为了探究叶片变成深绿色的最佳温度（适合生长温度在15℃﹣35℃之间 ），请帮助她设计实验步骤。
备选器材：甜橙盆栽若干、可设定温度的大棚温室、色度计（精确测颜色的深浅）、计时器等其他常用器材。
[例题4] （2023春•金东区期末）豆芽是我们常见的营养丰富的蔬菜之一，生产和运输均须避光。如果暴露在光下，过一段时间就会变绿。妈妈指着菜蓝子问小金，这是为什么呢？小金回答说，因为豆芽合成叶绿素需要光。为验证自己的假设，小金设计了如下的实验方案：
①选取生长状况相同的豆芽，均分并标记为A、B两组，分别置于光照和黑暗的条件下，并适时洒清水以保持湿润。
②一段时间后，观察并记录A、B两组豆芽的颜色。
请你回答有关问题。
（1）小金设计的验证实验基于的假设是： ；
（2）该验证实验的单一变量是 ；
（3）实验的预期结果是： 。
模块三 巩固提高
1. （2022秋•乐清市校级期末）某组同学在探究光对蚯蚓影响的实验时，拟定了以下实验计划，不正确的是（ ）
A．提出问题：光会影响蚯蚓的分布吗？
B．作出假设：光会影响蚯蚓的分布
C．设置变量：设置黑暗潮湿和明亮干燥两种环境
D．实验对象：10条大小相似的健康蚯蚓
2. （2022秋•江北区期末）小科用金属框拉出一个肥皂泡，她认为肥皂泡的形成和变化可能与金属框的形状有关，于是她做了几个不同形状的金属框，逐一进行实验，仔细观察肥皂泡的形成过程和形状的变化情况。就“小科认为肥皂泡的形成和变化可能与金属框的形状有关”这一环节而言，属于科学探究中的（ ）
A．提出问题 B．作出假设 C．收集证据 D．得出结论
3. （2022秋•镇海区期末）今年暑假，我国首个科学实验舱在海南文昌发射成功，“问天号路上问天之路。小科注意到火箭发射时周围有浓浓的白“烟”，他猜测这是水蒸发后形成的，而同伴则认为是发射时产生了某种物质。两位同学提出的观点属于科学探究中的（ ）
A．提出问题 B．建立猜想和假设
C．设计实验方案 D．获取事实与证据
4. （2022秋•婺城区期末）表格所列出的是小科同学探究蚂蚁食性的过程，其中属于“建立假设和猜想”步骤的选项是（ ）
步骤
探究过程
A
发现一群蚂蚁正在往洞里搬运食物，心想蚂蚁爱吃哪些食物呢
B
根据已有知识和生活经验，推测蚂蚁喜欢吃甜食
C
在一个培养皿的两端分别放上少许盐和少许糖，放进蚂蚁进行探究
D
通过几次重复实验，得出蚂蚁爱吃甜的食物
5. （2023春•海曙区期末）不同物体吸收太阳辐射能力不同，小明认为它可能与物体的颜色有关，于是，他将几个完全相同的物体涂上不同颜色放在太阳底下，测出相同时间内物体升高的温度，就“小明认为它可能与物体的颜色有关”这一环节而言，属于科学探究中的（ ）
A．猜想假设 B．提出问题 C．进行实验 D．分析论证
6. （2022秋•乐清市校级期末）春暖花开、燕雁北飞，秋寒叶落、燕雁南归。人们通常认为候鸟的迁徙与气温变化有关。据加拿大洛文教授14年的观察记录，有一种候鸟黄脚鹬，每年长途跋涉1.6万公里来往于北美洲的加拿大和南美洲之间，总是固定于5月26～29日在加拿大首次产蛋。根据上述现象，洛文教授认为气温不是引起候鸟迁徙的原因。他在1924年9月捕获了若干只某种候鸟，分两组进行实验，实验的过程与结果如表。
所捕候鸟的处理
3个月后放飞的所捕候鸟情况
第一组
置于日照时间逐渐缩短的自然环境中
留在原地
第二组
置于日光灯下，用灯光模拟日照，并一天天延长光照时间
多数往相同方向飞
（1）根据洛文教授的实验设计，你认为他的猜想是 。
（2）若洛文教授根据此实验就对候鸟迁徙的原因下结论，这种做法是否合理，并说明理由。 。
7. （2023•椒江区一模）黑白瓶法是一种通过测定水中溶解氧气含量的变化，反映水体有机物生成量的研究方法。某小组采用黑白瓶法测定某湖泊不同深度的水中24小时内的溶氧量变化（不考虑温度的影响）。
实验步骤：
①采水：选取若干透光的白瓶、不透光的黑瓶分成6组，分别采集6个不同深度的水样，装满水后将瓶盖盖好，同时在相应的深度取等体积的水进行初始溶氧量的测定。
②挂瓶：将这些瓶分别悬挂在原采水深度处，放置24小时。
③测氧：测定各水深处白瓶和黑瓶内水中的溶氧量。
④计算：将测出的溶氧量减去初始溶氧量，算出每个水深处各个黑、白瓶中溶氧量的变化值，并计算其平均值，结果如下表：
水深（m）
瓶内水中溶氧量变化值（g/m3•24h）
白瓶
黑瓶
1
+7
﹣2
2
+5
﹣2
3
+2
﹣2
4
0
﹣2
5
﹣2
﹣2
5.7（水底）
﹣3
﹣3
回答下列问题：
（1）水深1至3米处的白瓶中溶氧量的变化由 决定（填生理过程）。
（2）由于操作者不小心，有一个l米处的白瓶掉到水底，一昼夜后其瓶中的溶氧量变化偏小，其原因是 。
（3）根据表中数据分析，该湖泊生态系统的垂直结构中，生产者分布的范围是 。
8. （2023春•嘉兴期末）“生根粉”能促进植物根部细胞分化，加速根系生长发育，在植物扦插、移栽中被广泛应用。小嘉同学在月季扦插实践中想要使用生根粉，但又无法确定精准的生根粉浓度和浸泡时间，为此设计如下实验：
①配制浓度0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL的生根粉水溶液，每种浓度的生根粉水溶液分装在3个容器内，作实验组备用；
②选取长势相近的月季枝条，随机分配至各组，每组8条，分别在清水及不同浓度的生根粉水溶液中浸泡2h、4h、6h和8h；
③培养28天后，测量各组枝条的生根数，统计平均值，结果如下表。（单位：条）
生根粉浓度/浸泡时间
清水
0.1mg/mL
0.2mg/mL
0.3mg/mL
2h
1.0
3.5
4.7
6.8
4h
1.0
9.3
10.1
13.7
6h
1.0
9.5
14.3
11.3
8h
1.0
3.3
6.0
3.0
（1）本实验探究的是 对月季扦插生根数的影响。
（2）实验中每一组选取的月季枝条长势相近，目的是 。
（3）根据实验数据分析，月季扦插中最适合的生根粉浓度和浸泡时间分别是 。
9. （2023•拱墅区二模）某些蚊子能传播疾病，影响人类健康。科研人员以叮咬人类的伊蚊为材料开展相关研究。
（1）伊蚊属于 （选填“脊椎”或“无脊椎”）动物。
（2）为深究伊蚊如何区别人和动物，科研人员利用图1所示装置开展实验。几分钟后发现，伊蚊全部趋向人的气味一侧。科研人员的假设是 。
（3）科研人员测定出人和动物的气味均含有多种成分，其中主要气味分子a、b、c和d的含量如图2所示。据图推测，人的气味中吸引伊蚊的是 两种气味分子。
（4）为了研究上述两种气味分子对伊蚊的吸引作用，科研人员进行图3所示的三组实验。
多次重复实验发现，A组伊蚊飞一会儿就随机停在1、2或3的某个区；B组伊蚊都兴奋地飞到3区；C组伊蚊的表现与B组相同。请结合上述研究，提出一条科学防蚊的对策 。
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