《七上科学思维导图》

一、 科学探究

1.1 科学的本质

1.1.1 科学的定义

• 一种认识世界的独特方式
• 通过观察、实验、推理等方法获取知识
• 具有可验证性、可证伪性

1.1.2 科学的特点

• 客观性：基于事实，避免主观偏见
• 实证性：强调证据，通过实验验证
• 逻辑性：运用推理，形成理论体系
• 发展性：不断修正，追求更精确的解释
• 普遍性：适用于一定范围内的所有情况

1.2 科学探究的过程

1.2.1 提出问题

• 基于观察，发现疑问
• 问题具有明确性，可探究性
• 问题的来源：生活经验、已有知识、观察现象

1.2.2 做出假设

• 基于已有知识和观察，对问题提出可能的解释
• 假设应具有可检验性
• 假设的形式：如果…那么…

1.2.3 制定计划

• 确定探究方法（观察、实验、调查、查阅资料）
• 设计实验方案（确定变量、控制变量、设置对照组）
• 选择实验材料和工具
• 制定实验步骤

1.2.4 进行实验

• 严格按照实验方案操作
• 仔细观察实验现象
• 客观、准确地记录实验数据

1.2.5 收集证据

• 整理实验数据
• 分析实验现象
• 获取支持或反对假设的证据

1.2.6 得出结论

• 根据证据，判断假设是否成立
• 如果假设成立，则形成初步结论
• 如果假设不成立，则需要重新提出假设并进行探究

1.2.7 表达交流

• 撰写探究报告
• 交流探究过程和结果
• 接受质疑和改进

1.3 科学探究的方法

1.3.1 观察法

• 利用感官（视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉）获取信息
• 客观、细致地观察
• 记录观察到的现象和数据

1.3.2 实验法

• 控制实验条件，研究变量之间的关系
• 设置对照实验，比较不同条件下的结果
• 实验数据的分析和处理

1.3.3 调查法

• 通过问卷、访谈等方式收集信息
• 调查对象的选择具有代表性
• 调查数据的整理和分析

1.3.4 查阅资料法

• 通过书籍、网络等途径获取信息
• 选择可靠的资料来源
• 对资料进行整理和总结

二、 生物与环境

2.1 生物的特征

2.1.1 生命的基本特征

• 需要营养：从外界获取能量和物质
• 能进行呼吸：获取能量
• 能排出体内废物：维持生命活动
• 能对外界刺激作出反应：适应环境
• 能生长和发育：个体体积增大，结构复杂化
• 能繁殖：产生后代
• 能遗传和变异：保持物种延续和发展

2.1.2 病毒的特殊性

• 没有细胞结构
• 必须寄生在活细胞内才能进行生命活动

2.2 生物与环境的关系

2.2.1 环境的组成

• 生物因素：影响该生物生活的其他生物
• 非生物因素：光、温度、水分、空气、土壤等

2.2.2 生物对环境的适应

• 形态结构上的适应：如沙漠植物的根系发达
• 生理功能上的适应：如骆驼耐渴
• 行为上的适应：如候鸟迁徙

2.2.3 环境对生物的影响

• 影响生物的分布：如温度影响植物的分布
• 影响生物的生长和发育：如光照影响植物的生长

2.2.4 生物对环境的影响

• 影响环境的构成：如植物的光合作用产生氧气
• 影响环境的改变：如蚯蚓改良土壤

2.3 生态系统

2.3.1 生态系统的概念

• 在一定区域内，生物和环境形成的统一整体

2.3.2 生态系统的组成

• 生产者：绿色植物，通过光合作用制造有机物
• 消费者：动物，直接或间接以植物为食
• 分解者：细菌、真菌等，分解动植物遗体
• 非生物部分：阳光、空气、水、土壤等

2.3.3 食物链和食物网

• 食物链：生物之间因食物关系而形成的链状结构
• 食物网：多条食物链相互交织形成的网络
• 能量流动和传递：能量沿着食物链流动，逐级递减

2.3.4 生态系统的稳定性

• 自动调节能力：生态系统具有一定的自我调节能力
• 影响因素：生物种类、数量、环境变化等
• 人为破坏：人类活动对生态系统的破坏

三、 材料的世界

3.1 物质的组成

3.1.1 物质是由分子组成的

• 分子是保持物质化学性质的最小微粒
• 分子是运动的
• 分子之间有间隔

3.1.2 物质的状态

• 固态：分子排列紧密，有固定的形状和体积
• 液态：分子排列较松散，没有固定的形状，但有固定的体积
• 气态：分子排列十分松散，没有固定的形状和体积

3.2 物质的性质

3.2.1 物理性质

• 颜色、气味、状态、硬度、溶解性、导电性、导热性、密度、熔点、沸点等

3.2.2 化学性质

• 可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等

3.3 材料的分类

3.3.1 金属材料

• 金属及其合金
• 优良的导电性、导热性、延展性

3.3.2 无机非金属材料

• 陶瓷、玻璃、水泥等
• 耐高温、耐腐蚀、硬度高

3.3.3 有机合成材料

• 塑料、合成纤维、合成橡胶等
• 轻便、绝缘、耐腐蚀

3.4 材料的应用

3.4.1 建筑材料

• 水泥、钢材、木材等

3.4.2 电子材料

• 半导体材料、绝缘材料等

3.4.3 纺织材料

• 棉、麻、丝、毛、合成纤维等

3.4.4 包装材料

• 塑料、纸张、金属等

四、 力

4.1 力的概念

4.1.1 力的定义

• 物体对物体的作用

4.1.2 力的作用效果

• 改变物体的形状
• 改变物体的运动状态

4.1.3 力的单位

• 牛顿（N）

4.2 力的测量

4.2.1 弹簧测力计

• 原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比
• 使用方法：
  • 检查量程和分度值
  • 调零
  • 测量时，拉力与弹簧轴线在同一直线上
  • 读数时，视线与刻度垂直

4.3 力的作用是相互的

4.3.1 作用力和反作用力

• 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上

4.4 重力

4.4.1 重力的定义

• 由于地球的吸引而使物体受到的力

4.4.2 重力的方向

• 竖直向下

4.4.3 重力的大小

• G = mg (g ≈ 9.8N/kg)

4.5 摩擦力

4.5.1 摩擦力的定义

• 两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力

4.5.2 影响摩擦力大小的因素

• 压力大小：压力越大，摩擦力越大
• 接触面粗糙程度：接触面越粗糙，摩擦力越大

4.5.3 摩擦的利用和减小

• 增加摩擦：如轮胎花纹
• 减小摩擦：如润滑油、滚动摩擦

五、运动和静止

5.1 参照物

5.1.1 参照物的概念

• 用来判断物体是否运动的物体

5.1.2 运动和静止的相对性

• 同一个物体，选择不同的参照物，运动状态可能不同

5.2 速度

5.2.1 速度的定义

• 描述物体运动快慢的物理量

5.2.2 速度的公式

• v = s/t

5.2.3 速度的单位

• 米/秒 (m/s)
• 千米/小时 (km/h)
• 换算关系：1 m/s = 3.6 km/h

5.3 匀速直线运动

5.3.1 匀速直线运动的定义

• 物体沿着直线，速度大小不变的运动

5.3.2 变速直线运动

• 物体沿着直线，速度大小变化的运动
• 平均速度：描述变速直线运动的平均快慢程度

5.4 测量平均速度

5.4.1 实验原理

• v = s/t

5.4.2 实验器材

• 小车、斜面、刻度尺、秒表

5.4.3 实验步骤

• 测量路程
• 测量时间
• 计算平均速度

5.4.4 注意事项

• 斜面坡度要小
• 多次测量，取平均值

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