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1、科学研究的过程和方法科学研究的过程和方法市四中 1认识问题认识问题提出假说提出假说设计研究计划设计研究计划实行研究实行研究记录结果记录结果分析和解释结果分析和解释结果结论的推出和评价结论的推出和评价问题解决问题解决假说修改假说修改重新修改重新修改重复重复科学研究过程的一般步骤科学研究过程的一般步骤2科学研究的能力科学研究的能力:1.认识问题的能力和提出假说的能力认识问题的能力和提出假说的能力2.研究计划的设计和实行的能力研究计划的设计和实行的能力3.研究资料的分析和解释能力研究资料的分析和解释能力4.推出结论和评价的能力推出结论和评价的能力3例例1如右图所示的密闭装置如右图所示的密闭装置,一株
2、植物和一支蜡烛放在透明一株植物和一支蜡烛放在透明钟罩的底部。假如减少钟罩中钟罩的底部。假如减少钟罩中的二氧化碳的量，同时增加氧的二氧化碳的量，同时增加氧气的量，点燃蜡烛，蜡烛燃烧气的量，点燃蜡烛，蜡烛燃烧一分钟后自行熄灭。三天后，蜡烛被一个电装置重新点燃，一分钟后自行熄灭。三天后，蜡烛被一个电装置重新点燃，并在熄灭前燃烧了一分钟。请据图回答下列问题：并在熄灭前燃烧了一分钟。请据图回答下列问题：（1）这个实验回答了下列哪一个问题（）这个实验回答了下列哪一个问题（）A.是否植物所有的部分都吸收是否植物所有的部分都吸收CO2，放出，放出O2B.植物是否需要阳光才吸收植物是否需要阳光才吸收CO2，放出
3、，放出O2C.植物与燃烧的蜡烛对空气是否有同样的效果植物与燃烧的蜡烛对空气是否有同样的效果D.植物吸收植物吸收CO2的数量是否大于释放的的数量是否大于释放的O2的数量的数量D4如右图所示的密闭装置如右图所示的密闭装置,一株一株植物和一支蜡烛放在透明钟罩植物和一支蜡烛放在透明钟罩的底部。假如减少钟罩中的二的底部。假如减少钟罩中的二氧化碳的量，同时增加氧气的氧化碳的量，同时增加氧气的量，点燃蜡烛，蜡烛燃烧一分量，点燃蜡烛，蜡烛燃烧一分钟后自行熄灭。三天后，蜡烛被一个电装置重新点燃，钟后自行熄灭。三天后，蜡烛被一个电装置重新点燃，并在熄灭前燃烧了一分钟。请据图回答下列问题：并在熄灭前燃烧了一分钟。请
4、据图回答下列问题：（2）你得出这种结论的理由是什么？）你得出这种结论的理由是什么？三天后蜡烛又能被点燃三天后蜡烛又能被点燃,表明氧气的含量增加了。表明氧气的含量增加了。而增加的氧气是植物光合作用放出的氧气和呼而增加的氧气是植物光合作用放出的氧气和呼吸作用放出的二氧化碳的差额吸作用放出的二氧化碳的差额5如右图所示的密闭装置如右图所示的密闭装置,一株一株植物和一支蜡烛放在透明钟罩植物和一支蜡烛放在透明钟罩的底部。假如减少钟罩中的二的底部。假如减少钟罩中的二氧化碳的量，同时增加氧气的氧化碳的量，同时增加氧气的量，点燃蜡烛，蜡烛燃烧一分量，点燃蜡烛，蜡烛燃烧一分钟后自行熄灭。三天后，蜡烛被一个电装置重
5、新点燃，钟后自行熄灭。三天后，蜡烛被一个电装置重新点燃，并在熄灭前燃烧了一分钟。请据图回答下列问题：并在熄灭前燃烧了一分钟。请据图回答下列问题：(3)为确保结论的正确为确保结论的正确,必须适当地更换实验条件必须适当地更换实验条件,进行对比进行对比实验。为此应当更改下列哪项实验条件（实验。为此应当更改下列哪项实验条件（）换用一个较大的钟罩换用一个较大的钟罩B.去掉植物去掉植物C.去掉蜡烛去掉蜡烛D.用汇聚光束点燃蜡烛用汇聚光束点燃蜡烛B6例题例题2某人做了这么一个实验：某人做了这么一个实验：制备培养基，等量分制备培养基，等量分装在试管中，并进行灭菌。装在试管中，并进行灭菌。将平菇菌种经无菌操作将
6、平菇菌种经无菌操作等量接种到培养基中。等量接种到培养基中。把接种后的培养基放在两个把接种后的培养基放在两个培养基箱中，一个为对照组，另一个培养箱的中央放培养基箱中，一个为对照组，另一个培养箱的中央放入磁铁，并按不同直径的圆周放入入磁铁，并按不同直径的圆周放入3圈实验组培养基圈实验组培养基（见图）。（见图）。每日做观察记每日做观察记录，其中包括测量菌丝录，其中包括测量菌丝的长度，观察菌丝的长的长度，观察菌丝的长度，观察菌丝色泽等。度，观察菌丝色泽等。该实验要研究的问题该实验要研究的问题是（是（）A.磁场对培养基的影响有哪些磁场对培养基的影响有哪些B.培养基对平菇生长有哪些影响培养基对平菇生长有哪
7、些影响C.磁场对平菇生长有什么影响磁场对平菇生长有什么影响D.利于平菇生长的环境因素有哪些利于平菇生长的环境因素有哪些C7 例题例题3 3 空气中的含菌量是衡量空气质量的指标之一空气中的含菌量是衡量空气质量的指标之一, ,为了检测为了检测学校生物实验室、教室、校长室、小树林四个地方空气中的含菌情学校生物实验室、教室、校长室、小树林四个地方空气中的含菌情况况, ,请利用所提供条件设计一个简单实验。请利用所提供条件设计一个简单实验。 (1)(1)请用请用100100毫升量筒、四副培养皿、煮沸过的洗碗水毫升量筒、四副培养皿、煮沸过的洗碗水, ,设计取样的设计取样的实验步骤。实验步骤。 (2)(2)请
8、用请用4 4只试管、滴管、只试管、滴管、0.001%0.001%亚甲基蓝溶液亚甲基蓝溶液, ,设计检测的实验步设计检测的实验步骤。骤。 (3)(3)实验结果的预测及分析实验结果的预测及分析. .(4)(4)你所设计的实验检测到的是你所设计的实验检测到的是_细菌的相对数量。细菌的相对数量。 用量筒取等量的煮沸过的洗碗水分别倒入用量筒取等量的煮沸过的洗碗水分别倒入4 4只培养皿中；只培养皿中；分别将以上四只培养皿暴露放置于四个场所；分别将以上四只培养皿暴露放置于四个场所；静置静置1 13 3天后，同天后，同时加盖取回。时加盖取回。 分别取等量的洗碗水放入分别取等量的洗碗水放入4 4只试管中；只试管
9、中；在每只试管内滴加在每只试管内滴加5 51010滴滴0.001%0.001%亚甲基蓝溶液置于温暖处。亚甲基蓝溶液置于温暖处。 根据四支试管内洗碗水在相同时间根据四支试管内洗碗水在相同时间内褪色的程度，来判定空气中含菌量，褪色程度最大的空气中含菌内褪色的程度，来判定空气中含菌量，褪色程度最大的空气中含菌量相对最高，褪色程度最小的，空气中含菌量最低量相对最高，褪色程度最小的，空气中含菌量最低好氧性好氧性8例例4有一假说有一假说:水果和蔬菜切开后水果和蔬菜切开后,质量的变化质量的变化可解释为是它们内部水分散失所致。下图所示的是两可解释为是它们内部水分散失所致。下图所示的是两个试图验证该假说的实验方
10、案的部分情景，实验材料个试图验证该假说的实验方案的部分情景，实验材料是均匀剖开的胡萝卜。是均匀剖开的胡萝卜。根据图示回答下列问题：根据图示回答下列问题：（1）能验证该假说的情景是）能验证该假说的情景是_。（2）作出这种判断的理由是）作出这种判断的理由是_。情境情境有对比有对比,情境情境无无对对比比情境情境情境情境9例例5某同学为了研究植物的呼吸作用某同学为了研究植物的呼吸作用,自行设计如下自行设计如下实验实验:取取A、B、C、三只相同的瓶子。、三只相同的瓶子。A放入十几粒萌发的放入十几粒萌发的种子；种子；B不放；不放；C中放入同样多的死种子；然后取三张相中放入同样多的死种子；然后取三张相同的湿
11、润蓝色石蕊试纸，将其悬挂在瓶中。据此回答下列同的湿润蓝色石蕊试纸，将其悬挂在瓶中。据此回答下列问题：问题：（1）该实验属于）该实验属于_(探索性、验证性探索性、验证性)(2)经过一段时间后经过一段时间后,发现发现A瓶瓶_,由此现象说由此现象说明植物呼吸作用的内部条件是明植物呼吸作用的内部条件是_。（3）实验设计）实验设计B瓶的作用瓶的作用_。探索性探索性试纸呈红色试纸呈红色活细胞活细胞对比作用对比作用ABC10例题例题6某研究性学习小组为了探究昆虫对不同颜色的趋向性，进行某研究性学习小组为了探究昆虫对不同颜色的趋向性，进行了如下实验：（了如下实验：（1）把）把6种颜色纸各种颜色纸各3张分别粘在
12、张分别粘在20cm30cm大小的大小的纸板上，粘面朝上；（纸板上，粘面朝上；（2）同时把）同时把6种颜色的纸板分别放置于三个种颜色的纸板分别放置于三个实验地点；（实验地点；（3）两个小时后，收集纸板，观察各颜色纸板上留下）两个小时后，收集纸板，观察各颜色纸板上留下的昆虫数目，结果如下表。由表中的数据，你可以发现蓝、黑二的昆虫数目，结果如下表。由表中的数据，你可以发现蓝、黑二色较能吸引苍蝇，色较能吸引苍蝇，颜色较能吸引蚜虫。颜色较能吸引蚜虫。颜色颜色粘附昆虫的种类粘附昆虫的种类粘附昆虫的数目粘附昆虫的数目湖边湖边树丛树丛中中草坪上草坪上黄黄434549绝大多数是蚜虫绝大多数是蚜虫黑黑961613
13、只有苍蝇，没有蚜虫只有苍蝇，没有蚜虫白白324247基本上是蚜虫基本上是蚜虫绿绿404344大部分是蚜虫，还有些小昆虫大部分是蚜虫，还有些小昆虫红红111012种类比较均匀种类比较均匀蓝蓝81310大部分是苍蝇，没有蚜虫大部分是苍蝇，没有蚜虫黄色白色绿色黄色白色绿色11例例7下面是自然科学兴趣小组的同学从有关资料中查下面是自然科学兴趣小组的同学从有关资料中查到的水的沸点和大气压关系的曲线及通过实验测量得到的到的水的沸点和大气压关系的曲线及通过实验测量得到的某种对人体有害细菌在不同温度下的成活情况的图线。某种对人体有害细菌在不同温度下的成活情况的图线。根据上面图形回答问题根据上面图形回答问题:（
14、1）下列说法错误的是）下列说法错误的是()A.为杀死这种细菌为杀死这种细菌,应将它们放在应将它们放在120环境中环境中B.这种细菌最适合于这种细菌最适合于50的环境中的环境中C.随着气温的转暖随着气温的转暖,该细菌对人体的危害性增大该细菌对人体的危害性增大D.细菌的环境因素仅跟温度有关细菌的环境因素仅跟温度有关.D12(2)某同学想采用高压锅煮沸杀菌某同学想采用高压锅煮沸杀菌,高压锅内高压锅内的气压不少于的气压不少于_帕。帕。2.02105降温到降温到-20（3）除了上述方法外，你还可采用）除了上述方法外，你还可采用_的方法灭菌。的方法灭菌。13例例8为了研究氟化物与人体牙齿抗腐蚀的关系，科学
15、为了研究氟化物与人体牙齿抗腐蚀的关系，科学家在一条有关天然氟化物的河流的两岸随机抽样家在一条有关天然氟化物的河流的两岸随机抽样1000儿童儿童做牙齿检查，做牙齿检查，其中一半为其中一半为5岁儿童，另一半为岁儿童，另一半为12岁儿童。岁儿童。图中显示儿童腐烂的、掉了的或修补牙齿数。图中显示儿童腐烂的、掉了的或修补牙齿数。北岸儿童（每升水中含氟化物北岸儿童（每升水中含氟化物0.25克克)南岸儿童南岸儿童(每升水中含氟化物每升水中含氟化物1.40克克)5岁组岁组12岁组岁组14下面是某人对上面的图形作出的叙述下面是某人对上面的图形作出的叙述,你认为不你认为不正确的是正确的是()A.5岁幼儿比岁幼儿比
16、12岁小孩蛀牙多岁小孩蛀牙多B.使用一定含量氟化物的牙膏可能有利于防止蛀使用一定含量氟化物的牙膏可能有利于防止蛀牙牙C.北岸儿童比北岸儿童比南岸儿童的蛀牙多南岸儿童的蛀牙多D.氟化物含量越高对人体的抗腐蚀能力强氟化物含量越高对人体的抗腐蚀能力强D15例例9研究研究pH值对酶活性的影响：准备值对酶活性的影响：准备5只含有等量蛋白只含有等量蛋白酶溶液但酶溶液但pH值各不相同的试管，每只试管中加一块值各不相同的试管，每只试管中加一块1cm的正方体凝固蛋白块，试管置于的正方体凝固蛋白块，试管置于25室温条件下，室温条件下，记录蛋白块完全消失的时间（见下表）记录蛋白块完全消失的时间（见下表）试管（不同试
17、管（不同pH值）值） 12345蛋白块完全消失的蛋白块完全消失的时间（分钟）时间（分钟）1391145135（1）请以两种方法改进实验，使实验在更短的时间内完）请以两种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。成。（2）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行怎样改正？进行怎样改正？16科学研究中运用的科学方法：科学研究中运用的科学方法：1.观察法观察法2.实验法实验法3.比较法比较法4.分类法分类法5.归纳法归纳法6.演绎法演绎法7.分析法分析法8.综合法综合法9.数学方法数学方法10.科学调查法科学调查法11.科学假说科学假说17例例4将
18、生长状况相同的同一种树的幼苗分成若干组，将生长状况相同的同一种树的幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温组合下生长（其他各种条件都相分别置于不同日温和夜温组合下生长（其他各种条件都相同）。一定时间后测定幼苗的高度，结果如下表：同）。一定时间后测定幼苗的高度，结果如下表：1117 2330 33.219.9 23 30.7 24.9 15.8 17 16.8 10.9 请据表回答下列问题：请据表回答下列问题：（1 1）幼苗生长最快的温度组合是：日温）幼苗生长最快的温度组合是：日温_，夜温，夜温_。 幼苗生长最慢的温度组合是：日温幼苗生长最慢的温度组合是：日温_，夜温，夜温_。（2 2）出现上述结
19、果的原因是：）出现上述结果的原因是：日温日温夜温夜温注：标注：标“一一”为该组合未做实验为该组合未做实验30171717白天温度高白天温度高,有利于幼苗进行光有利于幼苗进行光合作用合作用,合成有机物。幼苗在夜间只进行呼吸作用，温度高时呼吸作合成有机物。幼苗在夜间只进行呼吸作用，温度高时呼吸作用强烈，有机物消耗多，对生长不利。昼夜温差大，有利积累有机用强烈，有机物消耗多，对生长不利。昼夜温差大，有利积累有机物，幼苗生长快物，幼苗生长快18例例5某同学为了研究环境中重金属元素对生物的污某同学为了研究环境中重金属元素对生物的污染情况染情况,分别测定了池塘和草原生态系统中某种重金属分别测定了池塘和草原
20、生态系统中某种重金属元素在各种生物体内的质量分数元素在各种生物体内的质量分数,结果如下表所示。请结果如下表所示。请根据下表回答下列问题。根据下表回答下列问题。生物及环境生物及环境因素因素重金属质量重金属质量分数分数106土壤土壤0.01秃鹫秃鹫12猫头鹰猫头鹰5鼠鼠0.2草草0.02生物及环境生物及环境因素因素重金属质量重金属质量分数分数106池塘水池塘水0.02浮游动物浮游动物2浮游植物浮游植物0.5小鱼小鱼5大鱼大鱼10(1)重金属元素在生物体内分布有什么规律重金属元素在生物体内分布有什么规律?(2)从本调查中所获得的上述规律从本调查中所获得的上述规律,是否能用于分析其他是否能用于分析其他生态系统的情况生态系统的情况?原因是什么原因是什么?19（1）越到食物链的顶端，生物体内的重金）越到食物链的顶端，生物体内的重金属元素的质量分数越大属元素的质量分数越大（2）不能用于分析其他生态系统，原因）不能用于分析其他生态系统，原因是是这个规律是仅从两个生态系统中归纳出来的，这个规律是仅从两个生态系统中归纳出来的，目前支持的证据不足，还不能确定它是一种目前支持的证据不足，还不能确定它是一种适用于一切生态系统的一般规律适用于一切生态系统的一般规律20
