《七上科学第一章思维导图》

一、 科学是什么？

1.1 什么是科学？

1.1.1 定义：

• 科学是人们认识、理解和解释自然现象的活动。
• 科学也是一种有组织的知识体系，它通过观察、实验、推理等方法来探究自然界的规律。
• 科学的目标是发现真理，解释现象，并预测未来。

1.1.2 特点：

• 客观性： 科学的结论必须建立在客观事实的基础上，不受个人主观意识的影响。
• 可验证性： 科学的结论必须经过实验或观察的验证，才能被认可。
• 逻辑性： 科学的结论必须符合逻辑，推理过程严谨。
• 发展性： 科学的知识是不断发展的，随着新的发现和新的技术的出现，科学的知识会不断更新和完善。
• 普遍性： 科学的规律适用于普遍情况，具有广泛的应用价值。

1.2 科学探究

1.2.1 科学探究的过程：

• 提出问题： 发现自然现象中的疑问，明确探究的目标。问题必须明确、具体，并具有可探究性。
• 猜想与假设： 根据已有的知识和经验，对问题的答案做出初步的猜测或假设。假设必须具有一定的科学依据，并能够被实验或观察验证。
• 制定计划： 设计实验方案，确定实验材料、步骤和控制变量。实验方案必须严谨、可行，能够有效地验证假设。
• 收集证据： 通过实验、观察、调查等方法收集数据和信息。数据必须真实、可靠，并进行准确的记录。
• 分析论证： 对收集到的数据和信息进行分析，找出规律，验证假设。分析过程需要运用逻辑推理、数学计算等方法。
• 评估与交流： 对探究过程和结果进行评估，总结经验教训，并将探究成果与他人交流。评估需要客观、公正，交流需要清晰、准确。

1.2.2 科学探究的方法：

• 观察： 用感官或仪器直接观察自然现象，获取信息。观察需要细致、全面，并注意记录细节。
• 实验： 在控制条件下，人为地改变某些因素，观察其对实验结果的影响。实验需要控制变量，保证结果的可靠性。
• 调查： 通过问卷、访谈、查阅资料等方式收集信息。调查需要选取合适的样本，保证结果的代表性。
• 比较： 对不同的事物或现象进行比较，找出它们的异同。比较需要选择合适的标准，保证结果的客观性。
• 分类： 根据一定的标准将事物或现象进行分类。分类需要选择合适的标准，保证结果的合理性。

1.3 科学态度

1.3.1 科学精神：

• 实事求是： 不弄虚作假，尊重客观事实。
• 严谨细致： 认真对待每一个环节，一丝不苟。
• 质疑精神： 勇于质疑权威，敢于提出不同的观点。
• 合作精神： 乐于与他人合作，共同解决问题。
• 创新精神： 积极探索新的知识，勇于创新。

1.3.2 科学伦理：

• 保护环境： 科学研究要保护自然环境，避免造成破坏。
• 尊重生命： 科学研究要尊重生命，避免不必要的伤害。
• 维护社会： 科学研究要服务于社会，促进人类的福祉。

二、 测量

2.1 长度的测量

2.1.1 长度的单位：

• 国际单位：米(m)
• 常用单位：千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)
• 单位换算：
  • 1 km = 1000 m
  • 1 m = 10 dm
  • 1 dm = 10 cm
  • 1 cm = 10 mm
  • 1 mm = 1000 μm
  • 1 μm = 1000 nm

2.1.2 测量工具：

• 刻度尺
• 卷尺
• 游标卡尺
• 螺旋测微器

2.1.3 测量方法：

• 选择合适的刻度尺： 根据被测物体的长度选择合适的刻度尺，使其测量范围能够覆盖被测物体的长度。
• 正确放置刻度尺： 刻度尺的刻度线紧靠被测物体，零刻度线对准被测物体的一端。
• 视线垂直于刻度尺： 读数时，视线要垂直于刻度尺的刻度线。
• 估读： 读数时，要估读到刻度尺分度值的下一位。
• 记录： 记录测量结果时，要写明数值和单位。

2.1.4 减小误差的方法：

• 使用精确的测量工具
• 多次测量取平均值
• 改进测量方法

2.2 时间的测量

2.2.1 时间的单位：

• 国际单位：秒(s)
• 常用单位：分钟(min)、小时(h)
• 单位换算：
  • 1 h = 60 min
  • 1 min = 60 s

2.2.2 测量工具：

• 钟表
• 秒表
• 电子计时器

2.2.3 测量方法：

• 根据需要选择合适的计时工具。
• 确保计时器正常工作。
• 计时开始和结束时，准确记录时间。

2.3 误差

2.3.1 定义：

• 误差是指测量值与真实值之间的差异。

2.3.2 来源：

• 测量工具的精确度
• 测量者的技术水平
• 环境因素的影响

2.3.3 减少误差的方法：

• 使用精密的测量工具
• 多次测量取平均值
• 改进测量方法
• 注意环境因素的影响

2.3.4 误差与错误的区别：

• 误差是不可避免的，只能尽量减小。
• 错误是由于操作不当或其他原因造成的，是可以避免的。

三、 物态及其变化 (初步)

3.1 物质的状态

3.1.1 物质的三种状态：

• 固态：具有一定的形状和体积，不易压缩。
• 液态：具有一定的体积，没有确定的形状，容易流动。
• 气态：没有确定的形状和体积，容易压缩和扩散。

3.1.2 物态变化的定义：

• 物质从一种状态变成另一种状态的过程。

3.2 物态变化

3.2.1 六种基本物态变化：

• 熔化： 固态变为液态 (吸热)
• 凝固： 液态变为固态 (放热)
• 汽化： 液态变为气态 (吸热)
  • 蒸发： 在任何温度下都能发生，只发生在液体表面。
  • 沸腾： 在一定温度下发生，在液体内部和表面同时进行。
• 液化： 气态变为液态 (放热)
• 升华： 固态直接变为气态 (吸热)
• 凝华： 气态直接变为固态 (放热)

3.2.2 物态变化的吸放热情况

• 熔化、汽化、升华都需要吸收热量。
• 凝固、液化、凝华都需要放出热量。

3.2.3 生活中的物态变化现象举例：

• 冰的融化（熔化）
• 水的结冰（凝固）
• 水的沸腾（汽化）
• 水蒸气凝结成露珠（液化）
• 樟脑丸的消失（升华）
• 霜的形成（凝华）

3.3 温度计

3.3.1 常用温度计的原理

• 利用液体的热胀冷缩的性质。

3.3.2 温度计的使用方法

• 温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁。
• 待温度计的示数稳定后再读数。
• 读数时，视线要与温度计液柱的上表面相平。
• 不能超过温度计的测量范围。

3.3.3 温度的单位

• 摄氏度(℃)
• 华氏度(℉)
• 开尔文(K)

3.3.4 常见的温度值

• 冰水混合物的温度：0℃
• 一标准大气压下水的沸点：100℃
• 人体的正常体温：37℃ 左右