《科学探究》辅导讲义-教师版

PAGE20教师辅导讲义科学探究

一、科学家与科学探究1、科学史：你认识他们吗连线科学家所获得成就牛顿创立了“日心说”哥白尼发现了“万有引力定律”瓦特创立了生物进化论达尔文发明了“蒸汽机”伽勒发现了海王星2、阅读课本P29，天花和牛痘的故事思考：琴纳通过探究发现天花疫苗的的过程大致能分为哪些步骤提出问题往人的鼻孔吹痘痂粉可预防天花；（善于发现和提出问题）养牛场挤奶女工中没有患天花的；已经得过天花的人不会再感染天花。建立猜测和假设可能得过一次天花,人体会产生免疫力制定计划将牛痘脓浆接种到人身上观察是否产生免疫力。收集事实与证据接种牛痘的男孩一个多月后，再接种人类的天花痘浆，没有出现任何天花病症检验与评价上例男孩已经具有抵抗天花的免疫力合作与交流琴纳向世界公布了自己的研究成果

科学家在进行科学研究时要探究,，我们在研究解决生活中的问题时，也要进行科学探究让我们一起来探究：中午小明准备骑自行车外出时发现车胎瘪了。他感到很奇怪，早上气打的足足的，是什么地方出了问题呢我们一起探究自行车胎漏气的原因提出问题车胎什么地方漏了建立假设可能是车胎破了；可能是气嘴的螺丝松了；可能是气嘴里的小橡皮管坏了；可能是…获取事实与证据仔细察看了外胎；查看气嘴的螺丝；取出气门芯;把充气的内胎放到水里检验与评价原来是自行车的内胎穿了孔。比较我们的探究与“天花和牛痘”的探究，我们发现：基本的过程十分的相近其实在不知不觉中我们已经在进行科学探究讨论：给你一个密封的盒子，在不打开盒子的前提下，想知道里面装的是什么，你会用什么办法呢？

（一）黑盒实验请把你操作后作出的结论记录面到表格上。

操作感觉结论操作感觉结论1231、“黑盒子实验”一定是黑的吗这里表示什么意思？

2、实际生活中，你还可以举哪些“黑盒子”实验呢？

对黑盒的探究是不断的提出问题,建立假设,验证假设的过程,并且逐步接近盒中的物品，人们对许多问题的探究也是如此科学家对科学的探究也是不断地提出问题建立假设,验证假设中逐渐逼近真理的过程（二）脚印的探究2022年9月，在山西怀仁县发生了一桩无头案：城外的玉米地里，发现一具女尸,这个妇女是被谋杀。凶手是谁呢在现场上留下一行脚印。公安局请来了“脚印专家”来破案。脚印专家”仔细观察了脚印，作出了如下判断：“这个罪犯是个25岁左右的男人，身高1米7，不胖不瘦。从脚印的走向来看，他朝南窑村走去。”公安人员按照“脚印专家”的判断，从南窑村查出13个25岁左右，身高1米7，不胖不瘦的男青年。然后在这13个青年中逐一分析，其中有一个青年嫌疑最大。经过进一步调查取证，证明这个男青年确实就是罪犯。

1提出问题脚印的长度与人的身高有什么关系2建立猜想和假设可能_____脚印越长,身高越高________________可能__脚印与身高成正比__________________3制定计划设计实验通过测量不同人群的身高与脚印的长度选择测量那些人选择哪些测量工具4收集获取事实与证据调查号姓名性别脚印长身高想想表格里应该包括那些内容我们应对数据进行如何处理以便于分析得出规律

5得出结论6评价与交流通过我们对数据处理，分析得出结论后，我们又如何去检验结论是不是正确呢？

科学探究的一般过程：提出问题—作出假设—制定计划－获取事实与证据－检验与评价－合作与交流二．题型分类：题型一：实验探究【例1】自贡某学校开运动会，几个同学讨论怎样才能把铅球掷得更远，小玉认为：铅球掷出的距离，可能与掷出铅球时的速度大小有关；小刚认为：铅球掷出的距离．可能与掷出铅球时的射出仰角θ投掷方向与水平方向的夹角有关。于是，他们制作了—个右图所示的小球弹射器来进行探究，它能使小球以不同速度大小和方向射出，弹射方向与水平的伸角，可由回定在铁架台上的量角器读出，他们通过5次实验得到下表中的数据实验序号射出速度vm/s射出仰角θ射出水平距离s/m1530度21030度31045度41055度51530度1）为了验证小玉的猜想，应选用序号为______________的实验数据,得出的结论____________________________________________________________________________2为了验证小刚的猜想，应选用序号为______________________的实验数据。

【答案】1、2、5；仰角相同时射出距离与射出距离有关，速度越大射程越远；2、3、4【例2】珍珍观察到电风扇、台灯等有个大而重的底座，可使它们不易翻倒。物体的稳定程度稳度与哪些因素有关呢她猜想：可能与物体所受的重力大小、重心高低及支持面的大小有关。如何比较物体的稳度大小呢她发现，让不同的物体倾斜相同的角度时，有的物体翻倒，有的物体不翻倒，翻倒的说明其稳度较小。于是，她将物体放在表面粗糙的水平木板上，让木板绕O点转动，通过观察物体刚好翻倒时木板转过的角度θ的大小物体不滑动，来比较物体稳度的大小，如图28所示在探究物体的稳度大小与物体重心高低的关系时，她制作了三块重相同、外形完全相同、重心高低不同的圆柱体，如图29中的甲、乙、丙所示。实验时，将它们依次放在木板上，分别记下让它们刚好翻倒时，木板转过的角度θ的大小。实验记录如下表

1物体刚好翻倒时木板转过的角度θ越小，间接反映了物体的稳度越选填“大”或“小”。2在以上探究稳度大小与重心高低关系的实验中，应控制物体所受的重力大小和的大小不变，这种实验方法叫法。3实验现象表明，物体的重心越，其稳度越大。4依据以上结论，卡车装货时，应把重的货物装在层选填“上”或“下’’，可使货物【答案】小；支持面；控制变量法；低；下【例1】“端午节”吃完了咸鸭蛋，王聪同学将几个蛋壳按不同方式放置在桌面上拍打，发现有的蛋壳“脆弱”，有的蛋壳“坚硬”。他想蛋壳能够承受压力的大小与什么因素有关呢于是找来了一张大的纸板模拟蛋壳进行探究。作出以下猜想：猜想1：纸板承受压力的大小可能与纸板的形状有关猜想2：纸板承受压力的大小可能与纸板的大小有关为了验证猜想是否正确，王聪在这张大纸板上分别裁出两张大小为40cm×10cm的小纸板A、B和一张大小为40cm×20cm的小纸板C,并准备了弹簧测力计、两个相同的木块、若干重物。设计了以下实验方案：步骤一：将纸板A用两木块支撑起来，如图19（甲），在中间不断增加重物，直到它塌下去，记录此时中午的重力G1；步骤二：保持两木块的距离不变，将纸板B弯成拱形，如图19（乙），在拱形纸板的上面不断增加重物，直到它塌下去，记录此时中午的重力G2；步骤三：保持两木块的距离不变，将纸板C用两木块支撑起来，如图19（丙），在纸板的中间不断增加重物，直到它塌下去，记录此时中午的重力G3。

1、比较数据发现G2>G1，可以验证猜想_______________（填写序号）是___________（正确/错误）的。利用上述结论，王聪对水库大坝的形状进行设计，设计的四种大坝形状俯视图如图20所示，请你把最合理的设计图的字母标号填在括号内（）2、比较实验数据G3与____________可验证猜想2；3、王聪受步骤二现象的启发又提出新的猜想：猜想3：拱形纸板承受压力的大小可能与拱形纸板拱起的程度有关。为了验证猜想3，请你帮助王聪在上述操作的基础上继续设计实验方案：步骤四：在这张大纸上再裁出_______________________________的小纸板D，_____________________________________________________________________在拱形纸板的上面不断增加重物，直到它塌下去，记录此时中午的重力G4；比较实验数据G4与G2的大小，可以验证猜想3【答案】：（1）甲图和乙图纸板的大小相同，而形状不同，是探究拱形纸板承受压力的大小与纸板形状的关系，若G2＞G1，就说明在纸板大小一定时，纸板拱起来（向上凸）所承受的压力比较大，从而验证了猜想1是正确的；拦河大坝要承受巨大的液体压力，根据上面的实验结论，就要做成向右凸的形状；故答案为：正确；1；B．（2）要验证猜想2，即拱形纸板承受压力的大小与纸板大小的关系，就要控制纸板的形状一定，而纸板的大小不同，图甲和图丙符合题意，所以要比较G3和G1的大小关系，从而得出结论；故答案为：G1；（3）要探究拱形纸板承受压力的大小与拱形纸板拱起程度的关系，就要控制纸板的大小（裁剪一个和纸板B大小一样的纸板）、形状相同（纸板和B一样向上拱起），而纸板拱起的程度不同（通过移动两木块的距离来改变纸板的拱起程度）；故答案为：纸板B大小相同；调节两木块的距离，将纸板D弯成与纸板B拱起程度不同的拱形．

1、某同学为了研究阳光对大豆发芽的影响，在两个同样的花盆中种下相同的大豆种子，并且设计如下的实验：这个实验设计应当改进的错误是两个花盆（）花盆光线情况温度水甲向阳处20℃充足乙阴暗处20℃不充足

A．都应该放在向阳处B．都应当浇给充足的水C．温度都应当是0℃D．都应当不浇水2、在植物园中生长着各种各样的植物，春天来了，枫树、柳树长出了绿叶，夏季各种树木都生长的十分茂盛，随着秋季的降临，有的树木叶子开始变黄，枫树的叶子却逐渐变红，而松柏却四季长青，植物园显得绚丽多彩。对自然界中的的这些平常现象，你发现了什么问题，请提出你感兴趣的两个问题___________、___。3、阅读下列材料：《伽利略对摆动的研究》。请学生们一起讨论，回答下面几个问题。某个星期天，伽利略在比萨大教堂惊奇地发现，房顶上挂着的吊灯因为风吹而不停地有节奏地摆动。那么这个吊灯完成一次摆动的时间是否相同呢他想，脉搏的跳动是有规律的，可用来计时。于是他一面按着脉搏，一面注视着灯的摆动。不错，灯每往返摆动一次的时间基本相同，这使他又产生了一个疑问；假如吊灯受到强风吹动，摆得高了一些，它每次摆动的时间还是一样吗伽利略把铁块固定在绳的一端挂起来，再把铁块拉到不同高度让它开始摆动，仍用脉搏细心地测定摆动的时间。结果表明每次摆动的时间仍然相同。这个实验结果证明他的想法是正确的，即“不论摆动的幅度大些还是小些，完成一次摆动的时间是一样的”。这就是物理学中摆的等时性原理。后来，人们对摆动继续深入研究，不仅进一步发现了摆的周期与摆长间的数学关系，并据此发明了钟表。①伽利略通过观察，发现了什么值得注意的现象？

②伽利略怎样提出问题并做出什么猜想？

③伽利略怎样证实了自己的猜想？

4、小红将两个同样的灌满水的烧瓶加热到相同的温度后分别用厚度相同的甲、乙两种保温材料包好，定时测量烧瓶中水的温度。实验过程中室温保持不变。他想用这种方法比较两种材料的保温性能，表中给出了在时刻t（单位是分）测得的两个烧瓶中的水温T1（对应甲材料），T2（对应乙材料）的几组数据。根据这些数据，回答以下问题：t/分0510152025354555658095110125140155T1/℃80726459555150423834302624222120T2/℃80655648433832282624222221212020（1）哪种材料的保温性能较好（2）当时的室温大约是多少（3）在这些水温数据中，哪一个最可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误？

【答案】：1、B2、略3、①灯不停地有节奏地摆动。②从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现中提出问题。灯完成一次摆动的时间是一样或灯的摆幅与完成一次摆动的时间是无关。③用实验证实了自己的猜想。4、（1）甲，（2）20℃，（3）t为35分钟时对应的T1为50℃有误。

课后作业1、某同学为了研究阳光对大豆发芽的影响，在两个同样的花盆中种下相同的大豆种子，并且设计如下的实验：这个实验设计应当改进的错误是两个花盆（）花盆光线情况温度水甲向阳处20℃充足乙阴暗处20℃不充足

A．都应该放在向阳处B．都应当浇给充足的水C．温度都应当是0℃D．都应当不浇水2、在植物园中生长着各种各样的植物，春天来了，枫树、柳树长出了绿叶，夏季各种树木都生长的十分茂盛，随着秋季的降临，有的树木叶子开始变黄，枫树的叶子却逐渐变红，而松柏却四季长青，植物园显得绚丽多彩。对自然界中的的这些平常现象，你发现了什么问题，请提出你感兴趣的两个问题___________、___。3、阅读下列材料：《伽利略对摆动的研究》。请学生们一起讨论，回答下面几个问题。某个星期天，伽利略在比萨大教堂惊奇地发现，房顶上挂着的吊灯因为风吹而不停地有节奏地摆动。那么这个吊灯完成一次摆动的时间是否相同呢他想，脉搏的跳动是有规律的，可用来计时。于是他一面按着脉搏，一面注视着灯的摆动。不错，灯每往返摆动一次的时间基本相同，这使他又产生了一个疑问；假如吊灯受到强风吹动，摆得高了一些，它每次摆动的时间还是一样吗伽利略把铁块固定在绳的一端挂起来，再把铁块拉到不同高度让它开始摆动，仍用脉搏细心地测定摆动的时间。结果表明每次摆动的时间仍然相同。这个实验结果证明他的想法是正确的，即“不论摆动的幅度大些还是小些，完成一次摆动的时间是一样的”。这就是物理学中摆的等时性原理。后来，人们对摆动继续深入研究，不仅进一步发现了摆的周期与摆长间的数学关系，并据此发明了钟表。①伽利略通过观察，发现了什么值得注意的现象？

②伽利略怎样提出问题并做出什么猜想？

③伽利略怎样证实了自己的猜想？

4、小红将两个同样的灌满水的烧瓶加热到相同的温度后分别用厚度相同的甲、乙两种保温材料包好，定时测量烧瓶中水的温度。实验过程中室温保持不变。他想用这种方法比较两种材料的保温性能，表中给出了在时刻t（单位是分）测得的两个烧瓶中的水温T1（对应甲材料），T2（对应乙材料）的几组数据。根据这些数据，回答以下问题：t/分051015