资源简介

第一章 走进生命世界
第2节　生物学的研究方法
年级 七年级 授课时间 1课时
课题 第2节　生物学的研究方法（第二课时）
教材分析 本章节为北京版（2024）七年级上册第一章《走近生命世界》的核心内容，聚焦生物学研究的基本方法——科学探究，尤其是实验法的系统学习。教材以科学史（弗莱明的青霉素发现）为线索，通过真实案例引导学生理解科学探究的本质和过程。内容从观察法入手，强调实验设计在验证假设中的关键作用，并通过青霉素抑菌实验的剖析，直观展示如何控制变量、设置对照及重复实验以确保结论可靠性。 本课为后续生物学实验（如探究光对鼠妇分布的影响）奠定方法论基础。教材设计注重从现象到本质的思维训练：通过“观察现象→提出问题→做出假设→实验检验→实验结果→得出结论”的完整探究链条，帮助学生建立实证意识，理解生物学知识的形成过程。
教学目标 【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。
教学重、难点 【教学重点】 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。 【教学难点】 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。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
新课导入 情境导入：述二战时期的故事，在二战后期，青霉素开始大量用于战争。在青霉素诞生之前，很多士兵因为受伤感染来不及消毒而去世，自从青霉素生产以来，大大减少了二战中士兵的伤亡人数，为各国都作出了不朽的贡献。 引出问题，展示图片，观察这个培养皿中的现象，大家有什么想法？ 为什么青霉可以抑制细菌的生长呢？ 总结说：大家提出了很有价值的问题和假设，像这样从观察现象到提出问题、作出假设，然后去探究原因的过程，其实就是科学探究的一部分。那在生物学研究中，我们该如何严谨地去验证这些假设呢？ 通过观察弗莱明培养皿中的细菌和青霉菌以及抑菌圈的图片，思考回答相应问题。
新知探究 一、科学探究的基本方法 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 引导学生思考，亚里士多德的故事给我们带来的启示是什么？ 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？ 展示青霉素二战时期的重要作用图片，在青霉素诞生之前，很多士兵因为受伤感染来不及消毒去世，自从青霉素生产以来，大大减少了二战中士兵的伤亡人数。 大家观察弗莱明的培养皿，看看有什么现象，能提出什么问题呢？ 思考亚里士多德的故事带来的启示什么，科学探究在生物学研究中的地位。 观察并思考培养皿中的现象，并提出问题青霉为什么能抑制细菌生长？
二、实验法及实验设计原则 展示青霉素发现过程中实验设计的相关内容，提出问题：实验设计需要遵循哪些原则呢？ 引导同学思考提出实验设计的第一个原则就是对照原则，我们会设置实验组和对照组，实验组进行人为处理，对照组不做处理。这样做是为了更清晰地看出实验因素所产生的作用。比如在青霉素实验中，有接种青霉的实验组和不接种青霉的对照组。大家想想，对照原则能起到什么作用呢？ 进而讲解单一变量原则和重复原则，并强调其重要性。 思考回答问题实验设计要遵循哪些原则并认真学习实验设计遵循的三个原则。
三、实验法的一般过程 结合青霉素的发现过程，提出问题：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？大家试着总结一下。 引导学生总结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。 提出，在生物学的研究中，通常需要综合运用多种方法，除了实验法，还有哪些常用的生物研究方法呢？使学生了解观察法、调查法、文献法、分类法、比较法等。 梳理并掌握实验法的一般过程，了解常用的生物研究方法。
【习题巩固】 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。 检测学生课堂上的学习情况
课堂小结
板书设计 第2节 生物学的研究方法 - 第2课时 科学探究 一、科学探究 1.重要途径 2.基本方法：观察、实验 二、实验法 - 以青霉素发现为例 1.过程：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 2.实验设计原则 对照原则 单一变量原则 重复原则 三、常用生物研究方法 观察法、实验法、调查法、文献法、分类法、比较法等
课后作业 1．实验是科学探究的重要方法。下列研究中使用了实验法的是（　　） A．调查学校的近视情况 B．比较光照强度对植物生长的影响 C．收集癌症防治的资料 D．使用望远镜观察母鸟的育雏行为 【答案】B 【解析】A．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，所以调查学校的近视情况属于调查法，未人为控制变量，故A不符合题意。 B．实验法是利用特定的器具和材料，通过有目的、有步骤的实验操作和观察、记录分析，发现或验证科学结论。所以比较光照强度对植物生长的影响需设置不同光照条件的实验组和对照组，属于实验法，故B符合题意。 C．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。它所要解决的是如何在浩如烟海的文献群中选取适用于课题的资料，并对这些资料做出恰当分析和使用。所以收集癌症防治资料属于文献法，未进行实验操作，故C不符合题意。 D．观察是科学探究的一种基本方法。科学观察可以直接用肉眼，也可以借助放大镜、显微镜等仪器，或利用照相机、录像机、摄像机等工具，有时还需要测量。实验是在人为控制研究对象的条件下进行的观察。用望远镜观察母鸟育雏行为属于观察法，未人为干预变量，故D不符合题意。 故选B。 2．某生物小组为证明红叶谷的黄栌叶片变红与温度变化有关，将黄栌盆景放置在不同温度的恒温箱内处理，这种探究方法是（ ） A．观察法 B．调查法 C．实验法 D．测量法 【答案】C 【解析】A．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，A不符合题意。 B．调查法通过问卷或访谈收集数据，与变量控制无关，故B不符合题意。 C．实验法是利用特定的器具和材料，通过有目的、有步骤的实验操作和观察、记录分析，发现或验证科学结论。为证明黄栌叶片变红与温度变化的关系，需将黄栌盆景放置在不同温度的恒温箱内进行处理，这种生物学探究方法是实验法，故C符合题意。 D．测量法仅通过工具获取数据，不涉及变量干预，故D不符合题意。 故选C。 3．为了保证实验结果只与探究条件有关，每组探究实验设置的变量是（　　） A．一个 B．多个 C．没有变量 D．没有规定 【答案】A 【解析】A．实验中只能有一个变量，其他条件相同，才能准确判断该变量对结果的影响，故A符合题意。 B．多个变量会导致无法确定具体是哪个变量影响结果，故B不符合题意。 C．没有变量则无法进行实验比较，故C不符合题意。 D．变量必须严格规定，否则实验无法得出有效结论，故D不符合题意。 故选A。 4．鸟类是大自然的精灵，是人类的朋友。小华参加学校观鸟跨学科实践活动，用望远镜观察 黄嘴白鹭等鸟类，调查红树林等地鸟类分布情况并做记录，查阅资料，制作仿生作品。在这个过程中，小华没有用到的科学方法是（　　） A．观察法 B．调查法 C．实验法 D．资料查阅法 【答案】C 【解析】A．小华“用望远镜观察黄嘴白鹭等鸟类”，直接通过感官或工具获取鸟类的形态、行为等信息，用到了观察法，A正确。 B．小华“调查红树林等地鸟类分布情况并做记录”，通过实地考察收集鸟类分布的数据，用到了调查法，B正确。 C．实验法的核心是通过设置对照实验，控制变量，探究某种因素对研究对象的影响（如“探究某条件对鸟的影响”）。小华的活动中没有设计实验装置、控制变量或进行对照实验，未用到实验法，C错误。 D．小华“查阅资料”获取相关知识，用到了资料查阅法，D正确。 故选C。 5．科学研究方法包括①观察法、②实验法、③调查法、④文献法等。明代医药学家李时珍在修订《本草纲目》时，查阅历代《本草》典籍获取资料，走访药农与樵夫了解药物使用经验，实地考察药物生长环境，并亲自品尝草药验证药性。在这一过程中用到的科学研究方法有（　　） A．① B．②③ C．②③④ D．①②③④ 【答案】D 【解析】① 观察法：实地考察药物生长环境属于观察法，通过直接观察植物的自然生长状态、形态特征等获取第一手资料； ② 实验法：亲自品尝草药验证药性属于实验法，通过人为干预（品尝）来验证药物的性质和作用，属于可控条件下的验证行为； ③ 调查法 ：走访药农与樵夫了解药物使用经验属于调查法，通过访谈、询问等方式收集他人的实践经验和信息，属于典型的调查研究手段； ④ 文献法 ：查阅历代《本草》典籍获取资料属于文献法，通过检索和分析已有文献资料，获取历史研究成果和数据，为修订工作提供参考。 据图和题干信息可知，D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。
教学反思 在教学过程中，通过青霉素发现的实例讲解实验法，学生表现出较高的兴趣，能够较好地理解实验法的过程和原则。但在讲解实验设计的三大原则时，部分学生对单一变量原则的理解存在困难，后续应结合更多实例进行深入讲解。在随堂检测环节，学生对知识点的掌握情况整体较好，但仍有个别学生对不同研究方法的应用区分不清，需要在今后的教学中加强针对性练习。此外，在教学中应更多地引导学生自主思考和讨论，培养他们的科学探究精神和合作能力。

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