科學(xué)方法探究

科學(xué)探究專題復(fù)習(xí)關(guān)注生活體驗(yàn)快樂科學(xué)探究的基本過程提出問題猜想與假設(shè)制定計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)解釋與結(jié)論反思與評(píng)價(jià)交流與合作例1科學(xué)源于生活有高于生活，日常生活中的許多現(xiàn)象，往往隱含著科學(xué)道理，學(xué)習(xí)科學(xué)要善于觀察，善于發(fā)現(xiàn)?！旧畎l(fā)現(xiàn)】①自行車在烈日暴曬，車胎容易發(fā)生爆炸。②壓縮一段封閉在注射器內(nèi)的空氣，發(fā)現(xiàn)越壓縮越封閉?！咎岢鰡栴}】【建立假設(shè)】

假設(shè)一，一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)可能與氣體的溫度有關(guān)；假設(shè)二，一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)可能與氣體的

有關(guān)?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】為驗(yàn)證假設(shè)一，進(jìn)行如下操作。

步驟一，取一根長約為1米一端封閉的細(xì)玻璃管，在室溫（20℃）下用水銀封閉一端空氣住，將玻璃管豎直固定，并在玻璃管上標(biāo)出水銀下表面的位置如圖所示。步驟二，將空氣柱浸入50℃的水中，待水銀柱不在上升后，往玻璃管內(nèi)注入水銀直到

為止。步驟三，將空氣柱浸入80℃的水中，重復(fù)實(shí)驗(yàn)?！粳F(xiàn)象描述】空氣柱的溫度越高，上方的水銀柱也越長?！镜贸鼋Y(jié)論】

?！驹u(píng)價(jià)交流】科學(xué)猜想往往需要一定的事實(shí)作為依據(jù)，請(qǐng)寫出一個(gè)事實(shí)作為猜想“氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)還可能與氣體的質(zhì)量有關(guān)”的依據(jù)

。體積籃球內(nèi)氣體充的越多，越難壓縮一定質(zhì)量、一定體積的氣體，溫度越高，產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大水銀柱下表面回到標(biāo)記處一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)？一、提出問題：1.能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)與科學(xué)有關(guān)的問題。2.能書面或口頭表述這些問題?！咎岢鰡栴}】

。

【實(shí)驗(yàn)探究】在兩個(gè)燒杯中，分別加入等量的冷水和鎂條，用酚酞指示劑。實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象如圖：

【反思與總結(jié)】

（1）小明得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

。

（2）小明發(fā)現(xiàn)B試管放置空氣中一會(huì)兒溶液的紅色會(huì)褪色，這說明溶液的堿性減弱了。于是他大膽作出了一個(gè)猜想并設(shè)計(jì)了驗(yàn)證方案：小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自己的猜想是正確的。

(3)一段時(shí)間后，小明觀察到鎂條在熱水中無現(xiàn)象，但當(dāng)他想到買驗(yàn)室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反應(yīng)時(shí)，便有了解釋。他的解釋是

。

例2小明在學(xué)習(xí)金屬活動(dòng)性順序后，知道鉀、鈣、鈉金屬活動(dòng)性特別強(qiáng)，能與水反應(yīng)生成堿和氫氣。他想，鎂緊排在鈉后面，它是否也能與水反應(yīng)呢

？猜想驗(yàn)證方案可能是氫氧化鎂的溶解度受溫度的影響，溫度降低，溶解度變小，從而導(dǎo)致從溶液堿性的減弱。將腿色后的溶液

，如果溶液變紅，說明小明的猜想正確。鎂是否能與水反應(yīng)？鎂不能與冷水反應(yīng)，但能與熱水反應(yīng)加熱

鎂條表面覆蓋了難溶于水的氫氧化鎂，導(dǎo)致反應(yīng)終止我發(fā)現(xiàn)我快樂二、猜想與假設(shè)1.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)對(duì)問題的成因提出猜想。

2.對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測(cè)與假設(shè)。例3在煮湯圓的過程中，湯圓為什么會(huì)浮起來?請(qǐng)?zhí)岢瞿愕牟孪氩⒔o出說明。

我的猜想及根據(jù)是：

。還有可能的猜想及根據(jù)是：

。

提示：湯圓煮熟后，一般來說因吸水會(huì)變重，但原來沉底的湯圓反而浮了起來，說明所受浮力增大，且浮力的增加量超過重力的增加量，而從浮力的增加可以推定湯圓體積增大。這樣的推理過程，不僅要求掌握有關(guān)的知識(shí)，而且要有分析問題的清晰思路和能力。而關(guān)于湯圓體積增大的原因，湯圓皮、餡和湯圓內(nèi)的空氣受熱膨脹，湯圓內(nèi)的水蒸氣壓強(qiáng)增大都是可以提出的猜想。走進(jìn)生活我猜想(一)針對(duì)小明探究的問題，提出一個(gè)可檢驗(yàn)的假設(shè)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(二)本實(shí)驗(yàn)可通過液柱移動(dòng)的快慢來比較小鼠生命活動(dòng)釋放熱量的快慢，請(qǐng)分析其原理:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(三)為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，可從哪些方面對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。例4為了探究“小鼠生命活動(dòng)釋放熱量的快慢與空氣中氧氣含量有怎樣的關(guān)系”，小明設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn):①取圖甲所示的三個(gè)相同裝置。②取大小相近、年齡相同、新陳代謝旺盛的同種小鼠若干只，按圖乙設(shè)置實(shí)驗(yàn)。③將三個(gè)裝置放在相同的適宜環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（一）空氣中氧氣含量越高，小鼠生命活動(dòng)釋放熱量越快；（二）小鼠生命活動(dòng)釋放熱量越快，溫度升高越快，導(dǎo)致玻璃泡內(nèi)氣體膨脹越快，液柱移動(dòng)越快；（三）（1）空氣中氧氣含量越高，小鼠生命活動(dòng)釋放熱量越快；

（2）小鼠生命活動(dòng)釋放熱量越快，溫度升高越快，導(dǎo)致

玻璃璃泡內(nèi)氣體膨脹越快，液柱移動(dòng)越快；

（3）增加小鼠數(shù)量、換用更細(xì)的導(dǎo)管．我猜想我快樂三、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1.明確探究目的和已有條件，經(jīng)歷制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程。

2.選擇科學(xué)探究的方法及所需要的器材。

3.考慮影響問題的主要因素，有控制變量的意識(shí)。例5

現(xiàn)有這樣一些器材：玻璃杯一只、硬紙片一張、玻璃棒、雞蛋及足量的水，請(qǐng)選用這些器材（單獨(dú)組合）你能做幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，分別說明相關(guān)的物理現(xiàn)象或規(guī)律。

玻璃杯玻璃棒硬紙片水木塊器材器材選擇簡述做法、現(xiàn)象或規(guī)律1、玻璃杯、水、硬紙片把玻璃杯裝滿水，用硬紙片蓋住上面，倒轉(zhuǎn)過來，水和紙片不會(huì)掉下來，說明大氣有壓強(qiáng)2、玻璃杯、水、硬紙片、雞蛋把玻璃杯中放入半杯水，在杯上放硬紙片，在紙片上放雞蛋，迅速將硬紙片抽去，雞蛋落入水中，說明物體有慣性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)我能行例6在實(shí)驗(yàn)室小金分別用甲鹽的晶體配置了溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的A溶液和30%的B溶液，但忘了貼標(biāo)簽，請(qǐng)你運(yùn)用兩種不同的科學(xué)原理，分別設(shè)計(jì)兩個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)來判別這兩瓶溶液。請(qǐng)寫出簡要的實(shí)驗(yàn)方案和明確的判別依據(jù)。有下列儀器、物品供選擇：量筒、天平、小燒杯、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、漏斗、玻璃棒、濾紙、溫度計(jì)、新鮮蘿卜、甲鹽的晶體。（實(shí)驗(yàn)室的室溫為30℃，30℃甲鹽的溶解度為50g）方案1：判別依據(jù)：方案2：判別依據(jù)：答案：方案1：分別向兩杯溶液中加入等量且少量的甲鹽的晶體，立即有不溶物出現(xiàn)的為30%的溶液，晶體溶解的為5%的溶液。判斷依據(jù)：30℃時(shí)，甲鹽的飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，則5%的為不飽和溶液，所以加晶體立即有不溶物出現(xiàn)的為30%的溶液方案2：取兩份等量的溶液于燒杯中，向溶液中加等規(guī)格的兩塊蘿卜，先萎蔫的30%的溶液。判斷依據(jù)：外界溶液濃度越大，植物細(xì)胞失水越快，則蘿卜萎蔫的越快。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)隳苄校保谔骄縿?dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，如何控制物體的運(yùn)動(dòng)速度相同？

讓質(zhì)量不同的球從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下．２．在探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系時(shí)(大小不同的同種材料的圓柱體)，如何控制壓力相同？

讓兩個(gè)不等重的物體相互疊放壓在受力面上．有關(guān)控制變量的幾個(gè)典型例子：３．在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，如何控制定值電阻兩端的電壓相同？調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器．(若定值電阻由小阻值換成大阻值，則應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使變阻器接入電路的電阻變大）４．在探究電流做功的大小與電壓的關(guān)系時(shí)，如何控制電流相同？在探究電流做功的大小與電流的關(guān)系量，如何控制電壓相同？

用電器串聯(lián)，電流相同；用電器并聯(lián)，電壓相同．四、(1)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)1.能通過觀察和收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.能通過公共信息資源搜集資料。

3.嘗試評(píng)估有關(guān)信息的科學(xué)性。

4.會(huì)閱讀簡單儀器的說明書，能按書面說明操作。

5.會(huì)使用簡單的實(shí)驗(yàn)儀器，能正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

6.具有安全操作的意識(shí)。

7.認(rèn)識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)對(duì)科學(xué)探究的重要性。

四、(2)分析與論證1.能初步描述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或有關(guān)信息。

2.能對(duì)收集的信息進(jìn)行簡單的比較。

3.能進(jìn)行簡單的因果推理。

4.經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律的過程。

5.嘗試對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋。

6.認(rèn)識(shí)分析論證在科學(xué)探究中是必不可少的。

例7小東在幫助實(shí)驗(yàn)室整理化學(xué)試劑時(shí)，發(fā)現(xiàn)一盛有無色溶液（初中化學(xué)常用試劑）的試劑瓶，標(biāo)簽破損（如右圖），請(qǐng)你對(duì)該試劑作出猜想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（1）猜想：這種試劑可能是

溶液。（2）實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

；（3）反思：使用、保存藥品時(shí)要注意：

；

我探究我快樂（3）使用、保存藥品時(shí)要注意：取藥品時(shí)，標(biāo)簽要向著手心；保存藥品時(shí)，一般要防潮、密封保存．故答案為：使用時(shí)標(biāo)簽要朝向手心，且要輕拿輕放，保存時(shí)要密封，干燥處保存（1）根據(jù)題目給出的信息可知：鈉元素是+1價(jià)，因?yàn)橛袃蓚€(gè)鈉原子，因此缺失部分的原子團(tuán)是-2價(jià)；又因?yàn)樘妓岣土蛩岣幕蟽r(jià)都是-2價(jià)，因此這種試劑可能是碳酸鈉或硫酸鈉．故答案為：碳酸鈉或硫酸鈉（2）碳酸鈉的檢驗(yàn)方法是：加入稀鹽酸，再把生成的氣體通入澄清的石灰水中，發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡冒出，石灰水變渾濁，那么這種試劑是碳酸鈉；硫酸鈉的檢驗(yàn)方法是：滴加硝酸鋇溶液后，再加稀硝酸，有白色沉淀生成，滴加稀硝酸后，沉淀不溶解，那么這種試劑是硫酸鈉．

故答案為：取少量待測(cè)試劑，加入稀鹽酸，再把生成的氣體通入澄清的石灰水中（或滴加硝酸鋇溶液后，再加稀硝酸）；大量的氣泡，石灰水變渾濁（或有白色沉淀生成，沉淀不溶解），則這種試劑是碳酸鈉（或是硫酸鈉）；

例8將水加到氧化鈣中后，可看到魄煙霧狀物質(zhì)生成，生成的是什么物質(zhì)？下面請(qǐng)你就這一問題進(jìn)行探究：（1）你猜生成的物質(zhì)是

。（2）有同學(xué)又提出了問題：為什么煙霧還會(huì)在空氣中上升呢？解釋白色煙霧在空氣中上升的原因是

。（3）你如何通過實(shí)驗(yàn)來證明你在（1）中所做猜測(cè)的合理性呢？簡要寫出步驟、器材、現(xiàn)象及結(jié)論。（1）可能是水蒸氣液化成的小水滴，也可能是隨熱氣飄出的氫氧化鈣固體小顆粒，或兩者都有。（2）由于氧化鈣與水反應(yīng)放熱，放出的熱使其上方的空氣被加熱，體積膨脹，密度變小，氣團(tuán)上升。（3）反應(yīng)時(shí)，在其上方罩一干凈的玻璃片，若玻璃片上有液滴出現(xiàn)，則可說明上升的是水蒸氣，若玻璃片上有粉未出現(xiàn)，將粉未濕潤后用PH試紙檢驗(yàn)，呈堿性，則說明上升的是固體小顆粒；若兩種現(xiàn)象均有，則說明上升的煙霧中既有水蒸氣又有氫氧化鈣小顆粒。請(qǐng)你來探究探究五、反思與評(píng)價(jià)1.有評(píng)估探究過程和探究結(jié)果的意識(shí)。

2.能注意假設(shè)與探究結(jié)果間的差異。

3.能注意探究活動(dòng)中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問題。

4.嘗試改進(jìn)探究方案。

5.有從評(píng)估中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的意識(shí)。

6.認(rèn)識(shí)評(píng)估對(duì)科學(xué)探究的意義。

例9-1月餅袋內(nèi)有一個(gè)小紙袋，上面寫著“脫氧劑”。它的作用是除氧，以達(dá)到保鮮的目的。三位同學(xué)打開包裝袋，看到“脫氧劑”為灰黑色粉狀，還有少量的紅色粉末。提出問題：該“脫氧劑”中的黑色、紅色粉末各是什么?甲同學(xué)認(rèn)為：灰黑色粉末為氧化銅，紅色粉末是銅粉。乙同學(xué)認(rèn)為：灰黑色粉末為鐵粉，紅色粉末是氧化鐵。丙同學(xué)認(rèn)為：灰黑色粉末是活性炭，紅色粉末是氧化鐵。（1）你認(rèn)為

同學(xué)的猜想較合理，理由是_________________。

例9-2、電燈可以照明，但在停電的時(shí)候，我們可以點(diǎn)燃蠟燭照明，請(qǐng)你就這兩種照明方法，從你所學(xué)過的化學(xué)知識(shí)，找出二者3個(gè)方面的差異：①_________________

②___________________

③__________________________我評(píng)價(jià)我快樂六、交流與合作1.能寫出簡單的探究報(bào)告。

2.有準(zhǔn)確表達(dá)自己觀點(diǎn)的意識(shí)。

3.在合作中注意既堅(jiān)持原則又尊重他人。

4.能思考別人的意見，改進(jìn)自己的探究方案。

5.有團(tuán)隊(duì)精神。

6.認(rèn)識(shí)科學(xué)探究中必須有合作精神。探究環(huán)節(jié)甲同學(xué)的探究乙同學(xué)的探究提出問題A3溶液為什么不變紅？B3溶液中溶質(zhì)成分是什么？（酚酞不計(jì)）作出猜想實(shí)驗(yàn)過程中，酚酞變質(zhì)了。猜想一：NaCl猜想二：NaCl、HCl實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（1）取少量A3溶液于另一試管中，向其中滴加NaOH溶液，溶液變紅，說明甲同學(xué)的猜想

（填“成立”或“不成立”）。（2）你認(rèn)為，在常溫下A2溶液測(cè)出的pH應(yīng)

（填“＞”、“＝”或“＜”）7。取少量B3溶液加入盛有少量鐵粉的試管中，觀察到有無色氣泡產(chǎn)生，固體逐漸減少，溶液由無色變?yōu)?/p>

。據(jù)此，你認(rèn)為乙同學(xué)的猜想

（填“一”或“二”）成立。交流反思（1）甲、乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)均涉及到的化學(xué)方程式是。

（2）A3溶液未變紅，你認(rèn)為原因是A2溶液

中較多，加入的NaOH溶液未將其完全中和。（3）甲、乙同學(xué)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對(duì)比探究，一致認(rèn)為做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意藥品用量的控制。下圖是甲、乙兩位同學(xué)一起在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的氫氧化鈉與鹽酸中和反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。（說明：圖中A1、A2、A3、B1、B2、B3均為溶液編號(hào)）根據(jù)上圖實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你與甲、乙同學(xué)一起完成下列探究：合作交流我快樂不成立＜淺綠色二NaOH+HCl=NaCl+H2O鹽酸科學(xué)探究復(fù)習(xí)小結(jié)在我們平時(shí)的學(xué)習(xí)中可以利用這樣的步驟進(jìn)行探究，但是在我們的學(xué)業(yè)測(cè)試中不可能用這樣的篇幅和大量的時(shí)間來測(cè)試我們大家，因此我們大家應(yīng)該注意考察探究能力的重點(diǎn)為：

（1）認(rèn)識(shí)問題、提出問題和假設(shè)能力（2）控制變量實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力（3）信息資料的處理、應(yīng)用和表達(dá)能力（4）方案評(píng)價(jià)能力作業(yè)

1、綜合實(shí)踐活動(dòng)小組在進(jìn)行“誠信商品”研究時(shí)，檢驗(yàn)商品標(biāo)簽所列成分及含量與實(shí)際是否相符。隨機(jī)取出市售某種“純堿”樣品（成分說明見圖），經(jīng)檢驗(yàn)雜質(zhì)僅是氯化鈉。準(zhǔn)確稱取樣品10.9克，加入足量的氯化鈣溶液使其完全反應(yīng)，其反應(yīng)式：Na2CO3＋CaCl2＝2NaCl＋CaCO3↓。將反應(yīng)生成的沉淀物經(jīng)過濾，洗滌，烘干，干燥后得到白色固體10克。（1）計(jì)算10.9克樣品中純堿的質(zhì)量。（2）計(jì)算樣品中含純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（3）根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，此純堿▲（選填“可以”或“不可以”）列入“誠信商品”。

純堿化學(xué)式:Na2CO3含雜質(zhì)NaCl≤5%

2、鐵暴露在空氣中會(huì)生銹。不知你注意了沒有，將蘋果切開不久，果肉上就會(huì)產(chǎn)生一層咖啡色的物質(zhì)，也好象是生了“銹”一樣。某化學(xué)活動(dòng)小組對(duì)此進(jìn)行了探究?！咎岢鰡栴}】切開的蘋果“生銹”與什么因素有關(guān)？【猜想與假設(shè)】猜想①：可能與空氣沒有關(guān)系，只是果肉內(nèi)的物質(zhì)自身相互反應(yīng)而“生銹”。猜想②：可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氧氣作用而“生銹”；猜想③：可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氮?dú)庾饔枚吧P”；猜想④：可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的二氧化碳作用而“生銹”；猜想⑤：可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氧氣作用而“生銹”，并且蘋果“生銹”的速度還可能與溫度有關(guān)。

【收集證據(jù)】（一）查閱有關(guān)資料：已知蘋果“生銹”是果肉里的物質(zhì)（酚和酶）與空氣中的一種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成咖啡色的物質(zhì)。（二）實(shí)驗(yàn)探究：針對(duì)上面的猜想①至猜想⑤，化學(xué)活動(dòng)小組依次設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并依次觀察到下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。請(qǐng)你將他們?cè)O(shè)計(jì)的可行的實(shí)驗(yàn)探究方案，填寫在下表中。猜想可行的實(shí)驗(yàn)方案觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象猜想①猜想②

猜想③

猜想④

猜想⑤

將一小塊切開