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1.1.2 生物学的研究方法（导学案）
第二课时
【知识目标】
1.理解实验法的一般过程。理解实验法的三个原则及其意义；
2.学会设计对照实验；
3.通过青霉素的发现探究中实验设计的思路，学会控制变量的方法，学会运用生物学知识解决生活中的问题；
4.通过实验法的学习，培养学生热爱科学探究的精神和实事求是、严谨、合作的态度
【素养目标】
1.科学思维：
通过亚里士多德与弗莱明的案例对比，理解观察与实验的互补性，培养基于证据的逻辑推理能力。
运用“单一变量”原则设计简单对照实验（如探究温度对种子萌发的影响），提升控制变量的实验设计思维。
2.科学探究：
模仿青霉素实验，尝试提出可探究的生物学问题（如“洗手能否减少细菌？”），并设计含对照组的实验方案。
通过重复原则的实践（如多次测量数据），形成严谨求实的科学态度。
3.社会责任：
讨论青霉素对二战伤员救治的意义，体会科学研究对人类健康的贡献，激发社会责任意识。
结合抗生素滥用问题，辩证看待科学成果的应用，形成合理使用科技产品的价值观。
【学习重点】
1.理解实验法的一般过程和实验设计的三个原则及其意义；
2.学会设计对照实验和控制变量的方法；
3.了解青霉素发现的重要过程。
【学习难点】
1.运用实验法的原则和思路解决实际生物学问题；
2.理解科学探究中综合运用多种研究方法的重要性。
1．科学探究
（1）科学探究是科学家通过研究获得证据，了解自然界并做出解释的过程，是人们获取科学知识，认识世界的重要途径。
（2）针对观察到的生物学现象去提出问题，尝试做出假设，并对假设做出有根据的推测或预测，然后获取证据寻求答案，这就是科学探究的过程
（3）弗莱明在培养细菌时，意外发现其中一个培养皿被霉菌污染了。他仔细观察发现，在霉菌的周围没有细菌生长，而是出现肉眼可见的透明抑菌圈。
一、问题探究→亚里士多德的故事与青霉素的发现
亚里士多德的故事启示与科学探究的地位
亚里士多德通过观察指出某些动物是一类动物，之后科学家通过实验证实其观察结果。这个故事给我们带来了什么启示？从这个故事可以看出，科学探究在生物学研究中有着怎样的地位呢？
启示我们观察和实验在生物学研究中都非常重要，观察可以为我们提供现象和问题，而实验则可以对观察到的现象和提出的假设进行验证。科学探究是生物学研究的重要途径，它可以帮助我们深入了解生物的本质和规律，推动生物学的发展。
青霉素发现的实验设计原则
实验设计需要遵循哪些原则呢？对照原则在青霉素实验中起到了什么作用？单一变量原则和重复原则有什么重要性？
实验设计需要遵循对照原则、单一变量原则和重复原则。在青霉素实验中，对照原则通过设置接种青霉的实验组和不接种青霉的对照组，更清晰地看出青霉对细菌生长的影响，即实验因素所产生的作用。单一变量原则要求在实验中只改变一个因素，其他因素保持不变，这样才能准确判断该变量对实验结果的影响。重复原则是指多次进行实验，以减少偶然因素的影响，确保实验结果的可靠性和准确性。
二、问题思考→青霉素发现的步骤及常用生物学研究方法
青霉素发现过程的步骤总结
青霉素的发现过程，从观察现象到最后得出结论，经历了哪些步骤呢？
青霉素的发现过程经历了观察现象、提出问题、作出假设、实验检验、实验结果、得出结论、再讨论等步骤。弗莱明首先观察到培养皿中青霉周围细菌不能生长的现象，然后提出“为什么青霉可以抑制细菌的生长”的问题，接着作出假设，之后设计并进行实验检验假设，记录实验结果，根据结果得出结论，最后可能还会对结论进行进一步的讨论和验证。
常用生物研究方法的判断
在生物学的研究中，除了实验法，还有哪些常用的生物研究方法呢？
常用的生物研究方法有观察法、调查法、文献法、分类法、比较法等。
三、归纳总结→常用的生物学研究方法
实验法的一般过程归纳
结合青霉素的发现过程，总结实验法的一般过程。
实验法的一般过程包括观察现象、提出问题、作出假设、实验检验、实验结果、得出结论、再讨论。具体来说，先观察到某种生物现象，针对该现象提出问题，然后根据已有知识和经验作出假设，接着设计并进行实验来检验假设，记录实验结果，根据结果得出结论，最后可能对结论进行进一步的讨论和完善，以确保结论的科学性和可靠性。
不同研究方法的特点总结
请总结观察法、调查法、文献法、分类法、比较法等常用生物研究方法的特点。
■ 观察法：是在自然状态下，研究者按照一定的目的和计划，用自己的感官外加辅助工具，对客观事物进行系统的感知、考察和描述，以发现和验证科学结论。它是获取第一手资料的重要方法，但一般不进行人为干预。
■ 调查法：是科学探究常用的方法之一。调查时首先要明确调查目的和调查对象，并制订合理的调查方案。有时因为调查的范围很大，不可能逐一调查，就要选取一部分调查对象作为样本。调查过程中要如实记录，对调查的结果要进行整理和分析，有时要用数学方法进行统计。
■ 文献法：就是搜集和分析研究各种现存的有关文献资料，从中选取信息，以达到某种调查研究目的方法。它可以帮助我们获取前人的研究成果和经验，为研究提供参考，但要注意对文献资料进行筛选和分析。
■ 分类法：是根据生物的相似程度（包括形态结构和生理功能等）将生物划分为不同的类别，以方便对生物进行研究和认识。
■ 比较法：是找出研究对象之间的相同点和不同点，从而更好地理解和认识它们的本质和特征。通过比较可以发现事物的规律和差异，为进一步的研究提供线索。
1.请回答下列有关科学研究方法的问题：
（1）要了解校园生物的种类，应采用（ ）法。
（2）要了解马与驴在外形上的相同和不同之处，应采用（ ）法。
（3）要了解鱼的尾鳍在游泳中的作用，如果单凭观察难以得出结论，可采用（ ）法。
【答案】：（1）调查；（2）观察；（3）实验
【解析】：（1）要了解校园生物的种类，需要对校园内的生物进行全面的调查和记录，所以应采用调查法。（2）要了解马与驴在外形上的相同和不同之处，通过直接观察马和驴的外形特征即可，所以应采用观察法。（3）要了解鱼的尾鳍在游泳中的作用，单凭观察难以得出准确结论，需要通过设计实验，如剪掉尾鳍或固定尾鳍等方法来进行研究，所以可采用实验法。
2.弗莱明发现青霉菌能抑制细菌生长的过程主要运用了（ ）
A. 实验法 B. 观察法 C. 调查法 D. 文献法
【答案】：A
【解析】：弗莱明在发现青霉菌能抑制细菌生长的过程中，观察到青霉菌周围细菌不能生长的现象后，提出问题、作出假设，并且设计严谨的实验过程进行检验，通过多次重复实验得出青霉产生某种能抑制细菌生长的物质这一结论，整个过程主要运用了实验法。观察法只是其中的一个环节，主要是为后续实验提供现象依据；调查法是对事物进行全面的调查统计；文献法是通过查阅文献资料来获取信息，均不符合弗莱明发现青霉菌能抑制细菌生长的主要研究过程，所以选A。
难点回顾与反思
1.思考单一变量原则在实验设计中的重要性。请举例说明如果不遵循单一变量原则，可能会对实验结果产生什么影响。
要点：单一变量原则是指在实验中，除了要研究的变量外，其他因素都应保持相同且适宜。例如在探究“温度对种子萌发的影响”实验中，如果在改变温度的同时，还改变了水分条件，那么最后种子萌发情况出现差异时，就无法确定是温度还是水分导致的。不遵循单一变量原则会使实验结果的因果关系不明确，无法准确得出所研究变量对实验对象的影响。
2.结合青霉素发现的过程，谈谈科学探究中综合运用多种研究方法的重要性。
要点：在青霉素发现过程中，弗莱明首先通过观察法发现了青霉菌周围细菌不能生长的现象，进而提出问题。然后运用实验法设计严谨的实验来验证假设，在实验设计中又需要遵循对照原则、单一变量原则和重复原则等。同时，在研究过程中可能还会查阅相关的文献资料，运用文献法获取前人的研究成果和经验。综合运用多种研究方法可以使研究更加全面、深入，从不同角度获取信息，相互补充和验证，有助于更准确地揭示科学规律。
拓展阅读
阅读关于其他科学发现的故事，如牛顿发现万有引力、达尔文提出进化论等，分析其中运用了哪些科学研究方法，体会科学研究方法在科学发展中的重要作用。
1. 牛顿发现万有引力
科学研究方法：运用观察法（观察苹果落地等现象）、推理法（从现象推导天体间的力）、数学方法（推导验证万有引力公式）。
作用：观察法开启研究起点，推理法探究本质，数学方法提供精确表达与验证，推动物理学发展。
2. 达尔文提出进化论
科学研究方法：采用考察法（环球航行收集资料）、比较法（对比物种特征）、归纳法（总结进化规律）。
作用：考察法积累资料，比较法发现进化线索，归纳法构建理论框架，改变人们对生物界的认识。
能力提升
设计一个实验来探究“不同浓度的营养液对植物生长的影响”，写出实验步骤、变量控制和预期结果。
实验步骤：
1.准备若干株生长状况相似的同种植物幼苗，平均分成若干组（如 3 组）。
2.配制不同浓度的营养液，如低浓度、中浓度、高浓度。
3.将每组植物幼苗分别种植在相同的花盆中，浇上对应浓度的营养液，其他条件（如光照、温度、水分等）保持相同且适宜。
4.定期观察并记录植物的生长情况，如株高、叶片数量、颜色等。
5.经过一段时间后，对实验结果进行分析。
变量控制： 自变量是营养液的浓度，其他因素如植物种类、花盆大小、光照、温度、水分等都应保持相同且适宜。
预期结果： 如果营养液浓度过低，植物可能生长缓慢，表现为株高较矮、叶片数量少且颜色发黄；如果营养液浓度过高，可能会对植物造成伤害，导致植物生长不良甚至死亡；而适宜浓度的营养液可能会使植物生长良好，株高较高、叶片数量多且颜色翠绿。1.1.2 生物学的研究方法（导学案）
第二课时
【知识目标】
1.理解实验法的一般过程。理解实验法的三个原则及其意义；
2.学会设计对照实验；
3.通过青霉素的发现探究中实验设计的思路，学会控制变量的方法，学会运用生物学知识解决生活中的问题；
4.通过实验法的学习，培养学生热爱科学探究的精神和实事求是、严谨、合作的态度
【素养目标】
1.科学思维：
通过亚里士多德与弗莱明的案例对比，理解观察与实验的互补性，培养基于证据的逻辑推理能力。
运用“单一变量”原则设计简单对照实验（如探究温度对种子萌发的影响），提升控制变量的实验设计思维。
2.科学探究：
模仿青霉素实验，尝试提出可探究的生物学问题（如“洗手能否减少细菌？”），并设计含对照组的实验方案。
通过重复原则的实践（如多次测量数据），形成严谨求实的科学态度。
3.社会责任：
讨论青霉素对二战伤员救治的意义，体会科学研究对人类健康的贡献，激发社会责任意识。
结合抗生素滥用问题，辩证看待科学成果的应用，形成合理使用科技产品的价值观。
【学习重点】
1.理解实验法的一般过程和实验设计的三个原则及其意义；
2.学会设计对照实验和控制变量的方法；
3.了解青霉素发现的重要过程。
【学习难点】
1.运用实验法的原则和思路解决实际生物学问题；
2.理解科学探究中综合运用多种研究方法的重要性。
1．科学探究
（1） 是科学家通过研究获得证据，了解自然界并做出解释的过程，是人们获取科学知识，认识世界的 。
（2）针对观察到的生物学现象去 ，尝试 ，并对假设做出有根据的 ，然后 ，这就是科学探究的过程
（3）弗莱明在培养细菌时，意外发现其中一个培养皿被霉菌污染了。他仔细观察发现，在霉菌的周围没有细菌生长，而是出现肉眼可见的 。
一、问题探究→亚里士多德的故事与青霉素的发现
亚里士多德的故事启示与科学探究的地位
亚里士多德通过观察指出某些动物是一类动物，之后科学家通过实验证实其观察结果。这个故事给我们带来了什么启示？从这个故事可以看出，科学探究在生物学研究中有着怎样的地位呢？
青霉素发现的实验设计原则
实验设计需要遵循哪些原则呢？对照原则在青霉素实验中起到了什么作用？单一变量原则和重复原则有什么重要性？
二、问题思考→青霉素发现的步骤及常用生物学研究方法
青霉素发现过程的步骤总结
青霉素的发现过程，从观察现象到最后得出结论，经历了哪些步骤呢？
常用生物研究方法的判断
在生物学的研究中，除了实验法，还有哪些常用的生物研究方法呢？
三、归纳总结→常用的生物学研究方法
实验法的一般过程归纳
结合青霉素的发现过程，总结实验法的一般过程。
不同研究方法的特点总结
请总结观察法、调查法、文献法、分类法、比较法等常用生物研究方法的特点。
1.请回答下列有关科学研究方法的问题：
（1）要了解校园生物的种类，应采用（ ）法。
（2）要了解马与驴在外形上的相同和不同之处，应采用（ ）法。
（3）要了解鱼的尾鳍在游泳中的作用，如果单凭观察难以得出结论，可采用（ ）法。
2.弗莱明发现青霉菌能抑制细菌生长的过程主要运用了（ ）
A. 实验法 B. 观察法 C. 调查法 D. 文献法
难点回顾与反思
1.思考单一变量原则在实验设计中的重要性。请举例说明如果不遵循单一变量原则，可能会对实验结果产生什么影响。
2.结合青霉素发现的过程，谈谈科学探究中综合运用多种研究方法的重要性。
拓展阅读
阅读关于其他科学发现的故事，如牛顿发现万有引力、达尔文提出进化论等，分析其中运用了哪些科学研究方法，体会科学研究方法在科学发展中的重要作用。
能力提升
设计一个实验来探究“不同浓度的营养液对植物生长的影响”，写出实验步骤、变量控制和预期结果。

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