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（第三课时）
教材分析 本节课选自北京版（2024）七年级上册第1章《走近生命世界》第2节"生物学的研究方法"第3课时，主题为"探究光对鼠妇的影响"。作为初中生物学首个完整实验探究课，其核心在于引导学生通过观察自然现象（如石头下鼠妇聚集）提出科学问题，并运用实验法验证假设。教材通过鼠妇这一常见生物，将抽象的研究方法具象化：一方面强调"单一变量""对照实验""重复原则"等实验设计要素在探究环境因素（光照）中的作用；另一方面，通过分析鼠妇的生态习性（避光性、食性、天敌），帮助学生理解生物与环境的相互作用，为后续学习生态系统及生物适应性奠定方法论基础。 本章节内容承上启下：既是第一节"认识生命特征"的实践延伸，也是后续章节探究复杂变量关系的起点。通过量化记录鼠妇在不同光照下的分布数据，学生能直观体会"控制变量"对科学结论的重要性，建立"现象—问题—假设—验证"的科学思维路径，培养严谨求实的科学态度。
教学目标 【知识目标】 1.认识到自然环境观察到的现象是各种环境因素综合作用的结果，要想准确地知道其中的某一因素是否起作用，需要通过实验 2.理解实验法是生物学研究的重要方法 3.在设计实验方案时，学会运用控制变量、设置对照实验、重复实验和可操作性定义的界定等 4.体验科学探究过程中严谨、认真、实事求是的科学态度及相互合作的精神 【素养目标】 1.科学思维： 从自然现象中提炼可探究的科学问题（如将"石头下鼠妇多"转化为"光照是否影响分布"），强化逻辑推理能力。 运用控制变量法设计对照实验方案，辨析无关变量（如土壤湿度）的干扰。 2. 科学探究： 通过小组合作完成实验操作，记录多时段数据（2 min～11 min）并统计分析趋势，体会重复实验的必要性。 基于实验数据验证假设，形成"生物行为受环境因素调控"的实证意识。 3. 社会责任： 养成保护实验生物的习惯（实验后放归自然），理解生态伦理。 通过分析鼠妇天敌（如蟑螂、蛇）与人类环境的关联，初步建立生物防治观念。
教学重、难点 【教学重点】 1.理解实验法是生物学研究的重要方法，认识到通过实验能准确知道某一环境因素是否起作用； 2.掌握实验设计的三原则（单一变量原则、对照原则、重复实验原则），并能运用其设计“探究光对鼠妇分布的影响”实验方案； 3.体验科学探究的过程，包括提出问题、作出假设、设计实验、得出结论和表达交流。 【教学难点】 1.学会将观察到的现象转化为明确、具体的探究问题； 2.在设计实验方案时，准确控制变量、设置对照实验，确保除光照外其他条件保持一致； 3.培养严谨、认真、实事求是的科学态度及相互合作的精神。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
新课导入 提前在花盆下面、石头底下等阴暗潮湿处捕捉一些鼠妇，上课时带到教室展示给学生看。 问题引入与初步引导 展示鼠妇并提问：“同学们，大家看老师带来的这些小虫子，它们叫鼠妇，也叫潮虫或者西瓜虫。大家在生活中有没有见过鼠妇呀？一般是在哪里见到的呢？” 在自然环境中，影响鼠妇生活的因素可能有很多，像水、光照、空气、温度等等。那现在大家想一想，我们能不能把‘为什么在石头下面有很多鼠妇’这个问题，换一种更明确、具体的问法呢？我们可以重点关注某一个因素，比如光。 引出探究问题，光对鼠妇有影响吗？ 认真观察鼠妇，思考印象中鼠妇出现地点，影响鼠妇生活的因素有哪些。
新知探究 一、认识鼠妇 在生活中大家可能或多或少都见到过鼠妇这种小虫子，那谁能描述一下你印象中的鼠妇长什么样，一般在什么地方能发现它们呢？ 鼠妇又称“潮虫”，在南方也叫“西瓜虫”，受到刺激会缩成球，善爬，也叫球鼠妇。北京地区常见2种，一种体扁、灰褐色；一种黑灰色、体厚。那大家想一想，在我们生活的周围，哪些地方容易找到鼠妇呢？ 大家观察过鼠妇的生活习性吗？比如翻开石头后，鼠妇会有什么反应？ 鼠妇吃什么，它的天敌又是什么呢？ 影响鼠妇生活的环境因素有哪些呢？ 除了水和光照，空气、温度等也是可能影响鼠妇生活的环境因素。那我们怎么把这些问题表达得更明确、具体呢？就拿“为什么在石头下面有很多鼠妇”这个问题来说。 “很多”其实可以理解为“分布”，石头下面的环境是阴暗的，无光或光弱，我们考察的因素其实就是光。所以这个问题可以转换成“光对鼠妇分布有影响吗？” 学习了解鼠妇的特征和生活习性，思考鼠妇的食性和天敌。
二、探究光对鼠妇分布的影响 通过前面的讨论，我们明确了要探究的问题“光对鼠妇的分布有影响吗？”那接下来我们该怎么做呢？ 我们要进行科学探究，首先要提出问题，现在问题已经有了，那下一步是什么呢？作出一个假设，光影响鼠妇的分布，鼠妇适于在阴暗的环境中生活。 接下来我们要设计实验了。实验设计有三个原则，分别是单一变量原则、对照原则、重复实验原则。我们这次实验考察的因素是光，那如何改变光这个因素呢？ 我们可以用玻璃板（一半遮光）来改变光这个因素。 播放视频，认真观察实验中要观察、记录、测量哪些数据呢？ 实验中可以变化的因素称为变量，在这个实验中，除了光这个变量，其他条件要保持一样，比如温度、湿度等。那怎样才能保持其他条件一样呢？ 往小盒中放鼠妇时，应放在什么位置呢？为什么？ 最后，我们明确一下该实验如何操作，实验过程应注意哪些问题。应先放湿土，再放鼠妇，然后盖玻璃板，接着观察、计时、记录。 在放鼠妇的时候要同时放进去，放完后要静置一会儿，让鼠妇适应环境。而且做完实验后要将鼠妇放回大自然。另外，为了保证实验结果的准确性，我们还需要进行重复实验。最后大家要明确分工，比如发言人、记录员、主要操作人等。 思考回答问题，认真观看视频，思考实验中要观察、记录、测量哪些数据，加深对光对鼠妇影响探究实验的认识。
三、学生活动 实验设计：通过小组合作完成实验操作，记录分别在教室自然光条件下、增加一个手电的光照条件下、增加三个手电的光照条件下在教室自然条件下和阴暗的鼠妇分布情况，多时段数据（2 min～11 min）并统计分析趋势，体会重复实验的必要性，然后小组间互相交流和评价。 积极参与活动，认真观察实验现象并进行数据记录。
【针对练习】 1.探究“光对鼠妇分布的影响”实验中，实验设计的三原则是（ ） A、单一变量原则、对照原则、随机原则 B、单一变量原则、对照原则、重复实验原则 C、对照原则、等量原则、重复实验原则 D、单一变量原则、等量原则、随机原则 【答案】：B 【解析】：实验设计的三原则是单一变量原则、对照原则、重复实验原则。单一变量原则保证实验结果是由单一因素引起的；对照原则通过设置对照实验来对比分析；重复实验原则可以减少实验误差，使实验结果更准确。所以A、C、D选项错误，B选项正确。 2.探究“光对鼠妇分布的影响”实验中，不需要的材料用具是（ ） A、鼠妇 B、小盒 C、显微镜 D、玻璃板（一半遮光） 【答案】：C 【解析】：在该实验中，需要用鼠妇作为实验对象，小盒作为实验容器，玻璃板（一半遮光）来创造不同的光照环境。而显微镜在这个实验中用不到，所以C选项符合题意。 3.探究“光对鼠妇分布的影响”实验时，在小盒中给鼠妇提供的两种不同环境是（ ） A、干燥和潮湿 B、高温和低温 C、光亮和阴暗 D、有空气和无空气 【答案】：C 【解析】：该实验考察的因素是光，所以要给鼠妇提供光亮和阴暗两种不同的环境，来观察光对鼠妇分布的影响。A选项干燥和潮湿是关于湿度的因素；B选项高温和低温是关于温度的因素；D选项有空气和无空气不符合实际情况，也不是该实验要探究的内容。所以C选项正确。 检测学生课堂上的学习情况
课堂小结 本节课围绕探究光对鼠妇的影响展开。首先介绍了鼠妇的基本信息，包括别称、常见种类、生活环境、习性、食性和天敌等。引导学生对鼠妇相关现象提出问题，并学会将问题明确具体地表达，如提出“光对鼠妇的分布有影响吗”。接着作出“光影响鼠妇分布，鼠妇适于在阴暗环境生活”的假设。阐述了实验设计的三原则：单一变量、对照和重复实验原则。最后通过实验得出结论，即光影响鼠妇分布，鼠妇适于阴暗环境，同时强调做完实验将鼠妇放回大自然。
板书设计 第3课时 探究光对鼠妇的影响 鼠妇知识 别称：潮虫、西瓜虫、球鼠妇 种类：北京常见2种 生活环境：阴暗潮湿处 习性：遇光逃跑、装死等 食性：杂食 天敌：老鼠、蟑螂、蛇等 科学探究过程 提出问题：光对鼠妇的分布有影响吗？ 作出假设：光影响鼠妇分布，鼠妇适于阴暗环境 实验设计原则 单一变量原则 对照原则 重复实验原则 实验结论：光影响鼠妇分布，鼠妇适于阴暗环境
课后作业 1.实验设计的三原则是什么？ 【答案】：对照原则、单一变量原则、重复实验原则。 【解析】：对照原则是为了通过对比实验组和对照组，更清晰地观察实验因素的作用；单一变量原则保证了实验结果的变化是由所研究的单一因素引起的，避免其他因素的干扰；重复实验原则可以减少实验误差，使实验结果更具有可靠性和科学性。 2.探究“光对鼠妇的分布有影响吗”的实验中，需要哪些材料用具？ 【答案】：10只鼠妇、小盒、玻璃板（一半遮光）、湿土。 【解析】：10只鼠妇作为实验对象；小盒用于为鼠妇提供活动空间；玻璃板一半遮光可以形成光亮和阴暗两种不同的环境，以探究光对鼠妇分布的影响；湿土模拟鼠妇自然的生活环境，为其提供适宜的生存条件。 3.实验时，应该在小盒中给鼠妇提供哪两种不同的环境？除了光照不同以外，其他条件是否需要保持一样？怎样才能保持一样？ 【答案】：应该提供光亮和阴暗两种不同的环境。其他条件需要保持一样。放湿土时要均匀，保证湿度、土壤质地等条件一致；放鼠妇时要同时放入，避免因放入时间不同对实验结果产生影响。 【解析】：设置光亮和阴暗两种环境是为了探究光对鼠妇分布的影响。保持其他条件一致是遵循单一变量原则，只有这样才能确定实验结果的变化是由光这个因素引起的。均匀放湿土和同时放鼠妇是保证其他条件一致的具体操作方法。 4.往小盒中放鼠妇时，应放在什么位置？为什么？ 【答案】：应放在小盒中间位置。这样可以让鼠妇在实验开始时处于光亮和阴暗环境的中间，避免因初始位置靠近某一环境而影响其对光的选择，使实验结果更能真实反映光对鼠妇分布的影响。 【解析】：如果将鼠妇放在偏向光亮或阴暗的一侧，鼠妇可能因为初始位置的原因而更倾向于向某一环境移动，从而干扰实验结果，将其放在中间位置能减少这种干扰因素。 5.该实验如何操作？实验过程应注意哪些问题？ 【答案】：操作步骤为（1）放湿土（均匀）；（2）放鼠妇（同时）；（3）盖玻璃板；（4）观察、计时、记录（静置）。注意事项：做完实验后将鼠妇放回大自然；在观察过程中要尽量保持安静，避免惊扰鼠妇，影响其正常活动。 【解析】：按照上述操作步骤可以规范地完成实验，保证实验的科学性和准确性。将鼠妇放回大自然体现了对生物的保护意识；保持安静是为了避免外界干扰因素对鼠妇的行为产生影响，确保实验结果的可靠性。
教学反思 在本次教学中，通过引导学生探究光对鼠妇的影响，学生较好地理解了实验法在生物学研究中的重要性，也学会了运用相关原则设计实验方案。然而，在教学过程中也存在一些不足。部分学生在将问题明确化时存在困难，需要更多的引导和练习。实验操作时，小组分工的协调性还有待提高，导致部分小组实验进度较慢。在今后的教学中，应加强对学生问题分析能力的培养，提前做好小组分工的指导，确保每个学生都能积极参与到实验探究中，提高教学效果。

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