资源简介

《生物学的研究方法》（教学设计）-2024-2025学年北京版（2024）初中生物七年级上册
一、教材分析
《生物学的研究方法》是新教材北京版（2024）初中生物七年级上册第1单元《认识生命》第1章《走近生命世界》的第2节内容。本节课是在学生对生物的特征有了初步认识的基础上，进一步介绍生物学的研究方法。通过本节课的学习，学生将了解科学探究的一般过程，掌握观察法、实验法等基本的生物学研究方法，培养学生的科学思维和探究能力，为今后学习生物学知识和进行科学探究奠定基础。教材通过实例和探究活动，引导学生逐步理解生物学研究方法的重要性和应用，注重培养学生的实践能力和创新精神。
二、教学目标
（一）知识目标
1. 说出科学探究的一般过程。
2. 举例说明观察法和实验法在生物学研究中的应用。
3. 描述实验设计的基本原则和方法。
（二）能力目标
1. 通过分析科学探究的实例，培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。
2. 尝试运用观察法和实验法进行简单的生物学探究，提高学生的实践能力和动手操作能力。
3. 在小组合作探究中，培养学生的团队协作能力和交流表达能力。
（三）情感目标
1. 培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学精神。
2. 激发学生对生物学的学习兴趣和探究欲望，体验科学探究的乐趣。
三、教学重难点
（一）教学重点
1. 科学探究的一般过程。
2. 观察法和实验法的特点及应用。
（二）教学难点
1. 如何设计科学合理的实验方案。
2. 理解实验中的变量控制和对照实验的设置。
四、教学准备
多媒体课件、实验器材（如显微镜、放大镜、植物标本、动物标本、培养皿、滴管、镊子等）、相关的生物图片和视频资料
五、教学过程
（一）导入新课
1. 展示图片或视频
教师通过多媒体展示一些生物学研究的成果图片或视频，如克隆羊多利、基因编辑技术、太空育种等。
师：同学们，我们看到了这些令人惊叹的生物学研究成果，那你们知道科学家们是如何取得这些成果的吗？他们在研究过程中运用了哪些方法呢？今天我们就一起来学习生物学的研究方法。
2. 提出问题
师：在我们的日常生活中，也会遇到很多与生物有关的现象和问题。比如，为什么植物的叶子会变黄？为什么蚂蚁会搬家？对于这些问题，我们应该如何去研究和寻找答案呢？
设计意图：通过展示生物学研究的成果，激发学生的学习兴趣和好奇心，让学生感受到生物学研究的重要性和魅力。同时，提出日常生活中的生物问题，引导学生思考如何进行科学探究，为新课的学习做好铺垫。
（二）探究新知
1. 科学探究的一般过程
（1）讲述案例
教师讲述孟德尔豌豆杂交实验的故事：孟德尔在研究豌豆的遗传规律时，他首先观察到豌豆的一些性状，如花色、种子形状等。然后他对这些性状进行了详细的记录和分析，提出了问题：为什么豌豆的花色会有不同？为什么种子的形状也会有差异？接着，孟德尔根据自己的观察和思考，做出了假设：豌豆的花色和种子形状是由遗传因子控制的。为了验证这个假设，他进行了一系列的实验，通过对不同性状的豌豆进行杂交，观察后代的性状表现。最后，他对实验结果进行了分析和总结，得出了豌豆遗传的基本规律。
（2）分析过程
师：同学们，我们来分析一下孟德尔的研究过程，看看科学探究一般包括哪些步骤。
生：首先是观察，然后提出问题，接着做出假设，再进行实验，最后分析结果得出结论。
师：非常好！科学探究的一般过程包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流等步骤。
（3）举例说明
师：谁能再举一个生活中科学探究的例子，按照这个步骤来说一说？
生：比如我想知道为什么家里的植物叶子会枯萎。我先观察到植物叶子发黄、干枯，然后提出问题为什么会这样。我假设是因为浇水太少了，然后我制定计划，每天给植物多浇一些水，实施这个计划一段时间后，观察植物的变化。如果叶子变好了，就得出结论是浇水少导致叶子枯萎；如果叶子没有变好，就再重新假设，重新实验。
设计意图：通过讲述孟德尔豌豆杂交实验的案例，让学生直观地了解科学探究的一般过程。让学生举例说明，加深学生对科学探究过程的理解，培养学生的思维能力和知识迁移能力。
2. 观察法
（1）定义讲解
师：观察法是生物学研究中一种基本的方法。观察法就是人们通过肉眼或借助仪器，有目的、有计划地对客观事物进行系统感知和描述的一种方法。
（2）举例说明
教师展示一些生物图片或视频，如校园里的植物、动物的行为等。
师：同学们，我们来看这些图片和视频。比如我们观察校园里的植物，我们可以观察它们的形态、结构、颜色、生长环境等。观察动物的行为时，我们可以观察它们的觅食、繁殖、迁徙等行为。谁能说一说你在生活中运用观察法观察到的生物现象？
生：我观察过蚂蚁搬家，它们排着队，很有秩序。
生：我观察过家里养的金鱼，它们在水里游来游去，很漂亮，我还观察到它们吃东西的样子。
（3）观察的要求
师：在进行观察时，我们要注意什么呢？
生：要认真、仔细。
生：要有目的、有计划。
师：对！我们还要如实记录观察到的现象，不能主观臆断。同时，要尽可能全面地观察，多方面收集信息。
（4）小组活动：观察植物标本
教师给每个小组发放一些植物标本，让学生用放大镜进行观察，并记录观察结果。
观察内容：植物的叶片形态、叶脉结构、花朵特征等。
（学生观察，教师巡视指导）
观察结束后，小组汇报观察结果。
设计意图：通过讲解观察法的定义和举例说明，让学生了解观察法的概念和应用。通过小组活动，让学生亲身体验观察法的实际操作，培养学生的观察能力和小组合作能力。在活动中，引导学生注意观察的要求，提高学生的观察质量。
3. 实验法
（1）定义讲解
师：实验法是生物学研究中另一种重要的方法。实验法是指在人为控制研究对象的条件下进行观察和研究的一种方法。
（2）实验法的特点
师：实验法有什么特点呢？
生：可以人为控制条件。
师：对！通过人为控制条件，我们可以研究某个因素对研究对象的影响，从而更准确地揭示事物的本质和规律。实验法还具有可重复性，也就是说我们可以在相同的条件下重复进行实验，验证实验结果的可靠性。
（3）举例说明
教师展示“探究光对鼠妇生活的影响”的实验案例。
实验过程：
在一个纸盒内铺上一层湿土，以横轴中线为界，一侧盖上纸板，另一侧盖上玻璃板。将 10 只鼠妇放入纸盒中央，静置 2 分钟后，每分钟统计一次明亮和阴暗处的鼠妇数目，统计 10 次。
师：在这个实验中，我们研究的问题是什么？
生：光对鼠妇生活的影响。
师：那我们做出的假设是什么？
生：假设光会影响鼠妇的生活，鼠妇喜欢生活在阴暗的环境中。
师：非常好！那这个实验中的变量是什么？
生：是光。
师：对！我们通过设置明亮和阴暗两种不同的环境来控制光这个变量。那为什么要在纸盒内铺上湿土呢？
生：为鼠妇提供适宜的生活环境。
师：没错！这个实验还设置了对照组和实验组，谁能说一说哪个是对照组，哪个是实验组？
生：盖上纸板的一侧是阴暗的，是实验组；盖上玻璃板的一侧是明亮的，是对照组。
师：回答正确！通过这个实验，我们可以得出什么结论呢？
生：鼠妇喜欢生活在阴暗的环境中。
（4）小组讨论：设计实验方案
教师提出问题：“探究温度对种子萌发的影响”。
要求学生分组讨论，设计一个实验方案，包括实验目的、假设、材料用具、实验步骤、预期结果等。
（学生分组讨论，教师巡视指导）
讨论结束后，各小组展示实验方案，其他小组进行评价和补充。
设计意图：通过讲解实验法的定义、特点和举例说明，让学生理解实验法的概念和应用。通过分析“探究光对鼠妇生活的影响”的实验案例，让学生掌握实验设计的基本要素和方法，如确定研究问题、提出假设、控制变量、设置对照组和实验组等。通过小组讨论设计实验方案，培养学生的创新思维和实践能力，提高学生的团队协作能力和交流表达能力。
（三）巩固练习
1. 多媒体展示一些生物学研究的情境，让学生判断是运用了观察法还是实验法，并说明理由。
例如：
（1）科学家在野外观察大熊猫的生活习性。
（2）研究人员在实验室里探究某种药物对细胞生长的影响。
（3）学生在校园里观察不同植物的开花时间。
（4）科研人员通过实验研究不同光照强度对植物光合作用的影响。
（学生独立思考后回答，教师进行点评和讲解）
2. 给出一个简单的实验题目，让学生指出实验中的变量、对照组和实验组，并设计实验步骤。
例如：“探究水分对植物生长的影响”。
（学生先在练习本上完成，然后同桌交流，最后教师随机提问学生回答）
设计意图：通过巩固练习，让学生进一步巩固观察法和实验法的区别和应用，掌握实验设计的基本方法和要素，提高学生的知识运用能力和解决问题的能力。
（四）课堂总结
1. 引导回顾
师：同学们，通过这节课的学习，我们学到了哪些生物学的研究方法？
生：我们学习了科学探究的一般过程，包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。
生：还学习了观察法和实验法。
师：那观察法和实验法有什么特点和应用呢？
生：观察法是有目的、有计划地对客观事物进行系统感知和描述，比如观察植物和动物的形态、行为等。
生：实验法可以人为控制条件，研究某个因素对研究对象的影响，像探究光对鼠妇生活的影响、温度对种子萌发的影响等实验。
2. 教师总结
师：同学们总结得非常好。生物学的研究方法是我们认识生命世界的重要工具。观察法和实验法是生物学研究中最常用的方法，它们各有特点和应用范围。在实际的科学研究中，我们往往会根据研究的目的和对象选择合适的研究方法。同时，科学探究的过程需要我们具备严谨的科学态度和实事求是的精神。希望同学们在今后的学习和生活中，能够运用所学的生物学研究方法，去探索和发现更多的生命奥秘。
设计意图：通过课堂总结，帮助学生梳理本节课的知识要点，回顾学习过程，总结学习收获，培养学生的归纳总结能力和自我评价能力，使学生对所学知识有一个系统、全面的认识。
六、课后作业
1. 选择一个你感兴趣的生物问题，运用观察法进行观察，并记录观察结果。
2. 完善“探究温度对种子萌发的影响”的实验方案，下周在课堂上进行交流和展示。
设计意图：通过布置课后作业，让学生将课堂学习延伸到课外，培养学生的观察能力和实践能力。同时，通过完善实验方案，进一步提高学生的实验设计能力和科学探究能力。
七、课堂总结
在本节课的教学中，通过多种教学方法和手段，引导学生了解了生物学的研究方法。从科学探究的一般过程入手，让学生认识到科学研究的严谨性和系统性。通过对观察法和实验法的详细讲解、实例分析以及学生的小组活动和讨论，学生初步掌握了这两种重要的生物学研究方法。在教学过程中，注重培养学生的科学思维和实践能力，鼓励学生积极参与课堂讨论和活动，提高了学生的学习积极性和主动性。然而，在教学中也发现部分学生在理解实验法的变量控制和实验设计方面还存在一定困难，需要在今后的教学中加强针对性的指导和练习。希望通过本节课的学习，能够为学生今后的生物学学习和科学探究打下坚实的基础，激发学生对生物学的热爱和探索精神。
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