享受科學(xué)

無(wú)窮樂(lè)趣

享受科學(xué)

無(wú)窮樂(lè)趣——試驗(yàn)探究題1/26一、科學(xué)探究的一般過(guò)程（一）科學(xué)探究普通過(guò)程

①認(rèn)識(shí)問(wèn)題②提出假說(shuō)③設(shè)計(jì)研究計(jì)劃修改假說(shuō)重新設(shè)計(jì)重復(fù)④實(shí)施研究問(wèn)題處理⑦結(jié)論推出和評(píng)價(jià)⑥分析和解釋結(jié)果⑤統(tǒng)計(jì)結(jié)果（1）科學(xué)探究普通程序

2/26材料1：南方地域出現(xiàn)大雪災(zāi)，多條交通要道積雪嚴(yán)重，為能緩解交通壓力，人們采取機(jī)械除雪，但熔化冰雪到了晚上有可能再次結(jié)冰。為此,護(hù)路工人在路面上直接撒上一定量食鹽，使熔化了冰雪不再結(jié)冰，從而緩解交通壓力，尤其是降低了夜晚交通事故發(fā)生。依據(jù)上述事例,結(jié)合你所學(xué)科學(xué)知識(shí),請(qǐng)你提出一個(gè)科學(xué)問(wèn)題。1、為何撒了食鹽后熔化冰雪不再結(jié)冰？2、水中添加食鹽是否會(huì)降低水凝固點(diǎn)？你會(huì)選擇哪個(gè)“問(wèn)題”進(jìn)行試驗(yàn)研究？進(jìn)行簡(jiǎn)單因果推理，提出可探究問(wèn)題，更有利于建立猜測(cè)。一、提出科學(xué)問(wèn)題：3/26水中添加食鹽是否會(huì)降低水凝固點(diǎn)？二、建立假設(shè)（進(jìn)行猜測(cè)）：水中添加食鹽可能會(huì)降低水凝固點(diǎn)。三、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案：一、提出科學(xué)問(wèn)題：要求：1、4位同學(xué)一小組，共同設(shè)計(jì)；2、方案展現(xiàn)方式能夠是文字?jǐn)⑹龌虍?huà)圖或表格等形式3、書(shū)寫(xiě)規(guī)格字要大，時(shí)間6到8分鐘左右；4、預(yù)選一位代表準(zhǔn)備對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)解釋或陳說(shuō)。4/26：三、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案：評(píng)價(jià)我們?cè)O(shè)計(jì)“試驗(yàn)方案”確定相關(guān)材料及儀器設(shè)計(jì)試驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)試驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)應(yīng)統(tǒng)計(jì)表格（根據(jù)探究目和實(shí)驗(yàn)原理）（確認(rèn)試驗(yàn)中各類變量）5/26回歸雪災(zāi)：“水中添加食鹽會(huì)降低水凝固點(diǎn)”這一事實(shí)規(guī)律發(fā)覺(jué)，使氯化鈉成為融雪劑被廣泛使用。但科學(xué)有時(shí)是把“雙刃劍”，大量使用氯化鈉這種融雪劑過(guò)程中，發(fā)覺(jué)破壞力很大，既損害植被、土壤溶液，又對(duì)城市道路、橋梁等以鋼筋混凝土為主市政設(shè)施有很大腐蝕和破壞作用。于是教授們對(duì)融雪劑有了更多思索。圍繞材料信息，繼續(xù)思索，引發(fā)可探究新問(wèn)題6/26試驗(yàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)：所設(shè)計(jì)試驗(yàn)要能夠有顯著現(xiàn)象或數(shù)據(jù)來(lái)證實(shí)我們猜測(cè)是否正確，而且越顯著越好。設(shè)計(jì)試驗(yàn)過(guò)程中，要做到對(duì)干擾變量科學(xué)控制、排除干擾、準(zhǔn)確分析找到要研究量（自變量）以及帶來(lái)反應(yīng)變量（因變量）。

7/26設(shè)計(jì)試驗(yàn)制訂計(jì)劃設(shè)計(jì)探究方案要把握以下幾點(diǎn)：1、依據(jù)研究問(wèn)題或猜測(cè)明確探究目標(biāo)。2、明確探究中：顯示什么，怎樣顯示(因變量)；控制什么，怎樣控制(無(wú)關(guān)變量)；改變什么，怎樣改變(自變量)。3、依據(jù)顯示、控制、改變需要選取試驗(yàn)器材8/26對(duì)設(shè)計(jì)試驗(yàn)評(píng)價(jià)1、試驗(yàn)過(guò)程是否與探究目標(biāo)相符2、自變量（要改變量）設(shè)置是否合理，無(wú)關(guān)變量（控制變量）是否控制到位，應(yīng)變量（要顯示變量）效果是否顯著。3、觀察和測(cè)量是否準(zhǔn)確4、探究試驗(yàn)取得證據(jù)是否可靠（是否排除偶然性）5、操作可行性、安全性、簡(jiǎn)約性對(duì)設(shè)計(jì)試驗(yàn)評(píng)價(jià)要把握以下幾點(diǎn)：9/26材料2：草履蟲(chóng)是單細(xì)胞原生動(dòng)物代表,它喜歡生活在稻田、水溝或水不大流動(dòng)池塘中，以細(xì)菌和單細(xì)胞藻類為食。1、某研究性學(xué)習(xí)小組在草履蟲(chóng)采集和培養(yǎng)過(guò)程中，又有了很多新發(fā)覺(jué)，進(jìn)行探究(培養(yǎng)皿中各加入40只生長(zhǎng)良好草履蟲(chóng)),統(tǒng)計(jì)下表數(shù)據(jù):經(jīng)過(guò)分析，你認(rèn)為他們想探究問(wèn)題是：試驗(yàn)次數(shù)水質(zhì)溫度/℃pH2天后培養(yǎng)皿中存活草履蟲(chóng)數(shù)量①清潔河水25738②清潔河水10717③蒸餾水2575溫度對(duì)草履蟲(chóng)生存影響？水質(zhì)對(duì)草履蟲(chóng)生存影響？④清潔河水255⑤清潔河水259改變觀察控制控制pH值對(duì)草履蟲(chóng)生存影響？10/262.研究小組發(fā)覺(jué)家用洗潔精是池塘水體污染源之一，進(jìn)入河水洗潔精是否會(huì)對(duì)草履蟲(chóng)生存造成影響呢？提出假設(shè)：不一樣濃度洗潔精對(duì)草履蟲(chóng)生存不會(huì)產(chǎn)生影響。設(shè)計(jì)試驗(yàn)(請(qǐng)補(bǔ)充完整）第一步、取5個(gè)培養(yǎng)皿，分別標(biāo)識(shí)為1到5號(hào)。第二步、

第三步、在1～5號(hào)培養(yǎng)皿中加入等體積上述洗潔精溶液。第四步、第五步、小華說(shuō)本試驗(yàn)設(shè)計(jì)還能夠完善，你認(rèn)為呢？培養(yǎng)皿編號(hào)123456洗潔精濃度50%35%28%15%5%清潔河水存活草履蟲(chóng)數(shù)量/只010142234用清潔河水分別配置不一樣濃度洗潔精溶液。在5個(gè)培養(yǎng)皿中各加入40只生長(zhǎng)狀態(tài)良好草履蟲(chóng)。將培養(yǎng)皿放入25OC保溫箱中，培養(yǎng)一段時(shí)間后，借助顯微鏡進(jìn)行觀察，

。統(tǒng)計(jì)存活草履蟲(chóng)數(shù)量。11/26練一練[3]下表說(shuō)明夏季某湖泊隨水深不一樣，水溫和水中溶解氧改變情況。搜集這些數(shù)據(jù)是為了研究一些問(wèn)題。以下問(wèn)題中，不屬于該項(xiàng)研究是（）A．浮游植物主要在近水面處生長(zhǎng)原因是什么？B．湖泊中溶解氧主要來(lái)自空氣中氧氣嗎？C．魚(yú)有時(shí)游到湖面甚至將嘴伸出湖面進(jìn)行呼吸原因是什么？D．水溫和溶解氧與陽(yáng)光射入湖面深度之間關(guān)系是什么？水深/米

水面

13579111315171921水溫/℃

232221201510655444溶解氧/毫克（100毫升）-1

12121196433322212/261990年10月，由美國(guó)科學(xué)家首次提出以破譯人類遺傳和生老病死之謎“人類基因組計(jì)劃”開(kāi)啟。經(jīng)過(guò)美、法、英、日、德、中六國(guó)科學(xué)家共同努力，于2月12日公布了人類基因圖譜。六國(guó)科學(xué)家對(duì)人類22條常染色體和2條性染色體上基因進(jìn)行測(cè)定，發(fā)覺(jué)人類染色體上基因大約有3萬(wàn)—3.5萬(wàn)個(gè)。并在第22條染色體上定位679個(gè)基因，這些基因主要與人類先天性心臟病、免疫功效低下和各種惡性腫瘤等相關(guān)；還有第22號(hào)染色體上發(fā)覺(jué)約有160個(gè)基因與鼠基因含有相同結(jié)構(gòu)……依據(jù)以上材料，結(jié)合所學(xué)遺傳等方面知識(shí)，回答以下問(wèn)題：（1）“人類基因組計(jì)劃”之所以對(duì)細(xì)胞內(nèi)染色體進(jìn)行研究，是因?yàn)椋唬?）“人類基因組計(jì)劃”之所以將基因作為研究單位，是因?yàn)椋唬?）你認(rèn)為“人類基因組計(jì)劃”有何意義？例413/26解析:

能對(duì)圖表、新聞事件等題給背景進(jìn)行分析、得出結(jié)論是科學(xué)探究主要內(nèi)容，能幫助進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，加深對(duì)科學(xué)與技術(shù)之間了解，同時(shí)也告訴我們不要死抱書(shū)本，要廣泛獲取知識(shí)，要大膽想像，有利于培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。答案：（1）染色體是遺傳物質(zhì)，（2）基因是DNA分子上控制生物性狀片段，（3）①了解、治療遺傳病；②了解生命起源、進(jìn)化和親緣關(guān)系，③破解生命之謎。14/26

19世紀(jì)末，科學(xué)家瑞利經(jīng)過(guò)以下兩種試驗(yàn)方法制得氮?dú)猓瑥亩斐闪丝茖W(xué)上某項(xiàng)重大發(fā)覺(jué)。請(qǐng)你參加他科學(xué)發(fā)覺(jué)過(guò)程，填寫(xiě)以下空格。試驗(yàn)一：從空氣分離出氮?dú)猓?/p>

試驗(yàn)二：用亞硝酸鈉（NaNO2）和氯化銨（NH4Cl）反應(yīng)制取氮?dú)猓瑫r(shí)還生成氯化鈉和一個(gè)常見(jiàn)溶劑測(cè)得由此得到氮?dú)饷芏葹?.2508克/升。該反應(yīng)化學(xué)方程式為：

。討論：瑞利教授經(jīng)過(guò)屢次嚴(yán)密試驗(yàn)，發(fā)覺(jué)了兩種方法測(cè)得氮?dú)饷芏榷加形⑿〔町悾嚪治銎湓颍?/p>

。例5試驗(yàn)步驟解釋或結(jié)論

（1）將清新潔凈空氣經(jīng)過(guò)NaOH溶液，再經(jīng)過(guò)濃硫酸。經(jīng)過(guò)濃硫酸目標(biāo)是為了除去空氣中。（2）將氣體經(jīng)過(guò)能與氧氣反應(yīng)物質(zhì)（瑞利提醒你：反應(yīng)不能生成新氣體）請(qǐng)寫(xiě)出能用于除盡氧氣物質(zhì)名稱：（3）搜集氣體，并測(cè)定其密度。密度為：1.2572克/升

15/26解析:

用科學(xué)史料作為跨學(xué)科綜合試題載體，是試題編制一個(gè)創(chuàng)新。答案：試驗(yàn)一：（1）水蒸氣，（2）磷等；試驗(yàn)二：NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O；前一個(gè)方法中制得氮?dú)庵泻邢∮袣怏w。16/26科學(xué)探究常見(jiàn)題型開(kāi)放型:如條件開(kāi)放型（對(duì)試驗(yàn)條件不完全限制），操作方法開(kāi)放型（對(duì)操作方法不完全限制），目標(biāo)開(kāi)放型（即對(duì)試驗(yàn)中可能產(chǎn)生結(jié)果多方位地進(jìn)行估側(cè)）。試驗(yàn)設(shè)計(jì)型:如試驗(yàn)方案或方法設(shè)計(jì)、試驗(yàn)原理設(shè)計(jì)、試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)操作步驟設(shè)計(jì)等。故障分析型:如試驗(yàn)故障判斷、原因分析以及排除故障方法與伎倆試驗(yàn)匯報(bào)分析型:如給學(xué)生一份不完整試驗(yàn)匯報(bào)，真實(shí)地再現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程，綜合考查學(xué)生對(duì)試驗(yàn)原理了解、儀器使用、分析誤差能力評(píng)價(jià)分析型:如試驗(yàn)方案評(píng)價(jià)，試驗(yàn)操作步驟評(píng)價(jià)與判斷，試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與加工，問(wèn)題處理過(guò)程分析與判斷等17/26（08杭州）．土壤中含有植物生長(zhǎng)所必需各種無(wú)機(jī)鹽，該同學(xué)為了驗(yàn)證鎂是甲種植物正常生長(zhǎng)所必需元素，設(shè)計(jì)了以下試驗(yàn)：選擇兩盆生長(zhǎng)情況相似甲種植物，在一盆甲種植物土壤中澆灌蒸餾水，在另一盆甲種植物土壤中澆灌等量含鎂離子蒸餾水，保持其它試驗(yàn)條件相同，觀察比較兩盆植物生長(zhǎng)情況，如圖所表示。你認(rèn)為這么試驗(yàn)設(shè)計(jì)合理嗎?

；理由是

。考查對(duì)探究試驗(yàn)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。18/26

(08廈門(mén))．如圖17所表示，把小球從O點(diǎn)沿水平滑桿拉到A點(diǎn)．放開(kāi)后小球在D點(diǎn)兩側(cè)往返振動(dòng)。對(duì)小球振動(dòng)快慢，小星提出了以下猜測(cè)：A．小球振動(dòng)快慢與它被拉離O點(diǎn)距離x相關(guān)：B．小球振動(dòng)快慢與它質(zhì)量m相關(guān)。（1）現(xiàn)有固定支架、彈簧、質(zhì)量不一樣小球、天平、刻度尺等器材。為完成本試驗(yàn)，還需要器材是

。（2）小星試驗(yàn)探究部分?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以下：表格中試驗(yàn)數(shù)據(jù)是驗(yàn)證猜測(cè)

時(shí)統(tǒng)計(jì)。（選填“A”或“B”）（3）分析表格中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：

。

考查對(duì)器材選擇，對(duì)結(jié)論科學(xué)描述19/26

某醫(yī)院要安裝一個(gè)呼喚電鈴，病人在病床只要一按開(kāi)關(guān)，值班室一個(gè)電鈴就響了，同時(shí)電鈴旁指示燈亮了，醫(yī)護(hù)人員從指示燈可知道是第幾病床病人在呼喚，設(shè)計(jì)出這個(gè)電路圖，所給器材有：電池組、電鈴各一個(gè)，指示燈、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。（畫(huà)出四個(gè)病床電路即可）

解析:

按要求分析這個(gè)電路組成、各部分連接方式，由此設(shè)計(jì)出電路圖。某位病人按下開(kāi)關(guān)，值班室顯示這個(gè)病床指示燈就亮了，但其它病床指示燈并不亮，由此可知每盞指示燈亮?xí)r候，這個(gè)電鈴都要響，說(shuō)明電鈴應(yīng)在干路上。例7答案：如圖14—8所表示。

20/26

二氧化硫（SO2）在通常情況下是一個(gè)無(wú)色、有刺激性氣味有毒氣體，它能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成鹽和水。現(xiàn)有某一試驗(yàn)小組同學(xué)欲利用以下裝置和藥品制取二氧化硫，并對(duì)二氧化硫與水在通常情況下能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)探究。設(shè)計(jì)探究過(guò)程以下，請(qǐng)你回答其中相關(guān)問(wèn)題。例821/26（1）假設(shè)：二氧化硫與水在通常情況下能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成物是一個(gè)酸。（2）設(shè)計(jì)方案：先驗(yàn)證水能否使藍(lán)色石蕊試紙變色；再驗(yàn)證二氧化硫氣體能否使干燥藍(lán)色石蕊試紙變色；最終驗(yàn)證二氧化硫氣體能否使?jié)駶?rùn)藍(lán)色石蕊試紙變紅。（3）查閱資料：你認(rèn)為該研究小組需要查閱資料內(nèi)容應(yīng)包含

（填寫(xiě)編號(hào)）①二氧化硫易溶于水；②酸能使?jié)駶?rùn)藍(lán)色石蕊試紙變紅；③二氧化硫能被濃硫酸干燥22/26（4）試驗(yàn)：①試驗(yàn)過(guò)程中，裝置C內(nèi)石蕊試紙顏色一直沒(méi)有改變，這說(shuō)明

。②裝置D中膠頭滴管中蒸餾水在二氧化硫氣體生成之前滴到藍(lán)色石蕊試紙上，未見(jiàn)試紙顏色發(fā)生改變，當(dāng)有二氧化硫氣體經(jīng)過(guò)時(shí)發(fā)覺(jué)濕潤(rùn)藍(lán)色石蕊試紙變紅，此現(xiàn)象說(shuō)明

。③裝置E作用是

，寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式

。（5）結(jié)論：原假設(shè)

（填“成立”、“不成立”）23/26解析：本題模仿科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究基本