1.3像科學(xué)家那樣探究（教學(xué)設(shè)計(jì)）七年級科學(xué)上冊高效課堂（浙教版）

1.3像科學(xué)家那樣探究（教學(xué)設(shè)計(jì)）年級七年級授課時(shí)間課題1.3像科學(xué)家那樣探究教學(xué)目標(biāo)科學(xué)觀念：了解科學(xué)探究的基本過程和方法；科學(xué)思維：能夠通過觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方式獲取科學(xué)事實(shí)和證據(jù)；態(tài)度責(zé)任：培養(yǎng)提出問題和解決問題的能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)思維和方法分析和解決實(shí)際問題。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：科學(xué)探究的基本過程難點(diǎn)：運(yùn)用科學(xué)思維和方法分析和解決實(shí)際問題學(xué)情分析本節(jié)內(nèi)容選自浙教版七上第一章第三節(jié)第4課時(shí)。對于初中階段的學(xué)生而言，在科學(xué)探究方面，他們已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)和特點(diǎn)。學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)中初步接觸了一些簡單的觀察和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，對科學(xué)探究有了一定的感性認(rèn)識(shí)。進(jìn)入初中后，隨著學(xué)科知識(shí)的逐漸豐富和深化，他們對科學(xué)探究的理解和實(shí)踐能力也有所發(fā)展。學(xué)生開始對周圍的自然現(xiàn)象和科學(xué)問題表現(xiàn)出更強(qiáng)的好奇心和求知欲，但這種好奇心有時(shí)不夠持久和穩(wěn)定。在學(xué)習(xí)態(tài)度上，大多數(shù)學(xué)生對科學(xué)探究活動(dòng)充滿熱情，但也有少部分學(xué)生因?yàn)閾?dān)心失敗或者覺得自己能力不足而表現(xiàn)出退縮和不自信。在興趣方面，與日常生活緊密相關(guān)、具有趣味性和直觀性的科學(xué)探究主題，能夠極大地激發(fā)學(xué)生的積極性；而一些較為抽象和復(fù)雜的主題，則可能讓部分學(xué)生感到困惑和無趣。總體來說，初中學(xué)生在科學(xué)探究方面既有潛力也有不足，需要教師在教學(xué)中不斷引導(dǎo)和培養(yǎng)，以提高他們的科學(xué)探究能力和素養(yǎng)。教學(xué)準(zhǔn)備課件、課本、視頻、活動(dòng)器材等教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)新課導(dǎo)入2016年，全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”順利發(fā)射，標(biāo)志著我國走向全球量子通信研究的領(lǐng)先地位?！澳犹?hào)”為科學(xué)家的研究創(chuàng)造了新的條件?？茖W(xué)家是怎樣進(jìn)行研究的？新知講授一、生活中的探究1、科學(xué)探究步驟在日常生活中，我們經(jīng)常利用科學(xué)探究解決實(shí)際問題。例如，對手持小電扇不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因進(jìn)行探究。觀察：手持小電扇不轉(zhuǎn)了。提問：手持小電扇為什么不轉(zhuǎn)動(dòng)了？假設(shè)：可能是電池沒電了。預(yù)測：如果這個(gè)假設(shè)是成立的，對其進(jìn)行充電或換上新的電池，手持小電扇應(yīng)該會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)：對手持小電扇充電或換上新的電池。驗(yàn)證：手持小電扇正常轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。思考與討論：1.請根據(jù)上述科學(xué)探究總結(jié)科學(xué)探究的步驟。2.若換上電池或充電后，手持小電扇還是不轉(zhuǎn)動(dòng)，接下來該怎么做？歸納總結(jié)：（1）科學(xué)探究的步驟：（2）若實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果不支持假設(shè)，則應(yīng)該修改或提出新假設(shè)，然后再預(yù)測、實(shí)驗(yàn)，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持假設(shè)。（3）在探究問題時(shí)，我們一般會(huì)先假設(shè)幾種可能的原因，再對每一種原因可能產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行探究，直到找到真正的原因，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。二、科學(xué)家的探究1、科學(xué)探究（1）定義：科學(xué)探究是一個(gè)不斷地發(fā)現(xiàn)問題，通過多種途徑尋求證據(jù)，運(yùn)用創(chuàng)造性思維解決問題，并通過評價(jià)與交流達(dá)成共識(shí)的過程。（2）作用：科學(xué)探究是獲得科學(xué)知識(shí)的一種基本方式。2、青蒿素的發(fā)現(xiàn)歷程①提出科學(xué)問題20世紀(jì)，瘧疾肆虐，奪去了無數(shù)人的生命。尋找治療瘧疾的有效方法，是科學(xué)家們面臨的一個(gè)共同問題。②建立假設(shè)1969年，屠呦呦擔(dān)任我國抗瘧疾藥物研究項(xiàng)目的組長。她翻閱古籍，尋找方藥，經(jīng)過兩年的研究、篩選，受我國古代藥典《肘后備急方·治寒熱諸瘧方》的啟發(fā)，提出猜想：青蒿對瘧疾的治療有重要價(jià)值。③制定計(jì)劃，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)屠呦呦從《肘后備急方·治寒熱諸瘧方》的記載“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”中得到啟發(fā)：為什么這與中藥常用的高溫煎熬法不同？原來古人用的是青蒿鮮汁！這兩者的差別是溫度。她決定用沸點(diǎn)只有34.6℃的乙醚來提取青蒿中的有關(guān)物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)過程繁復(fù)而冗長。在經(jīng)過190次失敗后，屠呦呦團(tuán)隊(duì)終于提取出青蒿中的有關(guān)物質(zhì)。④分析證據(jù)，得出結(jié)論1971年10月，屠呦呦在實(shí)驗(yàn)室觀察這種青蒿提取物對瘧原蟲的抑制作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)其對瘧疾抑制率達(dá)到100%。1972年，屠呦呦研究小組成功分離并結(jié)晶出青蒿素，其抗瘧功效在臨床試驗(yàn)中得到證實(shí)。⑤解釋、表達(dá)與交流科研人員開啟了測定青蒿素分子結(jié)構(gòu)的工作，確定了青蒿素的分子結(jié)構(gòu)。1986年，青蒿素獲得新藥證書。2001年，世界衛(wèi)生組織向惡性瘧疾流行的國家推薦以青蒿素為基礎(chǔ)的聯(lián)合治療方案。青蒿素問世以來，使數(shù)百萬人逃離了瘧疾的魔掌?？茖W(xué)史記：2015年10月，我國科學(xué)家屠呦呦因開創(chuàng)性地從中草藥中分離出青蒿素并應(yīng)用于瘧疾的治療而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。諾貝爾獎(jiǎng)評選委員會(huì)的頒獎(jiǎng)詞中寫道：“屠呦呦發(fā)現(xiàn)了青蒿素，這種藥物有效降低了瘧疾患者的死亡率”“對全球的影響及對人類福祉的改善是無法估量的”。好奇心和興趣是科學(xué)研究的驅(qū)動(dòng)力。青蒿素的研發(fā)歷程顯示，對國家使命的高度責(zé)任感與擔(dān)當(dāng)也是一種驅(qū)動(dòng)力。思考與討論：1.根據(jù)青蒿素的發(fā)現(xiàn)歷程，你認(rèn)為科學(xué)探究經(jīng)歷了哪些環(huán)節(jié)？2.發(fā)現(xiàn)青蒿素，是我國科研人員在沒有先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的艱苦科研條件下取得成功的范例。對此，你有什么感想？三、像科學(xué)家那樣探究科學(xué)家在探索自然規(guī)律時(shí)進(jìn)行科學(xué)探究，我們在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)時(shí)也要進(jìn)行科學(xué)探究。讓我們共同來做一個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)吧！探索活動(dòng)：警察常根據(jù)腳印的長度來推斷犯罪嫌疑人的身高?？脊艑W(xué)家也會(huì)根據(jù)古代人腳印的長度來推測古代人的身高?，F(xiàn)在，讓我們一起來探究人的身高與腳印長度的關(guān)系吧！1.提出問題：人的身高與腳印的長度有什么關(guān)系？2.建立假設(shè)：人的身高與腳印的長度存在一定的比例關(guān)系3.制訂計(jì)劃：建立假設(shè)后，需要設(shè)計(jì)方案來檢驗(yàn)這個(gè)假設(shè)。人的身高與腳印長度是否存在某種關(guān)系，關(guān)系如何？為了探究這個(gè)問題，你準(zhǔn)備搜集哪些證據(jù)？通過什么方法來搜集？用刻度尺測量若干個(gè)人的身高和腳印的長度4.搜集證據(jù)：檢驗(yàn)假設(shè)時(shí)，需要足夠的證據(jù)。搜集證據(jù)需要記錄，表格和圖像是很好的記錄方式。將你獲得的數(shù)據(jù)填在表中。5.分析證據(jù)并得出結(jié)論：根據(jù)搜集的證據(jù)，你得出了什么結(jié)論？你的假設(shè)是否正確？人的身高與腳印長度的比例大約是7:1。6.交流與評價(jià)：把你探究的結(jié)果與其他同學(xué)交流，你有什么收獲和感想？歸納總結(jié)：科學(xué)研究需要獲取事實(shí)與證據(jù)，以便做出可靠的判斷。例如，某同學(xué)發(fā)燒了，是什么原因呢？是受涼了，還是身體某處有炎癥？……醫(yī)生會(huì)測體溫，用聽診器聽診，化驗(yàn)血、尿或大便等。醫(yī)生綜合這些信息后就可判斷該同學(xué)發(fā)燒的原因。當(dāng)然，我們能得到和使用的信息越多，對信息的綜合分析越細(xì)致，得出的結(jié)論就越可靠。對手持小電扇不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因進(jìn)行探究科學(xué)探究的步驟并思考實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)不支持假設(shè)后該如何處理的問題屠呦呦的科研歷程，告訴學(xué)生，在追求目標(biāo)的道路上，要有堅(jiān)定的信念和頑強(qiáng)的毅力，不能半途而廢。通過探究活動(dòng)：人的身高與腳印長度的關(guān)系，培養(yǎng)提出問題和解決問題的能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)思維和方法分析和解決實(shí)際問題。課堂練習(xí)【典例1】智能具有顯示步數(shù)的功能，那是如何計(jì)步的呢？小科認(rèn)為：中可能有感受水平位置變化的傳感器。小科提出這種觀點(diǎn)屬于科學(xué)探究中的哪個(gè)環(huán)節(jié)（C）A．提出問題 B．收集證據(jù) C．建立假設(shè) D．得出結(jié)論【解析】智能具有顯示步數(shù)的功能，那是如何計(jì)步的呢？小科認(rèn)為：中可能有感受水平位置變化的傳感器。則小科提出這種觀點(diǎn)屬于科學(xué)探究中的建立假設(shè)，故C正確，而A、B、D錯(cuò)誤?！镜淅?】屠呦呦獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，理由是青蒿素這種藥品可以有效降低瘧疾患者的死亡率。在經(jīng)歷190次失敗之后，在第191次低沸點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了抗瘧效果為100%的青蒿提取物。青蒿素的成功發(fā)現(xiàn)，告訴我們在科學(xué)探究中應(yīng)積極（B）A．調(diào)查 B．實(shí)驗(yàn) C．觀察 D．思考【解析】實(shí)驗(yàn)法：利用特定的器具和材料，通過有目的、有步驟的實(shí)驗(yàn)操作和觀察，記錄、分析、發(fā)現(xiàn)或者驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論。在經(jīng)歷190次失敗之后，在第191次低沸點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了抗瘧效果為100%的青蒿提取物。青蒿素的成功積極應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的方法?！镜淅?】某組同學(xué)在探究光對蚯蚓影響的實(shí)驗(yàn)時(shí)，擬定了以下實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，不正確的是（C）A．提出問題：光會(huì)影響蚯蚓的分布嗎？B．作出假設(shè)：光會(huì)影響蚯蚓的分布C．設(shè)置變量：設(shè)置黑暗潮濕和明亮干燥兩種環(huán)境D．實(shí)驗(yàn)對象：10條大小相似的健康蚯蚓【解析】探究光對蚯蚓影響的實(shí)驗(yàn)，提出問題：光會(huì)影響蚯蚓的分布嗎？作出假設(shè)：假設(shè)是對問題肯定或否定的解答，根據(jù)她提出的問題作出假設(shè)：光會(huì)影響蚯蚓的分布，AB正確；設(shè)置變量時(shí)有兩個(gè)變量，有無光和潮濕與干燥，因此不能得出結(jié)論，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)對象：10條大小相似的健康蚯蚓，D正確?！镜淅?】小虹家有一盆栽的郁金香，過去一直開紅色花，今年卻開出了紫色的花，小虹認(rèn)為這是土壤中缺水引起的，但她經(jīng)過一段時(shí)間補(bǔ)充水分后，還是開紫色的花。這說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與原來的假設(shè)是不符合的。對此，小虹最好的處理方法是（B）A．修改假設(shè)，重新實(shí)驗(yàn) B．修改實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使其與假設(shè)相符C．宣告失敗，停止實(shí)驗(yàn) D．繼續(xù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，直到與假設(shè)相符【解析】當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與原來的假說不符時(shí)，應(yīng)重復(fù)試驗(yàn)，應(yīng)尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)論（實(shí)驗(yàn)事實(shí)），猜想有可能是錯(cuò)誤的，不能為了猜想而修改過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂小結(jié)一、生活中的探究1、科學(xué)探究步驟（1）科學(xué)探究的步驟提出問題→建立猜想與假設(shè)→制定計(jì)劃→搜集證據(jù)→分析證據(jù)→得出結(jié)論（2）若實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果不支持假設(shè)，則應(yīng)該修改或提出新假設(shè)，然后再預(yù)測、實(shí)驗(yàn)，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持假設(shè)。（3）在探究問題時(shí)，我們一般會(huì)先假設(shè)幾種可能的原因，再對每一種原因可能產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行探究，直到找到真正的原因，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。二、科學(xué)家的探究1、科學(xué)探究（1）定義：科學(xué)探究是一個(gè)不斷地發(fā)現(xiàn)問題，通過多種途徑尋求證據(jù)，運(yùn)用創(chuàng)造性思維解決問題，并通過評價(jià)與交流達(dá)成共識(shí)的過程。（2）作用：科學(xué)探究是獲得科學(xué)知識(shí)的一種基本方式。2、青蒿素的發(fā)現(xiàn)歷程三、像科學(xué)家那樣探究探究人的身高與腳印長度的關(guān)系。1.提出問題：人的身高與腳印的長度有什么關(guān)系？2.建立假設(shè)：人的身高與腳印的長度存在一定的比例關(guān)系3.制訂計(jì)劃：建立假設(shè)后，需要設(shè)計(jì)方案來檢驗(yàn)這個(gè)假設(shè)。人的身高與腳印長度是否存在某種關(guān)系，關(guān)系如何？為了探究這個(gè)問題，你準(zhǔn)備搜集