科学探究的基本方法.docx

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科学探究的基本方法

科学探究的基本方法

　【知识点的认识】科学探究的方法是为了顺利地完成科学探究活动而采取的方式、策略、技巧等的总称．其基本方法有控制变量法、模型法、比较法、类比法、图象法、逻辑推理法、归纳和演绎法、实验法、对照实验法等等．具体介绍如下：

1．控制变量法是在研究和解决问题的过程中，对影响物质变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所要探究的问题的一种探究方法．

2．模型法是利用有形的宏观模型来探究学习和研究利用一些肉眼看不到的抽象的微观粒子及其变化规律的一种探究方法．

3．比较法是将两个相似或者不相似的事物做一比较，然后对比分析，并从中得出所要探究的问题的一种常用探究方法．

4．类比法是将两个相似的事物做一对比，从已知或者已学的物质具有的某种性质推出未知物质具有相应性质的一种探究方法．

5．图象法是利用图象这种特殊而又形象的数学语言工具，来表达或者探究某些可以用它来描述的化学现象、过程和规律的一种探究方法．

6．逻辑推理法是人类认识事物的一种重要手段，就是将已有的理论认识通过逻辑思维推理过程的活动为新的探究活动提供支持；并且，将在探究中获得的感性认识通过逻辑思维推理过程上升到理性阶段，从而实现对物质本质的认识，构建起合理的知识体系的一种探究方法．

7．归纳和演绎是人们从特殊到一般，再从一般到特殊的认识事物的基本规律中的两种逻辑推理形式，也就是两种基本的探究思维方法．它在学生的科学探究活动中，尤其是在提出问题、猜想与假设、设计实验方案与解释结论阶段，发挥着重要的作用．

8．实验法是通过具体的化学实验操作来探究学习和研究利用物质的性质、制取和变化规律的最常用的一种探究方法．9．对照实验法是为了探究某一因素对实验的影响，而运用控制变量法进行对照实验的探究方法．

【命题方向】化学学科的试题非常重视对学生科学探究方法的考查．其考查方式一般分为两种：

一种是运用科学探究方法来分析解决实际问题；一种是将科学探究方法以隐形的、试题的形式呈现出来，让学生归纳概括后填写其名称等等．这类试题在中考中频繁出现于选择题、填空题、实验探究题和计算题中，考试的重点是以实验探究题的形式考查学生运用科学探究的方法，并结合所学的基础知识来分析解决实际问题的能力和技巧．

【解题方法点拨】在解答这类试题时，可以将这些的科学探究方法与平时学到一些化学学习方法--比较、归纳、概括、猜想、论证、类比、迁移、实验、观察等联系起来，并进行灵活地整合运用，不要孤立地只想或者只用一种方法来分析探究．对于其中的控制变量法、实验法和对照实验法等，可以联系物理中所学的技巧来灵活运用；而比较法、类比法、图象法、逻辑推理法、归纳和演绎法等，可以联系数学中所学的来整合使用．

一、选择题（共18小题）

1．化学研究中必不可少的、最基本的研究方法和手段是（　　）

　A．阅读B．调查C．实验D．计算

2．只有对探究活动的过程和结果进行认真的反思，才能使我们不断进步．下列有关实验后反思的说法正确的是（　　）

　A．需要思考猜想与结论是否一致

　B．不需要反思探究方法是否科学、有效

　C．不需要反思探究程序是否合理、简捷

　D．不需要反思探究过程是否安全、环保

3．下列四个探究实例：

①探究影响物质溶解性的因素②探究空气中氧气的含量③探究燃烧的条件④探究铁的锈蚀条件．其中主要研究方法相同的是（　　）

　A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④

4．在实验技能考察中，小红的实验过程和现象如下：

取少许待测溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液，石蕊试液变红，另取该溶液少许于另一支试管，滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成，小红得出结论﹣﹣该溶液是稀盐酸．

在整个实验过程中，小红没有用到的科学方法是（　　）

　A．实验法B．间接观察法C．推理法D．抽象法

5．实验室有一瓶失去标签的无色气体，小斌说是空气，小龙说是氧气，你认为可以确定该气体成分的方法是（　　）

　A．讨论B．实验C．上网D．调查

6．“对比实验”和“控制变量法”是科学研究中常用的方法，以下实验没有体现这两种方法的是（　　）

　A．研究压力作用效果与压力大小，受力面积的关系

　B．探究摩擦力与接触面积的粗糙程度有关

　C．探究铁生锈的条件

　D．确定甲烷燃烧后的产物

7．下列实验设计不是利用控制变量法的是（　　）

　A．探究铁生锈的条件

　B．探究溶质在水中的溶解速率

　C．探究条形磁铁周围磁场的分布

　D．探究液体压强特点

8．有一瓶无色气体，可能是二氧化碳气体，你认为应该用下述哪种方法确定？

（　　）

　A．讨论B．调查C．上网查询D．实验

9．小李同学以“我们所穿的衣服是什么面料”为题，进行了一系列探究活动：

（1）找出自己穿过的几件衣服进行观察、对比，同时还做了一张表格，从衣服商标上摘录了面料的种类．

到服装厂了解制造衣服常用的面料，并收集了几种面料的下脚料．

（3）到空气中分别点燃几种不同的面料，观察并记录他们燃烧的现象．

（4）归纳概括得出所穿衣服用的是什么面料．

小李采用的方法是（　　）

　A．调查法B．观察法C．文献法D．实验法

10．实验室台上有一瓶无色的气体，为能立即确定它是否为氧气，你认为下列做法合理的是（　　）

　A．猜想假设B．查阅资料C．进行试验D．交流讨论

11．我们在进行“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”实验时，主要采用的试验方法是（　　）

　A．模仿B．对比C．推理D．假设

12．有一瓶无色气体，可能是二氧化碳气体，你认为应该用下述哪种方法确定（　　）

　A．实验B．调查C．上网查询D．讨论

13．化学实验成功的关键是（　　）

①严谨的科学态度②合理的实验步骤③正确的操作方法．

　A．①B．①②C．②③D．①②③

14．在学习植物细胞结构时，我们经常利用显微镜把细胞分解为细胞壁，细胞质，细胞膜，细胞核等几个不同部分来认识，这种方法属于（　　）

　A．比较B．归纳C．理性思维分析D．实验分析

15．只有对探究活动的过程和结果进行认真的反思．才能使我们不断进步．下列有关实验后反思的说法不正确的是（　　）

　A．不需要反思探究过程是否安全环保

　B．需要反思探究方法是否科学有效

　C．需要反思探究程序是否合理、简捷

　D．需要思考猜想与结论是否一致

16．实验桌上有一瓶无色液体，某同学说可以往溶液样品中滴加石蕊试液，判断其酸碱性．该环节属于科学探究的（　　）

　A．提出问题B．作出猜想C．设计实验D．反思评价

17．下列四个探究实例：

①探究影响电阻大小的因素②探究空气中氧气的含量③探究电流与电压的关系④探究铁的锈蚀条件．其中主要研究方法相同的是（　　）

　A．①②③B．②④C．①③④D．②③④

18．下列装置能达到对比实验目的是（　　）

　A．

比较MnO2和Fe2O3的催化效果

　B．

实验室制取二氧化碳的药品研究

　C．

燃烧条件的研究

　D．

探究分子是不断运动的

二、填空题（共5小题）（除非特别说明，请填准确值）

19．化学是一门以实验为基础的自然科学，初中化学做过许多实验，例如：

A组B组C组

水和空气压缩的实验

比较酒精灯内焰和外焰的温度

水是由水分子构成的

原子大小示意图

若按科学探究的方法进行分类，应将C归为　　　　　　（选填“A”或“B”）组，理由是　　　　　　．

20．为了保证实验结果的客观性，在设计实验时必须明确

（1）　　　　　　，　　　　　　，（3）　　　　　　，（4）　　　　　　．

21．化学是研究物质的组成、结构、性质和制取等规律的科学．下图是研究常见物质组成的两个化学实验，即A实验和B实验．

从研究方法得知，A实验是利用可燃物消耗瓶内的　　　　　　，使瓶内压强减小来达到目的，此处选用的可燃物通常为　　　　　　（填名称）．B实验是通过证明生成物了　　　　　　来推断甲烷的元素组成的．

22．某同学想探究二氧化锰在过氧化氢分解中作催化剂，设计了以下探究实验，请你完成实验报告和实验分析．

（1）实验报告：

实验步骤用带火星的木条检验时的现象结论

1．向试管1中倒入5mL5%的过氧化氢溶液不复燃几乎无氧气放出

2．给试管1稍微加热①②

3．向试管2中加入5mL5%的过氧化氢溶液和一匙二氧化锰③④

4．待试管2中无气泡冒出时再倒入5mL5%的过氧化氢溶液⑤⑥

5．再向试管2中加入一匙二氧化锰⑦⑧

实验分析

①比较步骤1和步骤2可得出结论：

过氧化氢溶液不加热几乎无氧气放出，稍加热有氧气放出．

②比较步骤1和步骤3可得出结论：

③比较步骤4和步骤5可得出结论：

（3）该同学觉得该实验还不完美．他还想证明MnO2在反应前后质量不变，你认为他该增加什么实验？

23．加热碱式碳酸铜时，观察到固体渐渐由　　　　　　色变为　　　　　　色，试管口有　　　　　　生成，产生的气体能使澄清的石灰水　　　　　　，证明是　　　　　　．

三、解答题（共3小题）（选答题，不自动判卷）

24．用科学方法认识物质

掌握了物质的组成、性质才能合理地应用物质，研究物质组成、性质的基本方法主要有：

观察法、实验法等．

（1）用观察法认识空气

观察法是一种有计划、有目的地用感官（眼、鼻、耳、手）考察研究对象的方法．

用观察法研究空气的性质，请你写出一种观察方法，该方法得出的空气的一条性质：

观察方法是　　　　　　，得出的性质是　　　　　　；

用实验法认识空气的组成及其成分的性质

实验法是指通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质的组成、未知性质的方法．

①用实验法认识空气的组成

实验室用如图所示装置来测定空气中氧气的含量．请据图和所学知识回答下列问题．

实验中发生反应的化学方程式是　　　　　　，该实验的原理是　　　　　　，已知图中玻璃管的容积为50mL，实验前注射器活塞对应的示数是100mL：

实验后当气球回复实验前状态时，注射器活塞对应的示数是70mL，则氧气约占空气体积的　　　　　　．

②用实验法认识二氧化碳的性质

小明设计了如图所示的三组实验来探究二氧化碳的性质：

在实验一中，将一瓶二氧化碳沿烧杯内壁慢慢倒入小烧杯中，可以观察到的现象是　　　　　　，由此可以得出二氧化碳的两条性质分别是　　　　　　、　　　　　　；

实验二中，向集满CO2的试管内倒入约占试管容积三分之一的澄清石灰水，旋紧胶塞，持续振荡一定时间，试管中发生反应的化学方程式是　　　　　　，充分振荡后，试管内压强（填“＞”或“=”或“＜”）　　　　　　试管外大气压强；

实验三中，先分别向两支盛有蒸馏水的试管中滴加几滴紫色石蕊试液，如实验（Ⅰ），然后向其中一支试管中通入二氧化碳，如实验（Ⅱ）．在实验（Ⅱ）中溶液变　　　　　　色，反应的化学方程式为　　　　　　．

25．2003年6月，西安北郊古墓中出土一青铜锤（一种酒具），表面附有绿色固体物质，打开盖子酒香扑鼻，内盛有26kg青绿色液体．专家认定是2000多年前的“西汉美酒”．这是我国考古界、酿酒界的一个重大发现．如果让你对出土的“西汉美酒”进行探究，你想探究的一个问题是：

　　　　　　．

26．经过一年的化学学习，我们亲身体验了一系列的探究实验，感受了化学的无穷魅力．小强在回顾整理下列实验中提炼了许多探究的方法．

实验一、探究分子在不断运动（如右图）

实验现象：

　　　　　　．

该实验的探究方法是：

对看不见、摸不着的粒子，要“观察”它的运动可以设计实验，通过宏观的现象来间接认识．

实验二、探究二氧化碳与水的反应（取四朵用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥的小花，进行下图所示实验）

实验现象：

（Ⅰ）、（Ⅳ）中的小花变红．

设计（Ⅱ）、（Ⅲ）实验的目的是：

　　　　　　．

该实验的探究方法是：

设计分析　　　　　　（填“A”或“B”或“C”），获得结论．

A．仅一个单因素的实验B．有多种因素的对比实验C．用前面实验的生成物继续实验

实验三、验证二氧化碳与氢氧化钠溶液确实发生了反应（实验如下表所示）

方案实验步骤实验现象

1取两个等体积的软塑料瓶，充满二氧化碳，然后

　　　　　　．　　　　　　

2先将二氧化碳通入盛有足量氢氧化钠溶液的试管

中，然后　　　　　　．　　　　　　

我认为方案1的探究方法是　　　　　　，

方案2的探究方法是　　　　　　．

小结：

上述三个实验告诉我们：

当某些化学反应现象不明显或不足以说明问题时，要千方百计通过设计出具有明显现象的实验，来准确推知和认识化学反应．

科学探究的基本方法

参考答案与试题解析

一、选择题（共18小题）

1．化学研究中必不可少的、最基本的研究方法和手段是（　　）

　A．阅读B．调查C．实验D．计算

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

化学实验．

分析：

本题是对科学探究基本方法的考查．

解答：

解：

化学是一门以实验为基础的科学，化学的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的．

点评：

学习化学的重要途径是实验．

2．只有对探究活动的过程和结果进行认真的反思，才能使我们不断进步．下列有关实验后反思的说法正确的是（　　）

　A．需要思考猜想与结论是否一致

　B．不需要反思探究方法是否科学、有效

　C．不需要反思探究程序是否合理、简捷

　D．不需要反思探究过程是否安全、环保

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

科学探究．

分析：

根据实验后反思可从反思探究过程、探究方法、探究程序、猜想与结论是否一致等方面进行，据此进行分析判断．

解答：

解：

A、实验后反思，需要思考猜想与结论是否一致，故选项说法正确．

B、实验后反思，需要反思探究方法是否科学有效，故选项说法错误．

C、实验后反思，需要反思探究程序是否合理、简捷，故选项说法错误．

D、实验后反思，需要反思探究过程是否安全环保，故选项说法错误．

故选：

A．

点评：

本题难度不大，考查的是科学探究的方法，是研究初中化学问题的重要方法，了解科学探究的基本环节是正确解答本题的关键．

3．下列四个探究实例：

①探究影响物质溶解性的因素②探究空气中氧气的含量③探究燃烧的条件④探究铁的锈蚀条件．其中主要研究方法相同的是（　　）

　A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

科学探究．

分析：

化学研究中常常用到“控制变量法”、“模型法”、“类比法”、“实验法”等方法．

解答：

解：

①探究影响物质溶解性的因素，采用的是控制变量法；

②探究空气中氧气的含量，采用的是实验法；

③探究燃烧的条件，采用的是控制变量法；

④探究铁的锈蚀条件，采用的是控制变量法．

故选C．

点评：

本题主要考查学生对化学研究方法的了解和掌握，属于基础知识的考查．

4．在实验技能考察中，小红的实验过程和现象如下：

取少许待测溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液，石蕊试液变红，另取该溶液少许于另一支试管，滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成，小红得出结论﹣﹣该溶液是稀盐酸．

在整个实验过程中，小红没有用到的科学方法是（　　）

　A．实验法B．间接观察法C．推理法D．抽象法

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

科学探究．

分析：

A、取少许待测溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液，滴加硝酸银溶液，属于试验法；

B、石蕊试液变红，有白色沉淀生成，属于观察；

C、小红得出结论﹣﹣该溶液是稀盐酸，属于推理

D、抽象法是一种分析问题的方法，用最简洁的语言来表达就是：

把复杂的现像转化成简单的模型，从复杂到简单．

解答：

解：

A、取少许待测溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液，滴加硝酸银溶液，属于试验法，故不符合题意；

B、石蕊试液变红，有白色沉淀生成，属于观察，故不符合题意；

C、小红得出结论﹣﹣该溶液是稀盐酸，属于推理，故不符合题意

D、抽象法是一种分析问题的方法，用最简洁的语言来表达就是：

把复杂的现像转化成简单的模型，从复杂到简单，没有用到，故符合题意．

故选D．

点评：

本题考查了科学探究方法，根据题目中描述来分析，题目比较简单．

5．实验室有一瓶失去标签的无色气体，小斌说是空气，小龙说是氧气，你认为可以确定该气体成分的方法是（　　）

　A．讨论B．实验C．上网D．调查

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

科学探究．

分析：

有一无色气体到底是空气，还是氧气，讨论、上网、调查都弄不清楚，那怎么办？

实验，能使带火星的木条复燃的就是氧气，使带火星的木条无明显变化的就是空气．

解答：

解：

有一无色气体，小斌说是空气，小龙说是氧气，到底是什么呢？

A、讨论不出来，故A错误；

B、实验是最好的方法，如能使带火星的木条复燃的就是氧气，使带火星的木条无明显变化的就是空气，故B正确；

C、上网也查不出来是什么气体，故C错误；

D、只是一种未知的气体，也调查不出来，故D错误．

故选B．

点评：

本题考查物质的验证方法，一试便知，实验非常重要．

6．“对比实验”和“控制变量法”是科学研究中常用的方法，以下实验没有体现这两种方法的是（　　）

　A．研究压力作用效果与压力大小，受力面积的关系

　B．探究摩擦力与接触面积的粗糙程度有关

　C．探究铁生锈的条件

　D．确定甲烷燃烧后的产物

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

科学探究．

分析：

根据“对比实验”和“控制变量法”的基本思想来分析解答．

解答：

解：

A．要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”应控制物体间的压力相同而接触面的面积不同，属于控制变量法；

B．滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关，要验证滑动摩擦力的大小可能与接触面的大小有关，应采用控制变量法，即控制压力相同和接触面粗糙程度改变，属于控制变量法；

C．探究铁锈蚀需要设计有氧气无水、有水无氧气，既有氧气又有水的环境对比试验进行验证；

D．确定甲烷燃烧产物只需要点燃后观察是否有水和二氧化碳产生即可，既不属于“对比实验”，又不属于“控制变量法”．

故选D．

点评：

本题考查了“对比实验”和“控制变量法”的基本思想，掌握常见的实验过程是解题的关键．

7．下列实验设计不是利用控制变量法的是（　　）

　A．探究铁生锈的条件

　B．探究溶质在水中的溶解速率

　C．探究条形磁铁周围磁场的分布

　D．探究液体压强特点

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

科学探究．

分析：

化学实验中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．

解答：

解：

A、探究铁生锈的条件时，设计铁钉只和氧气接触，铁钉只和水接触，铁钉与氧气和水接触，通过对比说明铁钉锈蚀的条件．故利用了控制变量法；

B、探究燃烧的条件时，通过薄铜片上的白磷和红磷的燃烧对比，温度达到了白磷的着火点所以燃烧了，可探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度，对薄铜片上的白磷和水中的白磷的燃烧对比可知，薄铜片上的白磷与氧气接触所以燃烧了，可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触，故利用了控制变量法；

C、在研究条形磁铁周围磁场的发布实验中，采用等效替代的方法，用铁屑取代小磁针，通过观察铁屑的分布得到磁场的情况；故没有利用控制变量法；

D、探究液体压强的特点，需要保持两个物理量不变，研究另一个物理量对液体压强的影响，采用的是控制变量法；

故选：

C．

点评：

控制变量法是初中化学实验中最常用的探究问题的方法，在解决实际问题时要注意识别和正确应用．

8．有一瓶无色气体，可能是二氧化碳气体，你认为应该用下述哪种方法确定？

（　　）

　A．讨论B．调查C．上网查询D．实验

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

科学探究．

分析：

科学探究的主要方法：

讨论、调查、上网查询、实验，据此结合题意进行分析判断．

解答：

解：

A、讨论可以使实验探究更合理、更完善，不能代替实验做出实验证明，不能通过交流讨论确定该无色气体是否为二氧化碳，故该做法不合理．

B、调查只是为实验探究过程找寻理论支持，不能代替实验做出实验证明，不能通过调查确定该无色气体是否为二氧化碳，故该做法不合理．

C、上网查询可以为查阅资料、找寻理论支持，不能代替实验做出实验证明，不能通过上网确定该无色气体是否为二氧化碳，故该做法不合理．

D、通过进行实验以及对实验现象的观察、记录和分析等可以确定该无色气体是否为二氧化碳，故该做法合理．

故选：

D．

点评：

本题难度不大，考查的是科学探究方法，是研究初中化学问题的重要方法，了解科学探究的基本环节是正确解答本题的关键．

9．小李同学以“我们所穿的衣服是什么面料”为题，进行了一系列探究活动：

（1）找出自己穿过的几件衣服进行观察、对比，同时还做了一张表格，从衣服商标上摘录了面料的种类．

到服装厂了解制造衣服常用的面料，并收集了几种面料的下脚料．

（3）到空气中分别点燃几种不同的面料，观察并记录他们燃烧的现象．

（4）归纳概括得出所穿衣服用的是什么面料．

小李采用的方法是（　　）

　A．调查法B．观察法C．文献法D．实验法

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

化学与生活．

分析：

根据题中的探究活动是通过实验法确定衣服的面料解答．

解答：

解：

从

（1）找出自己穿过的几件衣服进行观察、对比，同时还做了一张表格，从衣服商标上摘录了面料的种类．

到服装厂了解制造衣服常用的面料，并收集了几种面料的下脚料．

（3）到空气中分别点燃几种不同的面料，观察并记录他们燃烧的现象．

这三方面可知小李采用的是实验法，故答案：

D．

点评：

探究方法包括：

调查法、观察法、文献法、实验法等．

10．实验室台上有一瓶无色的气体，为能立即确定它是否为氧气，你认为下列做法合理的是（　　）

　A．猜想假设B．查阅资料C．进行试验D．交流讨论

考点：

科学探究的基本方法．

专题：

科学探究．

分析：

科学探究的主要环节有提出问题→猜想与假设→制定计划（或设计方案）→进行实验→收集证据→解释与结论→反思与评价→拓展与迁移，据此结合题意进行分析判断．

解答：

解：

A、猜想假设只是对问题的可能性进行合理的推测，不能通过猜想假设确定该无色气体是否为氧气，故该做法不合理．

B、查阅资料只是为实验探究过程找寻理论支持，不能通过猜想假设确定该无色气体是否为氧气，故该做法不合理．

C、通过进行实验以及对实验现象的观察、记录和分析等可以确定该无色气体是否为氧气，故该做法合理．

D、交流讨论可以使实验探究更合理、更完善，不能代替实验做出实验证明，不能通过猜想假设确定该无色气体是否为氧气，故该做法不合理．

故选C．

点评：

本题难度不大，考查的是科学探究方法，是研究初中化学问题的重要方法，了解科学探究的基本环节是正确解答本题的关键．

11．我们在进行“对人体吸入的空气和呼出的气