科學方法探究

科學探究專題復習關(guān)注生活體驗快樂科學探究的基本過程提出問題猜想與假設(shè)制定計劃進行實驗收集證據(jù)解釋與結(jié)論反思與評價交流與合作例1科學源于生活有高于生活，日常生活中的許多現(xiàn)象，往往隱含著科學道理，學習科學要善于觀察，善于發(fā)現(xiàn)。【生活發(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。【提出問題】【建立假設(shè)】

假設(shè)一，一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強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)生的壓強可能與氣體的

有關(guān)?！緦嶒烌炞C】為驗證假設(shè)一，進行如下操作。

步驟一，取一根長約為1米一端封閉的細玻璃管，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，重復實驗?！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價交流】科學猜想往往需要一定的事實作為依據(jù)，請寫出一個事實作為猜想“氣體產(chǎn)生的壓強還可能與氣體的質(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)生的壓強越大水銀柱下表面回到標記處一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強與哪些因素有關(guān)？一、提出問題：1.能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒炗^察中發(fā)現(xiàn)與科學有關(guān)的問題。2.能書面或口頭表述這些問題?！咎岢鰡栴}】

。

【實驗探究】在兩個燒杯中，分別加入等量的冷水和鎂條，用酚酞指示劑。實驗過程和現(xiàn)象如圖：

【反思與總結(jié)】

（1）小明得出的實驗結(jié)論是

。

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

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

。

例2小明在學習金屬活動性順序后，知道鉀、鈣、鈉金屬活動性特別強，能與水反應生成堿和氫氣。他想，鎂緊排在鈉后面，它是否也能與水反應呢

？猜想驗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？鎂不能與冷水反應，但能與熱水反應加熱

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

2.對探究的方向和可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果進行推測與假設(shè)。例3在煮湯圓的過程中，湯圓為什么會浮起來?請?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，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)的水蒸氣壓強增大都是可以提出的猜想。走進生活我猜想(一)針對小明探究的問題，提出一個可檢驗的假設(shè)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(二)本實驗可通過液柱移動的快慢來比較小鼠生命活動釋放熱量的快慢，請分析其原理:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(三)為了使實驗現(xiàn)象更明顯，可從哪些方面對實驗進行改進?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。例4為了探究“小鼠生命活動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)計了以下實驗:①取圖甲所示的三個相同裝置。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)置實驗。③將三個裝置放在相同的適宜環(huán)境中進行實驗。（一）空氣中氧氣含量越高，小鼠生命活動釋放熱量越快；（二）小鼠生命活動釋放熱量越快，溫度升高越快，導致玻璃泡內(nèi)氣體膨脹越快，液柱移動越快；（三）（1）空氣中氧氣含量越高，小鼠生命活動釋放熱量越快；

（2）小鼠生命活動釋放熱量越快，溫度升高越快，導致

玻璃璃泡內(nèi)氣體膨脹越快，液柱移動越快；

（3）增加小鼠數(shù)量、換用更細的導管．我猜想我快樂三、制定計劃與設(shè)計實驗1.明確探究目的和已有條件，經(jīng)歷制定計劃與設(shè)計實驗的過程。

2.選擇科學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。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，請選用這些器材（單獨組合）你能做幾個小實驗，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，水和紙片不會掉下來，說明大氣有壓強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)計實驗我能行例6在實驗室小金分別用甲鹽的晶體配置了溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為5%的A溶液和30%的B溶液，但忘了貼標簽，請你運用兩種不同的科學原理，分別設(shè)計兩個簡單實驗來判別這兩瓶溶液。請寫出簡要的實驗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、新鮮蘿卜、甲鹽的晶體。（實驗室的室溫為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，甲鹽的飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(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，植物細胞失水越快，則蘿卜萎蔫的越快。設(shè)計實驗你能行１．在探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系時，如何控制物體的運動速度相同？

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(大小不同的同種材料的圓柱體)，如何控制壓力相同？

讓兩個不等重的物體相互疊放壓在受力面上．有關(guān)控制變量的幾個典型例子：３．在探究電流與電阻的關(guān)系時，如何控制定值電阻兩端的電壓相同？調(diào)節(jié)滑動變阻器．(若定值電阻由小阻值換成大阻值，則應調(diào)節(jié)滑動變阻器，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，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)進行實驗與收集證據(jù)1.能通過觀察和收集實驗數(shù)據(jù)。

2.能通過公共信息資源搜集資料。

3.嘗試評估有關(guān)信息的科學性。

4.會閱讀簡單儀器的說明書，能按書面說明操作。

5.會使用簡單的實驗儀器，能正確記錄實驗數(shù)據(jù)。

6.具有安全操作的意識。

7.認識進行實驗與收集數(shù)據(jù)對科學探究的重要性。

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

2.能對收集的信息進行簡單的比較。

3.能進行簡單的因果推理。

4.經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實驗中歸納科學規(guī)律的過程。

5.嘗試對探究結(jié)果進行描述和解釋。

6.認識分析論證在科學探究中是必不可少的。

例7小東在幫助實驗室整理化學試劑時，發(fā)現(xiàn)一盛有無色溶液（初中化學常用試劑）的試劑瓶，標簽破損（如右圖），請你對該試劑作出猜想，并設(shè)計實驗驗證。（1）猜想：這種試劑可能是

溶液。（2）實驗操作、實驗現(xiàn)象：

；（3）反思：使用、保存藥品時要注意：

；

我探究我快樂（3）使用、保存藥品時要注意：取藥品時，標簽要向著手心；保存藥品時，一般要防潮、密封保存．故答案為：使用時標簽要朝向手心，且要輕拿輕放，保存時要密封，干燥處保存（1）根據(jù)題目給出的信息可知：鈉元素是+1價，因為有兩個鈉原子，因此缺失部分的原子團是-2價；又因為碳酸根和硫酸根的化合價都是-2價，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)？下面請你就這一問題進行探究：（1）你猜生成的物質(zhì)是

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

。（3）你如何通過實驗來證明你在（1）中所做猜測的合理性呢？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，氣團上升。（3）反應時，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，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。請你來探究探究五、反思與評價1.有評估探究過程和探究結(jié)果的意識。

2.能注意假設(shè)與探究結(jié)果間的差異。

3.能注意探究活動中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問題。

4.嘗試改進探究方案。

5.有從評估中吸取經(jīng)驗教訓的意識。

6.認識評估對科學探究的意義。

例9-1月餅袋內(nèi)有一個小紙袋，上面寫著“脫氧劑”。它的作用是除氧，以達到保鮮的目的。三位同學打開包裝袋，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?甲同學認為：灰黑色粉末為氧化銅，紅色粉末是銅粉。乙同學認為：灰黑色粉末為鐵粉，紅色粉末是氧化鐵。丙同學認為：灰黑色粉末是活性炭，紅色粉末是氧化鐵。（1）你認為

同學的猜想較合理，理由是_________________。

例9-2、電燈可以照明，但在停電的時候，我們可以點燃蠟燭照明，請你就這兩種照明方法，從你所學過的化學知識，找出二者3個方面的差異：①_________________

②___________________

③__________________________我評價我快樂六、交流與合作1.能寫出簡單的探究報告。

2.有準確表達自己觀點的意識。

3.在合作中注意既堅持原則又尊重他人。

4.能思考別人的意見，改進自己的探究方案。

5.有團隊精神。

6.認識科學探究中必須有合作精神。探究環(huán)節(jié)甲同學的探究乙同學的探究提出問題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）作出猜想實驗過程中，酚酞變質(zhì)了。猜想一：NaCl猜想二：NaCl、HCl實驗驗證（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，說明甲同學的猜想

（填“成立”或“不成立”）。（2）你認為，在常溫下A2溶液測出的pH應

（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，你認為乙同學的猜想

（填“一”或“二”）成立。交流反思（1）甲、乙同學的實驗中，反應均涉及到的化學方程式是。

（2）A3溶液未變紅，你認為原因是A2溶液

中較多，加入的NaOH溶液未將其完全中和。（3）甲、乙同學經(jīng)過實驗對比探究，一致認為做化學實驗時應注意藥品用量的控制。下圖是甲、乙兩位同學一起在實驗室進行的氫氧化鈉與鹽酸中和反應的實驗。（說明：圖中A1、A2、A3、B1、B2、B3均為溶液編號）根據(jù)上圖實驗，請你與甲、乙同學一起完成下列探究：合作交流我快樂不成立＜淺綠色二NaOH+HCl=NaCl+H2O鹽酸科學探究復習小結(jié)在我們平時的學習中可以利用這樣的步驟進行探究，但是在我們的學業(yè)測試中不可能用這樣的篇幅和大量的時間來測試我們大家，因此我們大家應該注意考察探究能力的重點為：

（1）認識問題、提出問題和假設(shè)能力（2）控制變量實驗方案的設(shè)計能力（3）信息資料的處理、應用和表達能力（4）方案評價能力作業(yè)

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

純堿化學式:Na2CO3含雜質(zhì)NaCl≤5%

2、鐵暴露在空氣中會生銹。不知你注意了沒有，將蘋果切開不久，果肉上就會產(chǎn)生一層咖啡色的物質(zhì)，也好象是生了“銹”一樣。某化學活動小組對此進行了探究?！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)與空氣中的氮氣作用而“生銹”；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，生成咖啡色的物質(zhì)。（二）實驗探究：針對上面的猜想①至猜想⑤，化學活動小組依次設(shè)計了實驗方案，進行了實驗驗證，并依次觀察到下列實驗現(xiàn)象。請你將他們設(shè)計的可行的實驗探究方案，填寫在下表中。猜想可行的實驗方案觀察到的實驗現(xiàn)象猜想①猜想②

猜想③

猜想④

猜想⑤

將一小塊切開