1、第一篇第一篇 科学探究科学探究 第 1 讲 科学探究 课标要求 考试细则 1.提出问题 (1)能从已有知识和经验出发提出问题，并 用自己的语言描述所提出的问题。 (2)能对提出的问题进行简单分析，初步判 断是否适合探究。 (3)知道科学探究始于问题。 1.能根据一些自然现象和具体科学探究情景提出 可能通过科学探究解决的问题。 2.提出猜想和假设 (1)能提出猜想和简单的假设，并陈述理 由。 (2)了解猜想和假设在科学探究中的重要 作用。 2.能针对科学探究的问题提出可用已有的科学知 识和经验来检验的猜想和假设。 3.制订探究方案 能针对探究目的和条件， 设计探究的思路， 选择合适的方法(观察、
2、 实验、 调查、 访问、 资料查询等)，制订探究方案。 3.能针对科学探究的目的和条件，制订、选择合 适的方法(试验、调查方案，方案或项目不超过 3 步和 4 项， 会进行变量控制)， 或能根据提供的具 体探究过程，判断其方案的合理性。 4.获取事实与证据 (1)能从多种信息源中选择有关信息。 (2)能进行一系列观察、比较和测量。 (3)能对获得的事实、数据进行分析和处 理，能注意错误和误差。 (4)了解科学探究需要事实与证据。 4.能使用基本实验仪器和器材进行测量、实验的 安全操作，并能对科学探究过程中的信息进行记 录、选择、分析、处理。 5. 解释、检验与评价 (1)能将事实与科学知识建立
3、联系，能注意 与预想结果不一致的现象，尝试作出合理 5.能根据科学探究过程中得到的有效信息及已有 的科学知识和经验得出合理的结论，对和实验预 期不符的情况能作出简单解释并提出改进意见。 的解释。 (2)评价数据的可靠性，知道实验中的误差 是不可避免的，并注意减少实验误差。 (3)能从多种渠道获得信息资料，并与自己 的探究进行比较，能提出改进探究方法的 具体建议。 (4)认识科学解释需要基于经验事实、运用 科学知识和科学推理。 6.表达与交流 (1)能用语言、文字、图表等方式表述探究 的过程和结果，会书写简单的探究报告。 (2)善于与同伴合作，能倾听和尊重他人提 出的不同观点和评议，并交换意见。
4、 6.能用语言、文字、图表、模型等方式来表述探 究的过程和结果。 科学探究是科学学习的重要方式。科学探究源自问题的发现，经历的过程是：提出问题 提出猜想和假设制订研究方案获取事实与证据解释、检验与评价表达与交流。如果收 集的证据不支持假设，则需要重新提出假设并重新验证 1提出问题。提出问题是探究的基础，要善于从提供的素材中提出适于研究的问题。 (1)提出的问题必须是科学问题 学会利用素材情景，将信息转化为适于研究的科学问题。科学问题是指在特定的知识背景 下提出的关于科学知识和科学实践中需要解决的问题。 (2)提出问题的常见格式 常见的科学问题有：针对素材信息思考是什么，为什么，怎么样，有关吗，
5、与哪些有关， 有什么关系等方面。可以具体表达为： 研究的对象是什么？ 某一现象与这些因素是否有关？ 因变量与哪些因素有关？ 自变量对因变量有何(是否有)影响？ 2猜想与假设。猜想与假设是探究的方向，要根据“提出的问题”作出尝试性的判断。 (1)猜想与假设的要求 猜想与假设实质上就是要根据生活经验或学过的科学知识对提出的问题进行合理的猜想。 要注意猜想不是凭空乱想，它需要以一定的科学知识为依据，但也不一定是正确的结论，可以 是错误的(与你的结论不一致)。猜想的表述要用陈述句型，要以肯定的语气出现，不能以疑问 的语气出现。 (2)猜想与假设的常见格式 对提出问题的肯定或否定。 指出可能影响的一些具
6、体因素。 对结果是否合理的预测。 可以直接在问题上进行修改。 3设计研究方案。设计研究方案是有效性探究的保证。 (1)设计研究方案的要求 要根据猜想与假设，调动已有的知识与经验，设计出合理和可操作的具体研究方案。一般 情况下可以针对提出的问题或建立的假设直接找出自变量和因变量，再围绕“变量”开展相关 的方案设计。 (2)一般考虑要素 设计的原理和科学方法的选择。 明确的步骤和观察目标，最好有设计好的表格用来记录相关数据、现象和结果。 仪器材料易得，方法合理，操作简单，现象明显，误差小。 需要多组实验(或增加样本)、重复实验来得出一般的规律，排除偶然性，增加实验的 可靠性和准确性。 4获取分析证
7、据。收集处理信息和数据是有效性探究的核心。基本要求有： 实验操作要规范。 现象数据记录要真实、要及时。 注意安全、环保、高效。 要把观察到的信息和实验中获得的数据进行整理和分析，归纳出现象里蕴涵的科学规 律，要用科学语言记录(如文字、符号、图表、模型、公式等)。 5得出结论。实质就是对探究的数据进行描述，对探究现象归纳总结的过程。 (1)常用结论格式 针对问题、假设或猜想进行适当回答。 在相同时，越，越 在相同时，与成正比(或反比)。 当在某个范围内时，随着的增大而 随着的升高(或降低)而 随着的增大，先后，时候最大(或最小)。 (2)注意事项 要结合学过的知识，用科学语言表达。 可以是对猜想
8、与假设的肯定，也可以是否定。 借乙(如小白鼠)来研究甲(如人)，结论和假设对象都应该是甲(人)。 探究的结果、结论和推论也是比较容易出错的。结果应该是通过实验直接可以观察到 的现象，是比较直观的。结论是结合实验结果得出针对猜想假设的相关判断性描述。推论则是 在相关结论的基础上推断相关事物的可能性。 6评价交流。结合科学探索和科学实践的过程和方法，尝试用已有的科学知识和较为准 确的语言表达自己的探究成果，能客观评价自己或别人设计的方案和探究过程中的某些不足， 并能提出合理的改进方案。主要考虑以下几个方面： 有无对照，是否控制好变量。 实验次数或样本是否过少，有无进行重复实验。 操作的规范性，误差
9、的原因及大小。 是否安全环保，是否经济简便。 值得完善的地方或合理化建议。 1植物种子的萌发受许多因素的影响。研究人员在人工气候培养室(温度、湿度等可调控) 的适宜条件下进行了某品种玉米种子的萌发研究。各组种子 7 天后的萌发率数据如下表： 土壤含水量(%) 20 15 10 萌发率(%) 温度 （） 25 100 96 74 20 92 84 66 15 44 36 10 10 4 0 0 5 0 0 0 (1)根据上表数据你能得出哪些结论？_土壤含水量为 20%时，在 525之间，温度越 高，该品种玉米种子的萌发率越高；当土壤含水量在 10%20%之间，温度为 25时，土壤 含水量越高，
10、该品种玉米种子的萌发率越高； 当温度为 5时， 土壤含水量在 10%20%之间， 该品种玉米种子的萌发率为 0；当温度为 25，土壤含水量为 20%时，该品种玉米种子的萌发 率最高_。(写出 2 条结论即可) (2)除了土壤含水量与温度之外，影响玉米种子萌发的环境因素还有_空气(氧气)等_。 (3)设计实验探究：土壤含水量为 15%时，该玉米种子在 2530温度区间内种子的萌 发率与温度之间的关系。(写出简要的实验思路) 【答案】选取形状大小、饱满程度相似的玉米种子若干颗，在 2530区间内均匀分 成若干组(如 26、27、28、29、30五组)，土壤含水量为 15%，土壤疏松且疏松程度 相同
11、，其他条件相同且适宜，进行萌发，统计该种子 7 天后的萌发率。 【试题解析】 第(1)小题可根据表中数据从横向和纵向，萌发率最高和最低等点进行趋势 分析， 只要总结出两条规律即可。 在规律表述时就注意写清控制变量、 自变量及因变量的关系， 即范围、条件与结论要写全。第(2)小题关键要根据题目要求从环境因素角度回答，则只有空 气(氧气)等。 第(3)小题是一个完整的实验设计， 先要审视实验的目的， 分清自变量是 2530 区间内的温度，因变量是种子的萌发率，然后根据改变自变量，体现因变量，分组设计，控制 无关变量， 排除外界干扰等原则写出实验思路。如果是实验设计还需设计数据记录与处理等步 骤。
12、【命题意图】 本题主要通过对种子萌发必要条件的研究，考查学生根据科学探究的目的 和条件制订合理的实验方案并得出结论的能力。第一小题主要考查学生如何处理实验结果， 分 析表格数据， 得出实验结论的能力； 第二小题主要通过种子萌发需要的环境条件考查对自变量、 因变量及无关变量的理解；第三小题考查学生根据实验目的确定自变量，明确因变量，控制无 关变量，选择实验的样本，分组设计，记录与处理数据等能力。 2(2017 杭州)小金自学了电学，知道了欧姆定律。他想用实验来验证欧姆定律所表述的 “通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比”的结论，于是找了实验器材：电压表、电流 表、电源、滑动变阻器、开关各一个
13、，若干定值电阻、导线。请你利用这些器材帮他设计一个 验证此结论的实验方案。 (1)画出实验的电路图； 【答案】如下图所示： (2)写出实验的步骤以及需要测量的物理量。 【答案】 按照电路图连接电路，滑动变阻器滑片在阻值最大处，闭合开关； 移动滑片，用电压表和电流表分别测出定值电阻 R 两端的电压 U1和通过的电流 I1； 再移动滑片，重复步骤，测得另两组对应的数值 U2、I2；U3、I3； 比较U1 I1 、U2 I2 、U3 I3 的数值，得出验证结论。 然后更换不同阻值的定值电阻重复以上实验步骤。 【试题解析】 首先，根据题中所给的电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关各一个， 若干定值电
14、阻、导线确立正确的实验电路图，并关注各种电路元件符号的画法。其次在设计实 验步骤的时候，主要关注电学基本实验操作，避免引起科学性的错误，在获取数据时，注意在 控制变量的基础上，获取三组以上的数据，避免偶然性。关键步骤要叙述清晰、表述完整，注 意描述时物理量符号的合理使用。 【命题意图】 “欧姆定律”是初中阶段所学习的最重要的电学定律之一，具有基础性的 核心教学价值。 本试题基于对欧姆定律的内容的理解， 着重考查从提出电学问题， 到设计电路， 设计合理的方案、记录并分析数据，最后得到结论的完整的验证性实验的过程，也体现了“真 实可再现”的科学思想。同时，在描述实验步骤的过程中，也对学生科学思维的
15、严密性及电学 基本实验的操作和控制变量等能力做了一定的考查， 对今后实验课教学提出了较为严谨的操作 要求。 3 (2016 杭州)波尔多液是由胆矾(CuSO4 5H2O)、 生石灰(CaO)分别与水按一定质量比混合 而成的杀菌剂。其主要是利用 Cu2 起杀菌作用。但农业应用中，对幼苗一般不建议使用。为 什么？小金进行了多项实验，其中一项实验如下： 挑选均匀一致、 色泽明亮的饱满莴苣种子， 用体积分数 20%的乙醇消毒， 蒸馏水洗净， 然后用滤纸吸干水分。 在铺有一层脱脂棉的培养皿中预先分别加入不同浓度的硫酸铜溶液。每个皿中均匀放 置 50 粒种子，于 25恒温箱内培养。每天喷适量蒸馏水，保证种
16、子的正常发育。 每天观察记录种子发芽情况，第 14 天时测定萌发幼苗的根长、芽长，所得实验数据如 下表所示。 CuSO4溶液 浓度 (毫克/升) 根长 (厘米) 芽长 (厘米) 0 1.02 2.43 50 0.81 2.22 100 0.52 2.13 150 0.49 1.96 200 0.32 1.54 (1)不能在铁桶中配制波尔多液的原因是_铁能与硫酸铜发生反应(或 FeCuSO4=Cu FeSO4)_。 (2)该实验的研究目的是_探究硫酸铜溶液浓度对莴苣幼苗的芽及根生长的影响(探究不同 浓度的硫酸铜溶液对莴苣幼苗的芽及根生长的影响)_。 (3)实验中，小金为什么要对种子进行消毒？_杀
17、灭种子表面的微生物，排除实验干扰(杀 灭细菌，排除实验干扰)_。 (4)根据上述实验数据，可以得出的结论是_硫酸铜溶液对莴苣幼苗的芽及根的生长有抑 制作用，且随着硫酸铜溶液浓度的增加，对莴苣幼苗的芽及根的生长的抑制作用越明显(硫酸 铜溶液浓度越大，对莴苣幼苗的芽及根的生长的抑制作用越明显)_。 (5)专家要求农业生产中不得过量使用波尔多液，从保护环境考虑，主要目的是减少_土 壤(重金属污染；土壤的重金属污染；水体污染)_污染。 【试题解析】 学生在答题时要非常清楚实验目的与实验变量的关系，及实验中如何控制 变量、排除外界干扰，如何合理科学地表述实验结论。尤其是在理解实验的目的时，易受题干 中“
18、农业生产中不建议使用波尔多液” 的信息干扰，做出错误的解答。实验结论的表述也是 学生的薄弱之处，一般在表述中要包含自变量、因变量与无关变量及其之间的关系。应关注表 述的科学性、逻辑性和严谨性。 【命题意图】 该试题以农药与土壤污染这一主题为载体考查学生根据具体情境提出可能 通过探究解决的问题， 并根据探究过程中得到的有效信息及已有的科学知识和经验得出合理的 结论的能力。试题综合考查了学生的理解能力、获取信息能力、实验探究能力、综合应用能力 等，充分体现能力重于知识，以能力立意的科学探究考查方向。 4(2020 杭州)为探究酸性环境对唾液淀粉酶催化作用的影响，请根据所提供的实验器材 设计一个实验
19、方案。 实验器材：试管、1%淀粉溶液、新鲜唾液、5%HCl 溶液、量筒、温度计、烧杯、碘液、 蒸馏水、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、记号笔、计时器。 (1)该实验的原理是： _唾液淀粉酶能催化淀粉分解_； 碘液能使淀粉变蓝。 (2)设计该实验的主要步骤(可用文字、表或图简要表述)。 【答案】取 2 支洁净的试管，用记号笔编为 1 号和 2 号； 用量筒量取 1 mL 新鲜的唾液、2 mL 蒸馏水加入 1 号试管中，用量筒量取 1 mL 新鲜的 唾液、2 mL5% HCl 溶液加入 2 号试管中； 在烧杯中加入适量水，用酒精灯加热并用温度计测量水温，使水温保持在 37左右。 分别用量筒量取
20、 2mL1% 淀粉溶液加入 1 号和 2 号试管中，然后将上述 2 支试管放入烧杯中， 37恒温水浴 5 分钟； 待溶液冷却后，往 2 支试管中分别滴入 1 滴碘液，然后摇匀，观察并记录 2 支试管中溶 液颜色的变化情况。 (3)预期本实验的结果是_2 号(加 5%_HCl 溶液)试管中溶液变蓝色，1 号(加蒸馏水)试管 中溶液不变蓝_。 【试题解析】 第(1)小题根据题干中的信息“为探究酸性环境对唾液淀粉酶催化作用的影 响”可知，该实验是探究影响酶催化作用因素的实验，该实验的原理一是基于唾液淀粉酶对淀 粉的催化作用，二是实验结果是检验淀粉是否存在，即用滴加碘液变色反应来判断。 第(2)小题的
21、实验方案设计一般必需的要素是以下四个：分组编号，控制无关变量，控制 自变量，观察因变量。 第(3)小题是根据第(1)小题的实验原理和第(2)小题的实验设计来预期相应的实验结果，也 就是基于假设“酸性环境对唾液淀粉酶的催化作用是有影响的”成立， 那么酸性环境中的唾液 淀粉酶失去活性，不能催化淀粉分解，淀粉依然存在，滴加碘液后溶液变蓝；而中性环境中的 唾液淀粉酶具有活性，能催化淀粉分解，滴加碘液后溶液不变蓝。 【命题意图】 本题源于教材实验，侧重考查学生的科学探究能力，近几年的纸笔测试主 要聚焦在发现问题、提出假设、设计实验方案、实施实验方案(仪器的使用、变量的控制、因 变量的观察、对变量下操作性
22、定义等)、对实验结果的解释与结论的得出。基于实际教学中教 师对实验的重视度和开出率， 做过该实验与没有做过该实验的学生解答此题时的思路是不一样 的。命制本题还想达到以下两个目的：(1)让做过实验的学生能重现实验情境，在解题中顺利 得分；(2)让老师们更重视实验，尤其是教材实验，要让学生动手并动脑，真正起到对教学的 导向作用。 5(2020 湖州)氯气(Cl2)是一种黄绿色气体，它可溶于水，得到黄绿色的氯水。它易与氢 氧化钠反应，不与硫酸反应。 (1)小明对氯气溶于水的过程中所发生的变化提出了两种假设： 假设 1：氯气溶于水的过程中只有物理变化； 假设 2：氯气溶于水的过程中既有物理变化，又有化
23、学变化。 小明向氯水中加入紫色石蕊试液，发现溶液先变红后褪色。由溶液变红可知氯水显_酸_ 性，知道氯气溶于水的过程中发生了化学变化，即假设 2 成立。 (2)小明对褪色现象产生了兴趣，查阅资料后了解到氯水有漂白性。氯水中有氯气分子， 还有氯气与水反应得到的盐酸和次氯酸(HClO)。他对氯气的漂白性提出了 3 种假设： A盐酸有漂白性 B氯气有漂白性 C次氯酸有漂白性 经过认真思考，小明否定了假设 A，请写出依据：_盐酸能使紫色石蕊试液变红，且不褪 色。 实验室制备的氯气往往带有水蒸气和其他杂质。为了探究氯气是否具有漂白性，必须要用 纯净、干燥的氯气。图甲是小明为了干燥氯气所设计的装置图。请在图
24、甲中将广口瓶中的导管 画完整，并在图中的括号处写出试剂名称。最后，将经过除杂后得到的干燥氯气通入装有有色 布条的试管中(如图乙)，布条颜色不变。得出结论：氯气不具有漂白性。 【答案】如答图 (3)次氯酸除了有漂白性外还有不稳定性。小明设计了一套装置，收集到一试管次氯酸见 光分解后生成的气体，将带火星的木条伸入试管，发现木条复燃，说明分解产物中含有_氧气 _。 【试题解析】 (1)紫色石蕊试液遇酸变红，实验中观察到溶液变红，说明溶液显酸性。 (2)盐酸使溶液显酸性，可使紫色石蕊溶液变红是了解性知识，但是次氯酸具有漂白性是 一种猜测， 要验证这一猜想必须要排除氯气能使红色褪去的可能，所以要先检验干
25、燥的氯气能 否使有色布条褪色。常见干燥剂有生石灰和氢氧化钠两种固体和液态的浓硫酸，如图在洗气瓶 中盛放的往往是液态干燥剂， 再加上信息里明确告知“氯气易与氢氧化钠反应， 不与硫酸反应。 ” 所以瓶内用来干燥氯气的液体干燥剂就是浓硫酸。为了保证气体充分流经浓硫酸，气体从长管 进气。 (3)产生的气体使带火星的木条复燃，符合氧气的性质，所以气体为氧气。 【命题意图】 采用新情境，考查以下能力：即要求针对科学探究的问题，提出可用已有 科学知识和经验来检验的猜想和假设，并能针对科学探究的目的和条件，制订、选择合适的方 法来检验自己的猜想和假设的能力。(1)是考察酸的通性和酸碱指示剂的性质，是了解性层面
26、 的考查。(2)(3)两小题尽管是设计题，但以填空的形式出现，明显降低了应答难度，只要顺着 命题角度，用学过的知识进行解释即可。命题目的是让我们在学习中要重视科学核心概念、核 心知识，要重视联系实际，养成用学过的知识去解释现象、用学过的知识制订计划、选择合适 的方法来检验自己的猜想和假设的习惯。 6(2019 嘉兴)墨水沾到衣服上，很快就会渗入衣服，这种液体主动流进狭窄空间的现象 称作“毛细现象”。毛细现象中液面升高与哪些因素有关？某科学小组进行了如下研究： 【建立假设】液面上升的高度与细管的粗细有关。 【收集证据】为了验证假设，他们将半径分别为 r、1 2r 和 1 3r 的细玻璃管立于水中
27、，观察水 位上升的情况(如图为示意图)。 【得出结论】根据实验现象，可得出的结论是_同种液体，液面上升的高度与细管的半径 成反比_。 【交流与表达】 发生毛细现象范围内，如果用足够长的、半径为1 5r 的细管，请预测水位上升的高度为 _5h_。 该小组还想研究液面上升的高度与液体种类的关系，请帮他们完成方案设计。 建立假设 实验方案 细管中液面上升的高度 与液体的种类有关 _将两根半径相同的细玻璃管立于两种不同种类的液体 中，比较液面上升高度_ 【试题解析】 【得出结论】将每个玻璃管的半径与水位上升高度相乘，它们的乘积都等 于 rh，因此得到结论： 同种液体，液面上升的高度与细管的半径成反比；
28、 【交流与表达】利用上述结论，当用足够长的半径为1 5r 的细管，那么水位上升的高度 为：hrh 1 5r 5h； 该小组要探究液面上升的高度与液体种类的关系，要保证玻璃管的粗细相同，改变液体 的种类，那么实验方案为：将两根半径相同的细玻璃管立于两种不同种类的液体中，比较液面 上升高度。 【命题意图】 意在考查信息的收集、处理得出规律，进而应用规律，进行同类问题探究 实验设计的能力。首先根据实验图，可以从科学相关量乘积一定的规律中发现它们成反比例关 系；得出这一规律后，利用规律算出半径为1 5r 的细管的水位高度；当自变量为不同液体时， 研究液面上升的高度与液体种类的关系。这是一个从归纳到演绎，再类推的方法迁移过程。利 用新情境，真正体现了对学生能力的考查。