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1、第第5 5节节 科学探究科学探究今天我们就来学习研究问题的方法今天我们就来学习研究问题的方法今天我们就来学习研究问题的方法今天我们就来学习研究问题的方法 科学探究科学探究对于这些问题，大家都思考过，但你有没有研究过？你对于这些问题，大家都思考过，但你有没有研究过？你对于这些问题，大家都思考过，但你有没有研究过？你对于这些问题，大家都思考过，但你有没有研究过？你想知道该如何去研究吗？想知道该如何去研究吗？想知道该如何去研究吗？想知道该如何去研究吗？在日常生活中，有许多问题曾经在我们脑海中盘旋在日常生活中，有许多问题曾经在我们脑海中盘旋过，例如：过，例如：1.1.当我们跳起后，不论跳得多高，为什么
2、总是落到当我们跳起后，不论跳得多高，为什么总是落到地上？地上？ 2.2.为什么一颗小小的种子会长成参天大树？为什么一颗小小的种子会长成参天大树？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解决问题，并通过评价与交流达成共识的过程 。P28-29 天花和牛痘的故事天花和牛痘的故事阅读阅读琴纳通过探究发现天花疫苗的过程大琴纳通过探究发现天花疫苗的过程大致能分为哪些步骤？致能分为哪些步骤？往人的鼻孔吹痘痂粉
3、可预防天花；往人的鼻孔吹痘痂粉可预防天花；养牛场挤奶女工中没有患天花的；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。已经得过天花的人不会再感染天花。可能得过一次天花可能得过一次天花, ,人体会产生免疫力人体会产生免疫力将牛痘脓浆接种到人身上将牛痘脓浆接种到人身上观察是否产生免疫力。观察是否产生免疫力。琴纳发现了什么问题？琴纳发现了什么问题？琴纳提出了怎样的假设？琴纳提出了怎样的假设？琴纳琴纳制定了什么计划？制定了什么计划？琴纳琴纳收集了什么证据？收集了什么证据？接种牛痘的男孩一个多月后，再接接种牛痘的男孩一个多月后，再接种人类的天花痘浆，没有出现任何种人类的天花痘浆，没有出现
4、任何天花病症。天花病症。琴纳作出了什么解释？琴纳作出了什么解释？上例男孩已经具有抵抗天花的免疫力上例男孩已经具有抵抗天花的免疫力合作与交流？合作与交流？琴纳向世界公布了自己的研究成果琴纳向世界公布了自己的研究成果 我们发现科学探究时，首先要我们发现科学探究时，首先要发现和提出问题发现和提出问题。然后，针对需要探究的问题，根据自己的已有经验、然后，针对需要探究的问题，根据自己的已有经验、科学知识和已掌握的有关该问题的信息，通过思考，科学知识和已掌握的有关该问题的信息，通过思考，建立猜想或假设建立猜想或假设。接着，。接着，对研究的问题制订探究的对研究的问题制订探究的计划，通过观察、实验等途径获取尽
5、可能多的事实计划，通过观察、实验等途径获取尽可能多的事实或证据或证据，对，对猜测或假设进行检验猜测或假设进行检验。如果事实或证据。如果事实或证据与猜测或假设不符，就必须提出新的猜测或假设，与猜测或假设不符，就必须提出新的猜测或假设，重新查找证据重新查找证据然后，用口头或书面报告等形式然后，用口头或书面报告等形式表达，并与他人表达，并与他人讨论和交流讨论和交流探究的过程与结果。探究的过程与结果。 1.1.发现和提出问题发现和提出问题2.2.建立猜想或假设建立猜想或假设 3.3.制订探制订探究的计划，通过观察、实验究的计划，通过观察、实验 4.4.获取获取 事实或证据事实或证据5.5.猜测或假设进
6、行检验猜测或假设进行检验6.6.讨论和交流讨论和交流1.提出问题提出问题2.建立猜想和假设建立猜想和假设3.设计实验方案设计实验方案4.获取事实与证据获取事实与证据5.检验与评价检验与评价6.合作与交流合作与交流科学探究的一般步骤科学探究的一般步骤现象现象 一天晚上，小明在房间里看书，忽然，一天晚上，小明在房间里看书，忽然，悬挂在天花板上的电灯熄灭了。电灯为悬挂在天花板上的电灯熄灭了。电灯为什么会熄灭？什么会熄灭？ 究竟是哪一种原因引究竟是哪一种原因引起电灯熄灭的呢？这是起电灯熄灭的呢？这是需要找出证据来证明的。需要找出证据来证明的。探究案例探究案例 观察附近居观察附近居民楼的灯是否民楼的灯是
7、否还亮还亮有几种可能？有几种可能？亮亮不亮不亮可能小区或可能小区或全村停电了全村停电了打电话询问打电话询问供电局供电局可能自己这可能自己这幢楼停电了幢楼停电了我家对门的我家对门的灯亮吗灯亮吗继续继续亮亮不亮不亮真是本幢楼真是本幢楼停电了停电了自己家停电自己家停电了了查找本楼停查找本楼停电的原因电的原因检查自己家检查自己家的电路故障的电路故障1.1.保险丝可能烧断了？保险丝可能烧断了？保险丝可能烧断了？保险丝可能烧断了？证明：走到另一个房间，证明：走到另一个房间，证明：走到另一个房间，证明：走到另一个房间，打开开关，电灯亮了打开开关，电灯亮了打开开关，电灯亮了打开开关，电灯亮了结论结论结论结论1
8、 1 1 1：保险丝没断，：保险丝没断，：保险丝没断，：保险丝没断，问题出在灯炮上问题出在灯炮上问题出在灯炮上问题出在灯炮上2.2.可能接触不良？可能接触不良？可能接触不良？可能接触不良？证明：拧动灯泡，证明：拧动灯泡，证明：拧动灯泡，证明：拧动灯泡，发现灯仍然不亮。发现灯仍然不亮。发现灯仍然不亮。发现灯仍然不亮。结论结论结论结论2 2 2 2：接触没问题，：接触没问题，：接触没问题，：接触没问题，问题出在灯泡上。问题出在灯泡上。问题出在灯泡上。问题出在灯泡上。3.3.灯泡可能坏了？灯泡可能坏了？灯泡可能坏了？灯泡可能坏了？证明：换了一个新灯泡，证明：换了一个新灯泡，证明：换了一个新灯泡，证明
9、：换了一个新灯泡，灯亮了。灯亮了。灯亮了。灯亮了。结论结论结论结论3 3 3 3：灯泡坏了。：灯泡坏了。：灯泡坏了。：灯泡坏了。 在山西怀仁县发生了一桩无头案：城外的玉米地在山西怀仁县发生了一桩无头案：城外的玉米地里，发现一具尸体。凶手是谁呢里，发现一具尸体。凶手是谁呢? ?在现场上留下一行在现场上留下一行脚印。脚印。 公安局请来了公安局请来了“脚印专家脚印专家”来破案。来破案。 “ “脚脚印专家印专家”仔细观察了脚印，作出了如下判断：仔细观察了脚印，作出了如下判断： “ “这这个罪犯是个个罪犯是个2525岁左右的男人，身高岁左右的男人，身高1 1米米7 7，不胖不瘦。，不胖不瘦。从脚印的走向
10、来看，他朝南窑村走去。从脚印的走向来看，他朝南窑村走去。” ” 公安人员公安人员按照按照“脚印专家脚印专家”的判断，从南窑村查出的判断，从南窑村查出1313个个2525岁岁左右，身高左右，身高1 1米米7 7，男青年，逐一分析，其中有一个，男青年，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。青年确实就是罪犯。 脚印的故事脚印的故事脚印的用途脚印的用途1.1.可以判断个人的体重和胖瘦程度可以判断个人的体重和胖瘦程度2.2.可以大致判断个人的年龄和体力情况可以大致判断个人的年龄和体力情况3.3.可以大致确定发生的时间
11、可以大致确定发生的时间探究：探究：根据人脚印的长度判断人的身高根据人脚印的长度判断人的身高 警察常根据脚印的长度来判断罪犯的身高。考警察常根据脚印的长度来判断罪犯的身高。考古学家也会根据古代人脚印的长度来确定古代人的古学家也会根据古代人脚印的长度来确定古代人的身高。现在，让我们一起来探究人的脚印长度与身身高。现在，让我们一起来探究人的脚印长度与身高的关系吧！高的关系吧！1.提出问题：提出问题：人脚印的长度与身高有什么关系？人脚印的长度与身高有什么关系？2.建立假设：建立假设：人脚印的长度与身高可能存在着一定的关系人脚印的长度与身高可能存在着一定的关系3.设计验证方案：设计验证方案： 提出假设后
12、，需要设计方案来检验这个提出假设后，需要设计方案来检验这个假设。人的脚印长度与身高是否存在某种关假设。人的脚印长度与身高是否存在某种关系，关系如何？为了探究这个问题，你准备系，关系如何？为了探究这个问题，你准备收集哪些证据？通过什么方法来收集？收集哪些证据？通过什么方法来收集？可能可能_ 脚印越长脚印越长, ,身高越高。身高越高。选择测量哪些人选择测量哪些人 选择哪些测量工具选择哪些测量工具4.收集事实证据：收集事实证据： 检验假设时，需要足够的证据。收集证检验假设时，需要足够的证据。收集证据需要记录，表格和图像是很好的记录方式。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
13、。将你获得的数据填在下表中。同同 学学ABC脚印长脚印长身身 高高表表112记录表记录表5.检验假设：检验假设： 根据收集的证据，你得出了什么结论？根据收集的证据，你得出了什么结论？你的假设是否成立？你的假设是否成立？6.交流和评价：交流和评价： 把你探究的结果与其他同学交流，你有把你探究的结果与其他同学交流，你有什么收获和感想？什么收获和感想？科学家们测量了许多人的身高和脚印长度科学家们测量了许多人的身高和脚印长度之后，得出了从脚印长度推算身高的公式：之后，得出了从脚印长度推算身高的公式： 身高身高( (厘米厘米) )脚印长度脚印长度( (厘米厘米)6.876 )6.876 脚印探究案例脚印
14、探究案例提出问题提出问题建立假设建立假设设计实验方案设计实验方案收集事实证据收集事实证据检验假设检验假设评价与交流评价与交流人脚印与身高有什么关系？人脚印与身高有什么关系？你认为什么关系呢？你认为什么关系呢？通过什么方法收集呢？通过什么方法收集呢？记录和处理数据记录和处理数据你的结论对了吗？你的结论对了吗？拿结果和你的同学交流拿结果和你的同学交流 科学探究并不神秘，科学探究并不神秘，科学探究并不神秘，科学探究并不神秘，它存在我们的日常生活它存在我们的日常生活它存在我们的日常生活它存在我们的日常生活之中，只要我们学会观之中，只要我们学会观之中，只要我们学会观之中，只要我们学会观察察察察, , ,
15、 , 善于质疑，勤思考，善于质疑，勤思考，善于质疑，勤思考，善于质疑，勤思考，多动手，就一定会有更多动手，就一定会有更多动手，就一定会有更多动手，就一定会有更多的收获和创造。多的收获和创造。多的收获和创造。多的收获和创造。 探究：盒子里有什么探究：盒子里有什么给你一个密封的盒子，里面有一个小物体。给你一个密封的盒子，里面有一个小物体。在不打开盒子的前提下，想知道盒子里装在不打开盒子的前提下，想知道盒子里装的小物体是什么，你会用什么办法呢？的小物体是什么，你会用什么办法呢？盒子是装的是什么呢？盒子是装的是什么呢？摇一摇，估计摇一摇，估计物体的大小，物体的大小，即体积。即体积。掂一掂，估掂一掂，估
16、计物体的质计物体的质量。量。用磁铁吸一吸，用磁铁吸一吸，判断物体有没有判断物体有没有磁性。磁性。翻一翻，判翻一翻，判断物体的形断物体的形状。状。提出提出猜想猜想建立建立假设假设制定制定方案方案设计设计实验实验实施实施方案方案收集收集证据证据检验检验假设假设得出得出结论结论 发现发现问题问题提出提出问题问题评价评价与与交流交流黑盒黑盒子里子里装着装着什么什么？1 1。摇一摇。摇一摇知道体积知道体积2 2。掂一掂。掂一掂知道质量知道质量3 3。吸一吸。吸一吸知道磁性知道磁性4 4。翻一翻。翻一翻知道形状知道形状实实验验并并记记录录得出得出结论结论黑盒黑盒子里子里装的装的是是各各种种脚脚印印 少年罪
17、犯步子短，脚印瘦小，脚印之间的少年罪犯步子短，脚印瘦小，脚印之间的距离往往不规则，步行的路线往往弯曲。距离往往不规则，步行的路线往往弯曲。 青年罪犯往往脚印大，步子跨得大，脚青年罪犯往往脚印大，步子跨得大，脚印间的距离均匀，走直线。印间的距离均匀，走直线。 中年罪犯走路中年罪犯走路稳、慢，脚印间的距离变短。稳、慢，脚印间的距离变短。 老年罪犯的步幅变得更短，足迹中脚后老年罪犯的步幅变得更短，足迹中脚后跟的压力比脚掌重。跟的压力比脚掌重。 步伐很乱，脚印间距离不匀，说明罪犯步伐很乱，脚印间距离不匀，说明罪犯可能精疲力尽，或者已经受了伤。可能精疲力尽，或者已经受了伤。 脚印的脚印的后跟凹印很深，前
18、掌浅，说明走路的人挺后跟凹印很深，前掌浅，说明走路的人挺胸收腹，身子比较直。胸收腹，身子比较直。 午夜，下了一场雨。脚印上有午夜，下了一场雨。脚印上有许多麻点，说明是雨前留下的。许多麻点，说明是雨前留下的。麻点少而浅，说明是在雨快住麻点少而浅，说明是在雨快住了的时候留下的。脚印光滑，了的时候留下的。脚印光滑，没有麻点，那无疑是雨后留下没有麻点，那无疑是雨后留下的。的。 夏秋之夜，上半夜留下的夏秋之夜，上半夜留下的脚印，上面往往有昆虫爬过的脚印，上面往往有昆虫爬过的痕迹。下半夜留下的脚印，由痕迹。下半夜留下的脚印，由于地面比较潮，泥土易碎裂，于地面比较潮，泥土易碎裂，脚印的边缘往往不很清楚。脚印
19、的边缘往往不很清楚。 我们一起探究自行车胎漏气的原因我们一起探究自行车胎漏气的原因?提出问提出问题题车胎什么地方漏了？车胎什么地方漏了？建立假建立假设设可能是车胎破了；可能是车胎破了；可能是气嘴的螺丝松了；可能是气嘴的螺丝松了；可能是可能是气嘴里的小橡皮管（气门芯）坏气嘴里的小橡皮管（气门芯）坏了；了；可能是可能是获取事获取事实与证实与证据据仔细仔细查看了外胎；查看气嘴的螺丝；查看了外胎；查看气嘴的螺丝；查看气门芯查看气门芯; ;把充气的内胎放到水里把充气的内胎放到水里.检验与评检验与评价价原来是自行车的内胎破了。原来是自行车的内胎破了。(1)(1)能从日常生活中发现与科学有关的问题。能从日常
20、生活中发现与科学有关的问题。(2)(2)能从科学的角度较明确地表述这些问题能从科学的角度较明确地表述这些问题提出问题提出问题比如：人的脚印长度与身高可能成比例关比如：人的脚印长度与身高可能成比例关系或者其它的可能，都可以假设系或者其它的可能，都可以假设 建立假设建立假设(1)能对问题的答案提出假设能对问题的答案提出假设(2)能对实验结果进行预测能对实验结果进行预测可设计从不同人群中来收集数据，分别从不同可设计从不同人群中来收集数据，分别从不同年龄，不同性别，不同体重的人群中实验。年龄，不同性别，不同体重的人群中实验。设计实验方案设计实验方案(1)明确实验目的和已有条件，制定实验方案。明确实验目
21、的和已有条件，制定实验方案。(2)尝试选择实验方法及需要的装置与器材。尝试选择实验方法及需要的装置与器材。(3)认识到制定计划的作用。认识到制定计划的作用。(1) (1) 能用不同方式收集实验数据。能用不同方式收集实验数据。(2) (2) 如实记录实验数据，知道重复收集实验如实记录实验数据，知道重复收集实验 数据的意义。数据的意义。(3) (3) 能对实验数据进行分析处理。能对实验数据进行分析处理。 （求平均值）（求平均值）收集事实证据收集事实证据表格和图象等是很好的记录方式表格和图象等是很好的记录方式 (1)(1)尝试根据实验现象和数据得出结论尝试根据实验现象和数据得出结论(2)(2)能对实验结果进行解释和描述。能对实验结果进行解释和描述。(3)(3)认认识识到到对对实实验验数数据据进进行行分分析析论论证证是是必必不不可少的。可少的。检验假设检验假设可以求身高和脚印长度的比值，然后求平均值可以求身高和脚印长度的比值，然后求平均值( (1)1)能写出实验探究报告。能写出实验探究报告。(2)(2)在合作中注意既坚持原则又尊重他人在合作中注意既坚持原则又尊重他人(3)(3)有合作精神。有合作精神。(4)(4)认识到必须有交流与合作的乐趣。认识到必须有交流与合作的乐趣。交交 流流
