科學探究題的類型與評析含答案

1、科學探究題的類型與評析近年來，中考科學中考查學生探究能力的試題逐年增加，占有較大的比重。這類試題涉及面大、能力要求高、綜合性強、難度大，能夠?qū)W生各方面能力進行全面考查。試題可以根據(jù)科學探究所具有的“提出問題猜想和假設(shè)制定計劃與設(shè)計實驗進行實驗與收集證據(jù)分析與論證評估交流與合作”七個環(huán)節(jié)進行設(shè)計。根據(jù)考查所側(cè)重的探究環(huán)節(jié)來分類，主要有如下六種類型。1.提出問題圖1例題：（05廣東汕頭）圖1是雜技演員演出時的簡圖。根據(jù)圖中的情境，從力學角度出發(fā)提出兩個問題，并選其中一個問題進行解答。示例：男演員跳下彈起女演員時跳板會發(fā)生什么形變？問題1： 問題2： 解答問題（ ） 。分析：在解答這類題型時，首先

2、要通過讀圖，結(jié)合文字說明，理解這是一個演員的彈跳過程，其涉及的主要知識為力學知識，有力的相互作用、力的作用效果，也可延伸至慣性知識、勢能和動能、杠桿知識等都可以，解答問題部分只要與所提的問題相對應(yīng)即可，答案是不固定的。因此也可稱之為開放式的探究題。問題可為：女孩的重力勢能怎樣變化？杠桿的平衡條件是什么？該類探究題側(cè)重于考查學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、語言表達等方面的能力。解題時需要注意的方面有：回答“問題”時，應(yīng)該用一個問句來表達而不能用一個陳述句；所提的問題應(yīng)該與題目設(shè)置的情境有關(guān)。2建立猜想和假設(shè)例題：為了了解火星上是否有生命存在，科學家設(shè)計了一個實驗方案：假如宇宙飛船能將火星土壤帶回地球，我

3、們可將火星土壤放入一個密閉的箱子內(nèi)，然后向箱內(nèi)通入混合氣體（徹底除去微生物）并添加無機鹽和有機營養(yǎng)物質(zhì)。接著我們可以通過測定氣體的成分比例是否發(fā)生變化來得出判斷。這一實驗是基于什么假設(shè)進行的 （ ）A. 具有生命的物體都能進行繁殖B. 具有生命的物體都能進行新陳代謝C. 火星上的生命一定是植物D. 火星上的生命一定是單細胞的生物分析：這是一道綜合了宇宙科學和生命科學的探究題，探究的問題是：火星上是否有生命存在，判斷依據(jù)是：密閉箱子內(nèi)氣體的成分比例是否發(fā)生變化。結(jié)合選項中生物的一些基本特征：如繁殖是生物產(chǎn)生新個體的現(xiàn)象、新陳代謝是指生物體內(nèi)或生物體與外界之間進行物質(zhì)和能量的交換，只有新陳代謝是直

4、接體現(xiàn)出生物與外界環(huán)境之間有物質(zhì)交換，即會直接影響空氣的成分。對于生物體而言，不管是動物、植物還是微生物，不管是單細胞生物還是多細胞生物，都具有生物的一些基本特征。因此，正確的答案為B。解此類題時需要注意的方面有：1、要善于對題目所創(chuàng)設(shè)的情境進行分析，排除干擾因素，抓住主要環(huán)節(jié)。2、當回答“假設(shè)”時，則必須要用一個陳述的語句，而不能是問句。3、所做的假設(shè)應(yīng)該是與情境中的研究過程相符合。3.設(shè)計探究方案例題：某同學學習了“種子萌發(fā)的外界條件”后，動手設(shè)計了一個實驗進行證實。他將三粒大豆種子用細繩系在玻璃棒上，放入盛有水的燒杯中，實驗裝置如圖（甲）所示。請回答下列問題。（1）該實驗是（選填“探索性

5、實驗”或“驗證性實驗”）。（2）經(jīng)過一段時間后，發(fā)現(xiàn)A、B、C三粒種子中，只有B種子萌發(fā)，這說明種子萌發(fā)的外界條件是。（3）如果證實種子萌發(fā)需要適宜的溫度，還必須設(shè)計一個實驗裝置（乙），若你手中只有一粒大豆種子，則種子應(yīng)系在（填“a處”、“b處”、“c處”），（乙）裝置起作用。充足的水充足的氧氣現(xiàn)象種子A無有不發(fā)芽種子B有有發(fā)芽種子C有無不發(fā)芽 分析：該同學是在學習了“種子萌發(fā)的外界條件”之后，已經(jīng)了解影響種子萌發(fā)的外界條件，所以該實驗是驗證性實驗；（乙）裝置起了對照作用。再結(jié)合圖（甲）的實驗，可以列出右表：從表中不難得出種子發(fā)芽的兩個外部條件：充足的水分和氧氣，種子應(yīng)系在b處。一般研究計劃的

6、設(shè)計會涉及以下幾點：研究方法的選定；研究步驟的具體化；采用適當方法控制變量和設(shè)置對照組。此題型要求學生運用已有知識，根據(jù)試題已有的猜想進行驗證，提出自己的探究方案。解此類題時需要注意分析探究活動中的各種條件，注意對多種變量因素的控制。根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯W過的相關(guān)知識來設(shè)計探究方案。4.評價探究方案例題：（05浙江嘉興）對物體下落的快慢與物體輕重的關(guān)系，歷史上曾先后有過兩種不同的觀點：亞里士多德認為重的物體下落得快，而伽俐略認為輕重不同的物體下落的快慢是一樣的。下面是三位同學在研究了物體下落的快慢與物體輕重的關(guān)系后做作的交流：圖2如果亞里士多德的觀點是對的，那么小剛的實驗結(jié)果應(yīng)該是。導致小強和小麗實

7、驗結(jié)果不同的原因，主要是存在的干擾。分析：題中三位同學通過不同的實驗方法得出不同結(jié)論，關(guān)鍵在于實驗條件不同。亞里士多德沒有注意到空氣對下落物體的阻力，如果阻力相同或都沒有阻力，則伽俐略的觀點是正確的。可見，題中小剛改變了相同紙片與空氣的接觸面即下落時受到的空氣阻力不同，從而得出下落快慢不同的實驗結(jié)果，從而說明下落快慢與物體輕重無關(guān)的結(jié)論，因此其實驗結(jié)果是正確的。而小強與小麗實驗結(jié)果不同的原因也在于紙片與空氣接觸面不同所受到的空氣阻力不同這一變量控制的差異導致的。試題提供了幾個探究方案，要求考生對這些方案進行評價。評價能力在新課程標準里有明確要求，但在教學常易被忽略。 解此類題型時須理解原有方案

8、的設(shè)計依據(jù)和意圖，比較分析不同方案的異同處。然后根據(jù)自己的理解和科學知識進行針對性的評價。這類題型既考查了學生比較分析能力，又考查了學生的知識水平，同時，對考生是否敢于挑戰(zhàn)權(quán)威、不迷信的科學精神提出較高要求。5.分析探究結(jié)果例題：（05浙江省卷）：小明和他的伙伴們對科學探究抱有濃厚興趣，下面是他們的一項研究。 研究課題：啤酒瓶打開后逸出氣體的主要成分是什么？實驗準備：用集氣瓶收集滿34瓶從剛打開的啤酒瓶中逸出的氣體。實驗步驟：（1）將帶火星的木條放入集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)木條未復燃，則說明該氣體主要成分不是氣體。（2）將濕潤藍色石蕊試紙放在集氣瓶口，發(fā)現(xiàn)試紙變紅色，則說明該氣體中含有能與水反應(yīng)且生成的

9、溶液顯性的氣體。（3）向另一瓶氣體中傾倒澄清石灰水，振蕩后發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁，則可證明該氣體中一定大量含有氣體。分析：能使木條復燃是檢驗氧氣的方法，木條未復燃則說明氣體不是氧氣；藍色石蕊試紙遇酸顯紅色，遇堿不變色，說明氣體與水反應(yīng)生成的溶液顯酸性；能夠使澄清石灰水變渾濁是二氧化碳所具有的特殊性質(zhì)，所以能夠證明該氣體中一定大量含有二氧化碳氣體。這一道冠以探究之名來考查初中科學知識中氧氣的化學性質(zhì)、酸堿指示劑的變色、二氧化碳的檢驗三個基本知識點，其知識點本身難度不高。因此，在解題時，只要善于排除干擾因素，抓住問題的關(guān)鍵，熟悉科學探究的實質(zhì)，就可大大提高準確程度了?？茖W探究結(jié)果常以各種數(shù)據(jù)、圖表等形式

10、呈現(xiàn)，有些信息還有干擾作用。如何從眾多的信息中分離出有用信息，對有用信息進行整合，都是學生在自主探究中需要的能力要素。這類試題在中考中比較常見，在教學中也比較重視。但由于數(shù)據(jù)處理和圖表識別本身的能力要求較高，對科學知識的依賴性較弱，涉及到自學能力，因此，這類試題仍具有積極的導向作用。6.提出解決方案例題：（05浙江溫州）城市沿街綠化不僅美觀，還有滯塵作用。但是，你知道灰塵會影響植物光合作用嗎?某科技小組選擇了一批生長狀況相似的城市綠化樹種，在8月31日將其噴灑清洗，然后每隔一周對樹葉的灰塵量和光合作用進行測定，得到結(jié)果如表所示。請問： (1)表中這些數(shù)據(jù)說明植物光合作用降低百分比與灰塵量的關(guān)系

11、是 ； (2)你能簡單分析灰塵影響植物光合作用的原因嗎?請寫出一種原因 (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可以建議城市沿街綠化植物的噴灑清洗至少要隔 周進行一次。分析：從表中可以看出，隨著灰塵量的增加植物光合作用降低百分比增加，兩者存在著正比關(guān)系。從光合作用所需的原料與條件可以分析，影響光合作用的主要因素一是二氧化碳、水是否充分供給，二是光照是否有保障。植物葉面上的灰塵既影響了空氣中二氧化碳被植物吸收，也影響了葉面對光的吸收。第3問在書本是找不到答案的，也不能單純地從科學知識入手，它需要多種因素，比如經(jīng)濟成本，實踐可行性等，具有一定的開放性。本題以光合作用為知識載體，但并不考查光合作用原理性知識，卻提出一個

12、學生平時不太注意思考的問題：光合作用與葉面灰塵的關(guān)系，城市綠化與消塵的關(guān)系。要求考生結(jié)合已有的探究成果提出解決問題的方案。大多數(shù)的實驗探究題并不是考查科學探究的所有環(huán)節(jié)，而是根據(jù)實際問題選擇一部分要素進行考查，有側(cè)重地考查學生某些方面的能力。做好科學探究題的關(guān)鍵在于：經(jīng)常地留意身邊與物理相關(guān)的事和物，不斷地進行觀察與積累。在平時的學習中，要積極參與科學探究活動，學習科學知識與技能，努力去嘗試科學探究活動的各個要素，體驗科學探究的樂趣，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度，從而使自己的科學探究能力得到全面提高。探究題一般有大量的情境，包括了問題的提出、探究過程和無關(guān)甚至是干擾信息等，因此閱讀量較大。需要解題者

13、仔細閱讀和理解探究的過程，并結(jié)合自己的知識基礎(chǔ)和解題經(jīng)驗對探究的過程進行分析，尋找整個探究過程中存在的問題、對探究的過程進行評價、推導出最后結(jié)論或提出合理化的建議，因此，心理素質(zhì)也很重要。選編以下典型題供練習：1、1元硬幣的外觀有銀白色的金屬光澤，一些同學認為它可能是鐵制成的.在討論時，有同學提出：“我們可以先拿磁鐵來吸一下”，這時，有位同學手拿一塊磁鐵吸了一下硬幣.就“一些同學認為它可能是鐵制成的”這一環(huán)節(jié)而言，屬于科學探究中的 （ ）A論證 B猜想 C實驗 D分析2、宇宙中星系間的距離在不斷地擴大，這一事實為宇宙形成的哪一種理論提供了最有力的證據(jù)（ ）A盤古開天辟地 B上帝創(chuàng)造了天地和萬物

14、C宇宙大爆炸理論 D“四方上下曰宇，往古來今曰宙”3、如圖是小明同學為探究“植物光合作用所需條件”而進行的實驗操作過程，通過這個實驗說明光合作用需要A二氧化碳 B葉綠體 C光 D水24小時黑暗處理4小時后太陽酒精神碘液變藍不變藍第題圖4、某校自然科學興趣小組用打孔器從葉片中獲得許多葉圓片，抽取其中的空氣，將等量的葉圓片和水倒入3個燒杯中，按下表所示條件進行實驗：燒杯號光照（勒克斯）溫度（）CO2（%）16000150.226000250.236000250.01注：O2在水中溶解度小，葉圓片光合作用放出的O2在細胞間隙積累，能使葉圓片上浮，葉圓片平均上浮所需要的時間可作為光合作用強弱的比較依據(jù)

15、。該實驗在研究何種外界因素對光合作用強度的影響？（ ）A.光照B.溫度C. CO2D.溫度和CO25、據(jù)美聯(lián)社報道，從今年4月26日起，“機遇號”火星探測器由于車輪陷入到細沙中而被困在火星表面的一個沙丘上，一直動彈不得，這與沙丘能夠承受的壓強較小有關(guān)。如果你是火星探測器的設(shè)計者，為了減小探測器對地面的壓強，可行的改進方法是A增大探測器的質(zhì)量B增大車輪與地面的接觸面積 C減小車輪表面的粗糙程度D減少車輪的個數(shù)6、對地球上生命的起源，科學史上有著多種觀點，其中就有一種叫做“宇宙胚種論”的觀點。它認為地球上的生命來自于宇宙的其他天體，通過適當?shù)耐緩降竭_地球。近年來，對一些隕石成分的分析，發(fā)現(xiàn)在其他天

16、體上存在有構(gòu)成生命物質(zhì)的各種有機物，如各種氨基酸等；對一些彗星成分分析，也發(fā)現(xiàn)一些彗星中存在簡單的有機物。由此，你認為“宇宙胚種論”的觀點是 （ ）A. 正確的，應(yīng)當認為地球上的生命來自于宇宙B. 錯誤的，因為課本告訴我們：地球上的生命起源于地球上的非生命物質(zhì)C. 一種沒有任何事實依據(jù)的猜想，沒有任何科學價值D. 一種事實根據(jù)很少的假說，至今既不能證否也不能證實7、小明爸爸的白色衣服沾上了紅葡萄酒，用肥皂洗時，污漬處變成了藍色。小明想：肥皂是堿性的，如果用酸性的米醋來試驗還會變色嗎?請問：(1)小明猜測的紅葡萄酒里可能含有。(2)如果小明的猜測是對的，紅葡萄酒汁遇到米醋會顯 色。8、人的指甲是

17、不斷長長的，但到底是由指甲的哪一部位長長的呢？某同學對此提出假設(shè)：“指甲長長可能是由指甲的根部不斷長長而形成的”。由此他設(shè)計了如下實驗方案：AB指甲油指甲根圖在指甲的中軸線上，按圖所示涂上指甲油（指甲油比較難以擦去，可以在指甲上保持較長時間）。半個月后，觀察、測量并分析。請回答相關(guān)問題：（1）如果該同學的假設(shè)是正確的，則應(yīng)觀察到AB間的距離（選填“增大”、“不變”或“縮短”）。（2）對于指甲的生長，你還想研究的問題是。植物種類甲乙丙丁氣孔數(shù)/cm2上表皮2500089002700下表皮2300294000123009、生物都具有與環(huán)境相適應(yīng)的特性，這種適應(yīng)性表現(xiàn)在生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理等各個方

18、面。如生活在不同環(huán)境中的植物，其葉片上氣孔的數(shù)量和分布是不同的。下表為4種植物葉片上、下表皮的氣孔數(shù)，其中葉片浮于水面生長的植物是。取四枝大小且葉片數(shù)大致相同的乙種植物嫩枝，在光照條件下，依下圖所示的方法進行實驗（凡士林具有密封作用）。實驗開始時各裝置的質(zhì)量相同，24小時后重新測量各裝置的質(zhì)量，質(zhì)量明顯減小的是。（填編號）10、某小組同學用如圖所示的壓強計研究甲、乙兩種液體內(nèi)部的壓強規(guī)律，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。（液體甲的密度小于液體乙的密度）液體甲液體乙實驗序號金屬盒所在深度(厘米)U形管兩側(cè)液面高度差(厘米)實驗序號金屬盒所在深度(厘米)U形管兩側(cè)液面高度差(厘米)11064107220

19、11520133301563010（1）從表中數(shù)據(jù)看，哪一次實驗記錄的數(shù)據(jù)中存在著怎樣的錯誤？ （2）分析比較實驗序號1、2、3的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是： （3）分析比較實驗序號 ，或 的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出結(jié)論：在相同的深度處，液體的密度越大，液體的壓強也越大。11、在學校的元旦聯(lián)歡會上，某同學表演了“水能生火”的魔術(shù)。他向包有過氧化鈉(Na2O2)粉末的脫脂棉上滴水，脫脂棉燃燒起來。小軍很感興趣，于是，他和同學們進行探究。【提出問題】過氧化鈉與水反應(yīng)生成了什么物質(zhì)?為什么脫脂棉會燃燒?【猜想】可能有一種氣體和另一種物質(zhì)生成； 反應(yīng)過程中可能有能量變化【設(shè)計裝置】如右圖所示【實

20、驗探究】實驗一：探究反應(yīng)后生成的氣體是什么?(1)打開右圖裝置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，觀察到試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，用帶火星的木條靠近P處，木條復燃。說明生成的氣體是 。(2)實驗中，還觀察到伸入燒杯中的導管口有氣泡冒出，請解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因。實驗二：繼續(xù)探究反應(yīng)后生成的另一種物質(zhì)是什么?(1)小張猜想另一種物質(zhì)是Na2CO3，小軍認為不可能。小軍的依據(jù)是： 為了證實小軍的看法，請你設(shè)計一個證明CO2不存在的實驗。 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 (2)小軍取反應(yīng)后所得的溶液于試管中，滴人無色酚酞試液，發(fā)現(xiàn)酚酞試液變紅色，說明反應(yīng)后所得的溶液呈 性?！颈磉_】由實驗探究的結(jié)果，寫出過氧化鈉和水反應(yīng)的化學方程式 12、某興趣小組通過往水中加鹽，終于使馬鈴薯漂浮在水面上。由于當時并沒有及時收拾實驗器材，幾天后他們驚奇地發(fā)現(xiàn)原來浮在水面的馬鈴薯又都沉在容器底部，他們決定對這一現(xiàn)象進行研究。對此現(xiàn)象，他們提出了以下幾種猜想： 猜想1：可能由于水的蒸發(fā)，鹽水的密度變大，導致馬鈴薯下沉； 猜想2：可能是馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后質(zhì)量變大，導致馬鈴薯下沉； 猜想3：可能是馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后體積變小，導致馬鈴薯下沉； 經(jīng)過一番討論，他們馬上否定了猜想1，你認為他們否定的理由是_。 接著他們就猜想2和猜想3進行了如下的實