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科學探究題的類型與評析
近年來，中考科學中考查學生探究能力的試題逐年增加，占有較大的比重。這類試題涉及面大、能力要求高、綜合性強、難度大，能夠對學生各方面能力進行全面考查。試題可以根據科學探究所具有的“提出問題——猜想和假設——制定計劃與設計實驗——進行實驗與收集證據——分析與論證——評估——交流與合作”七個環節進行設計。根據考查所側重的探究環節來分類，主要有如下六種類型。
1.提出問題
例題：（05廣東汕頭）圖1是雜技演員演出時的簡圖。根據圖中的情境，從力學角度出發提出兩個問題，并選其中一個問題進行解答。
示例：男演員跳下彈起女演員時跳板會發生什么形變？
問題1：
問題2：
解答問題（ ）
。
分析：在解答這類題型時，首先要通過讀圖，結合文字說明，理解這是一個演員的彈跳過程，其涉及的主要知識為力學知識，有力的相互作用、力的作用效果，也可延伸至慣性知識、勢能和動能、杠桿知識等都可以，解答問題部分只要與所提的問題相對應即可，答案是不固定的。因此也可稱之為開放式的探究題。問題可為：女孩的重力勢能怎樣變化？杠桿的平衡條件是什么？
該類探究題側重于考查學生發現問題、提出問題、語言表達等方面的能力。解題時需要注意的方面有：回答“問題”時，應該用一個問句來表達而不能用一個陳述句；所提的問題應該與題目設置的情境有關。
2．建立猜想和假設
例題：為了了解火星上是否有生命存在，科學家設計了一個實驗方案：假如宇宙飛船能將火星土壤帶回地球，我們可將火星土壤放入一個密閉的箱子內，然后向箱內通入混合氣體（徹底除去微生物）并添加無機鹽和有機營養物質。接著我們可以通過測定氣體的成分比例是否發生變化來得出判斷。這一實驗是基于什么假設進行的 （ ）
A. 具有生命的物體都能進行繁殖
B. 具有生命的物體都能進行新陳代謝
C. 火星上的生命一定是植物
D. 火星上的生命一定是單細胞的生物
分析：這是一道綜合了宇宙科學和生命科學的探究題，探究的問題是：火星上是否有生命存在，判斷依據是：密閉箱子內氣體的成分比例是否發生變化。結合選項中生物的一些基本特征：如繁殖是生物產生新個體的現象、新陳代謝是指生物體內或生物體與外界之間進行物質和能量的交換，只有新陳代謝是直接體現出生物與外界環境之間有物質交換，即會直接影響空氣的成分。對于生物體而言，不管是動物、植物還是微生物，不管是單細胞生物還是多細胞生物，都具有生物的一些基本特征。因此，正確的答案為B。
解此類題時需要注意的方面有：
1、要善于對題目所創設的情境進行分析，排除干擾因素，抓住主要環節。
2、當回答“假設”時，則必須要用一個陳述的語句，而不能是問句。
3、所做的假設應該是與情境中的研究過程相符合。
3.設計探究方案
例題：某同學學習了“種子萌發的外界條件”后，動手設計了一個實驗進行證實。他將三粒大豆種子用細繩系在玻璃棒上，放入盛有水的燒杯中，實驗裝置如圖（甲）所示。請回答下列問題。
（1）該實驗是＿＿＿＿＿（選填“探索性實驗”或“驗證性實驗”）。
（2）經過一段時間后，發現A、B、C三粒種子中，只有B種子萌發，這說明種子萌發的外界條件是＿＿＿＿＿＿＿。
（3）如果證實種子萌發需要適宜的溫度，還必須設計一個實驗裝置（乙），若你手中只有一粒大豆種子，則種子應系在＿＿＿＿＿（填“a處”、“b處”、“c處”），（乙）裝置起＿＿＿＿作用。
充足的水
充足的氧氣
現象
種子A
無
有
不發芽
種子B
有
有
發芽
種子C
有
無
不發芽
分析：該同學是在學習了“種子萌發的外界條件”之后，已經了解影響種子萌發的外界條件，所以該實驗是驗證性實驗；（乙）裝置起了對照作用。再結合圖（甲）的實驗，可以列出右表：
從表中不難得出種子發芽的兩個外部條件：充足的水分和氧氣，種子應系在b處。
一般研究計劃的設計會涉及以下幾點：①研究方法的選定；②研究步驟的具體化；③采用適當方法控制變量和設置對照組。此題型要求學生運用已有知識，根據試題已有的猜想進行驗證，提出自己的探究方案。
解此類題時需要注意分析探究活動中的各種條件，注意對多種變量因素的控制。根據實驗目的和學過的相關知識來設計探究方案。
4.評價探究方案
例題：（05浙江嘉興）對物體下落的快慢與物體輕重的關系，歷史上曾先后有過兩種不同的觀點：亞里士多德認為重的物體下落得快，而伽俐略認為輕重不同的物體下落的快慢是一樣的。下面是三位同學在研究了物體下落的快慢與物體輕重的關系后做作的交流：
⑴如果亞里士多德的觀點是對的，那么小剛的實驗結果應該是＿＿＿＿＿＿＿。
⑵導致小強和小麗實驗結果不同的原因，主要是存在＿＿＿＿的干擾。
分析：題中三位同學通過不同的實驗方法得出不同結論，關鍵在于實驗條件不同。亞里士多德沒有注意到空氣對下落物體的阻力，如果阻力相同或都沒有阻力，則伽俐略的觀點是正確的。
可見，題中小剛改變了相同紙片與空氣的接觸面即下落時受到的空氣阻力不同，從而得出下落快慢不同的實驗結果，從而說明下落快慢與物體輕重無關的結論，因此其實驗結果是正確的。而小強與小麗實驗結果不同的原因也在于紙片與空氣接觸面不同所受到的空氣阻力不同這一變量控制的差異導致的。
試題提供了幾個探究方案，要求考生對這些方案進行評價。評價能力在新課程標準里有明確要求，但在教學常易被忽略。
解此類題型時須理解原有方案的設計依據和意圖，比較分析不同方案的異同處。然后根據自己的理解和科學知識進行針對性的評價。這類題型既考查了學生比較分析能力，又考查了學生的知識水平，同時，對考生是否敢于挑戰權威、不迷信的科學精神提出較高要求。
5.分析探究結果
例題：（05浙江省卷）：小明和他的伙伴們對科學探究抱有濃厚興趣，下面是他們的一項研究。
研究課題：啤酒瓶打開后逸出氣體的主要成分是什么？
實驗準備：用集氣瓶收集滿3～4瓶從剛打開的啤酒瓶中逸出的氣體。
實驗步驟：
（1）將帶火星的木條放入集氣瓶中，發現木條未復燃，則說明該氣體主要成分不是＿＿＿氣體。
（2）將濕潤藍色石蕊試紙放在集氣瓶口，發現試紙變紅色，則說明該氣體中含有能與水反應且生成的溶液顯＿＿＿性的氣體。
（3）向另一瓶氣體中傾倒澄清石灰水，振蕩后發現石灰水變渾濁，則可證明該氣體中一定大量含有＿＿＿氣體。
分析：能使木條復燃是檢驗氧氣的方法，木條未復燃則說明氣體不是氧氣；藍色石蕊試紙遇酸顯紅色，遇堿不變色，說明氣體與水反應生成的溶液顯酸性；能夠使澄清石灰水變渾濁是二氧化碳所具有的特殊性質，所以能夠證明該氣體中一定大量含有二氧化碳氣體。
這一道冠以探究之名來考查初中科學知識中氧氣的化學性質、酸堿指示劑的變色、二氧化碳的檢驗三個基本知識點，其知識點本身難度不高。因此，在解題時，只要善于排除干擾因素，抓住問題的關鍵，熟悉科學探究的實質，就可大大提高準確程度了。
科學探究結果常以各種數據、圖表等形式呈現，有些信息還有干擾作用。如何從眾多的信息中分離出有用信息，對有用信息進行整合，都是學生在自主探究中需要的能力要素。這類試題在中考中比較常見，在教學中也比較重視。但由于數據處理和圖表識別本身的能力要求較高，對科學知識的依賴性較弱，涉及到自學能力，因此，這類試題仍具有積極的導向作用。
6.提出解決方案
例題：（05浙江溫州）城市沿街綠化不僅美觀，還有滯塵作用。但是，你知道灰塵會影響植物光合作用嗎?某科技小組選擇了一批生長狀況相似的城市綠化樹種，在8月31日將其噴灑清洗，然后每隔一周對樹葉的灰塵量和光合作用進行測定，得到結果如表所示。請問：
(1)表中這些數據說明植物光合作用降低百分比與灰塵量的關系是 ；
(2)你能簡單分析灰塵影響植物光合作用的原因嗎?請寫出一種原因
(3)根據表中數據，可以建議城市沿街綠化植物的噴灑清洗至少要隔 周進行一次。
分析：從表中可以看出，隨著灰塵量的增加植物光合作用降低百分比增加，兩者存在著正比關系。從光合作用所需的原料與條件可以分析，影響光合作用的主要因素一是二氧化碳、水是否充分供給，二是光照是否有保障。植物葉面上的灰塵既影響了空氣中二氧化碳被植物吸收，也影響了葉面對光的吸收。第3問在書本是找不到答案的，也不能單純地從科學知識入手，它需要多種因素，比如經濟成本，實踐可行性等，具有一定的開放性。
本題以光合作用為知識載體，但并不考查光合作用原理性知識，卻提出一個學生平時不太注意思考的問題：光合作用與葉面灰塵的關系，城市綠化與消塵的關系。要求考生結合已有的探究成果提出解決問題的方案。
大多數的實驗探究題并不是考查科學探究的所有環節，而是根據實際問題選擇一部分要素進行考查，有側重地考查學生某些方面的能力。做好科學探究題的關鍵在于：經常地留意身邊與物理相關的事和物，不斷地進行觀察與積累。在平時的學習中，要積極參與科學探究活動，學習科學知識與技能，努力去嘗試科學探究活動的各個要素，體驗科學探究的樂趣，培養實事求是的科學態度，從而使自己的科學探究能力得到全面提高。
探究題一般有大量的情境，包括了問題的提出、探究過程和無關甚至是干擾信息等，因此閱讀量較大。需要解題者仔細閱讀和理解探究的過程，并結合自己的知識基礎和解題經驗對探究的過程進行分析，尋找整個探究過程中存在的問題、對探究的過程進行評價、推導出最后結論或提出合理化的建議，因此，心理素質也很重要。
選編以下典型題供練習：
1、1元硬幣的外觀有銀白色的金屬光澤，一些同學認為它可能是鐵制成的.在討論時，有同學提出：“我們可以先拿磁鐵來吸一下”，這時，有位同學手拿一塊磁鐵吸了一下硬幣.就“一些同學認為它可能是鐵制成的”這一環節而言，屬于科學探究中的 （ ）
A．論證 B．猜想 C．實驗 D．分析
2、宇宙中星系間的距離在不斷地擴大，這一事實為宇宙形成的哪一種理論提供了最有力的證據（ ）
A．盤古開天辟地 B．上帝創造了天地和萬物
C．宇宙大爆炸理論 D．“四方上下曰宇，往古來今曰宙”
3、如圖是小明同學為探究“植物光合作用所需條件”而進行的實驗操作過程，通過這個實驗說明光合作用需要
A．二氧化碳 B．葉綠體 C．光 D．水
4、某校自然科學興趣小組用打孔器從葉片中獲得許多葉圓片，抽取其中的空氣，將等量的葉圓片和水倒入3個燒杯中，按下表所示條件進行實驗：
燒杯號
光照（勒克斯）
溫度（℃）
CO2（%）
1
6000
15
0.2
2
6000
25
0.2
3
6000
25
0.01
注：O2在水中溶解度小，葉圓片光合作用放出的O2在細胞間隙積累，能使葉圓片上浮，葉圓片平均上浮所需要的時間可作為光合作用強弱的比較依據。
該實驗在研究何種外界因素對光合作用強度的影響？（ ）
A.光照 B.溫度 C. CO2 D.溫度和CO2
5、據美聯社報道，從今年4月26日起，“機遇號”火星探測器由于車輪陷入到細沙中而被困在火星表面的一個沙丘上，一直動彈不得，這與沙丘能夠承受的壓強較小有關。如果你是火星探測器的設計者，為了減小探測器對地面的壓強，可行的改進方法是
A．增大探測器的質量　　　　　　　B．增大車輪與地面的接觸面積
C．減小車輪表面的粗糙程度　　　　D．減少車輪的個數
6、對地球上生命的起源，科學史上有著多種觀點，其中就有一種叫做“宇宙胚種論”的觀點。它認為地球上的生命來自于宇宙的其他天體，通過適當的途徑到達地球。近年來，對一些隕石成分的分析，發現在其他天體上存在有構成生命物質的各種有機物，如各種氨基酸等；對一些彗星成分分析，也發現一些彗星中存在簡單的有機物。由此，你認為“宇宙胚種論”的觀點是 （ ）
A. 正確的，應當認為地球上的生命來自于宇宙
B. 錯誤的，因為課本告訴我們：地球上的生命起源于地球上的非生命物質
C. 一種沒有任何事實依據的猜想，沒有任何科學價值
D. 一種事實根據很少的假說，至今既不能證否也不能證實
7、小明爸爸的白色衣服沾上了紅葡萄酒，用肥皂洗時，污漬處變成了藍色。小明想：肥皂是堿性的，如果用酸性的米醋來試驗．還會變色嗎?請問：
(1)小明猜測的紅葡萄酒里可能含有＿＿＿＿＿＿。
(2)如果小明的猜測是對的，紅葡萄酒汁遇到米醋會顯 ＿＿＿色。
8、人的指甲是不斷長長的，但到底是由指甲的哪一部位長長的呢？某同學對此提出假設：“指甲長長可能是由指甲的根部不斷長長而形成的”。由此他設計了如下實驗方案：
①在指甲的中軸線上，按圖所示涂上指甲油（指甲油比較難以擦去，可以在指甲上保持較長時間）。　
②半個月后，觀察、測量并分析。
請回答相關問題：
（1）如果該同學的假設是正確的，則應觀察到AB間的距離＿＿＿（選填“增大”、“不變”或“縮短”）。
（2）對于指甲的生長，你還想研究的問題是＿＿＿。
植物種類
甲
乙
丙
丁
氣孔數
/cm2
上表皮
2500
0
8900
2700
下表皮
2300
29400
0
12300
9、生物都具有與環境相適應的特性，這種適應性表現在生物的形態、結構和生理等各個方面。如生活在不同環境中的植物，其葉片上氣孔的數量和分布是不同的。下表為4種植物葉片上、下表皮的氣孔數，其中葉片浮于水面生長的植物是＿＿＿。取四枝大小且葉片數大致相同的乙種植物嫩枝，在光照條件下，依下圖所示的方法進行實驗（凡士林具有密封作用）。實驗開始時各裝置的質量相同，24小時后重新測量各裝置的質量，質量明顯減小的是＿＿＿。（填編號）
10、某小組同學用如圖所示的壓強計研究甲、乙兩種液體內部的壓強規律，記錄的實驗數據如下表所示。（液體甲的密度小于液體乙的密度）
液體甲
液體乙
實驗序號
金屬盒所在深度(厘米)
U形管兩側液面高度差(厘米)
實驗序號
金屬盒所在深度(厘米)
U形管兩側液面高度差(厘米)
1
10
6
4
10
7
2
20
11
5
20
13
3
30
15
6
30
10
（1）從表中數據看，哪一次實驗記錄的數據中存在著怎樣的錯誤？
▲
（2）分析比較實驗序號1、2、3的數據及相關條件，可得出的初步結論是： ▲
（3）分析比較實驗序號 ▲ ，或 ▲ 的數據及相關條件，可得出結論：在相同的深度處，液體的密度越大，液體的壓強也越大。
11、在學校的元旦聯歡會上，某同學表演了“水能生火”的魔術。他向包有過氧化鈉(Na2O2)粉末的脫脂棉上滴水，脫脂棉燃燒起來。小軍很感興趣，于是，他和同學們進行探究。
【提出問題】過氧化鈉與水反應生成了什么物質?為什么脫脂棉會燃燒?
【猜想】①可能有一種氣體和另一種物質生成； ②反應過程中可能有能量變化
【設計裝置】如右圖所示
【實驗探究】
實驗一：探究反應后生成的氣體是什么?
(1)打開右圖裝置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，觀察到試管內有氣泡產生，用帶火星的木條靠近P處，木條復燃。說明生成的氣體是 。
(2)實驗中，還觀察到伸入燒杯中的導管口有氣泡冒出，請解釋產生該現象的原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
實驗二：繼續探究反應后生成的另一種物質是什么?
(1)小張猜想另一種物質是Na2CO3，小軍認為不可能。小軍的依據是：
為了證實小軍的看法，請你設計一個證明CO2不存在的實驗。
實驗步驟
實驗現象
實驗結論
(2)小軍取反應后所得的溶液于試管中，滴人無色酚酞試液，發現酚酞試液變紅色，說明反應后所得的溶液呈 性。
【表達】由實驗探究的結果，寫出過氧化鈉和水反應的化學方程式
12、某興趣小組通過往水中加鹽，終于使馬鈴薯漂浮在水面上。由于當時并沒有及時收拾實驗器材，幾天后他們驚奇地發現原來浮在水面的馬鈴薯又都沉在容器底部，他們決定對這一現象進行研究。對此現象，他們提出了以下幾種猜想：
猜想1：可能由于水的蒸發，鹽水的密度變大，導致馬鈴薯下沉；
猜想2：可能是馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后質量變大，導致馬鈴薯下沉；
猜想3：可能是馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后體積變小，導致馬鈴薯下沉；
經過一番討論，他們馬上否定了猜想1，你認為他們否定的理由是____________。
接著他們就猜想2和猜想3進行了如下的實驗操作：
（1）取三塊馬鈴薯，編上A、B、C號，分別測出其質量和體積；
（2）配制一大杯鹽水；
（3）將三塊馬鈴薯放在鹽水中，使其漂浮，幾天后發現馬鈴薯都沉在容器底部，將其撈出、擦干，分別測出其質量和體積。
實驗數據如下表：
馬鈴薯的編號
質量/g
體積/cm3
?
放入鹽水前
在鹽水中下沉后
放入鹽水前
在鹽水中下沉后
A
44.8
39.2
40
33
B
56.1
48.8
50
41
C
77.3
67.9
69
57
請分析上述實驗數據后回答：
猜想2是_________（選填：“正確”或“錯誤”）的；你認為導致馬鈴薯下沉的原因是_________。
練習答案：1、B 2、C 3、C 4、B 5、B 6、D 7、（1）石蕊 （2）紅色 8、（1）AB間的距離就應該是增大。 （2）答案只要合理均可，如指甲為什么有時很軟？灰指甲產生的原因是什么？ 指甲會不會橫向生長？指甲的生長狀況與身體健康有關嗎？指甲前部為什么會分層？ 9、丙 A 10、（1）第6次實驗中，U形管兩側液面高度差不可能小于13厘米 （2）液體的壓強隨深度的增加而增大 （3）1、4 2、5 11、實驗一：(1)氧氣(或02) (2)過氧化鈉與水反應放出熱量，使吸濾瓶中的空氣受熱膨脹，因此伸入燒杯中的導管口看到有氣泡產生。 實驗二： (1)根據質量守恒定律，反應物中沒有碳元素，所以生成物中不可能有Na2C03。 取少量反應后所得的溶液于試管中，滴入稀鹽酸 沒有氣泡產生 沒有CO32-存在。 (2)堿 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ 12、鹽水密度增大，由物體的浮沉條件，ρ液＞ρ物時，物體上浮。所以猜想1是錯誤的。 猜想法是錯誤的 馬鈴薯下沉的原因是馬鈴薯的密度增大了

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