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第二节 生物学中的科学探究
学习目标
1．通过观察、实验，了解光对鼠妇生命活动的影响。（探究实践、科学思维）
2．通过体验科学探究的一般步骤，学会控制实验变量和设计对照实验。（探究实践，科学思维）
3．通过实验材料的准备、实验装置的制作等，培养学生的动手实践能力和科学思维能力。（探究实践、科学思维）
教学重难点
体验科学探究的一般步骤，学会控制实验变量和设计对照实验
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 体验感知，导入新课 【体验感知】你知道什么样的苹果比较甜吗？想一想挑选甜苹果的依据是什么？ 学生体验挑选苹果的过程。 体验感知，链接新知。以对苹果的挑选过程引出科学探究，从而引入新课。
【总结归纳】你对苹果的挑选过程，其实就是进行探究的过程。生物学中，解决问题通常采用科学探究的方式。科学探究需要按照一定的步骤进行。
【提出问题】那么，科学探究的步骤是怎样的呢？
环节二 讲授新课： 探究光对鼠妇分布的影响 【背景资料】介绍鼠妇的分类学地位、形态特征及生活环境。 学生了解。 提高学生提取信息的能力。
【明确主题】明确探究主题——探究光对鼠妇分布的影响。 提取有关信息进行确定。
【提出问题】请同学们阅读教材，找出科学探究的一般步骤？ 学生阅读教材并作答。
【总结归纳】科学探究的一般步骤。 整体介绍，总体把握。
【过渡】接下来我们就以探究鼠妇实验为例来逐步分析科学探究步骤中的具体问题。
【提出问题】问题1：在这个实验中，我们提出的问题是什么？ 学生思考交流。 不断培养学生的思考能力，逐步分析科学探究步骤。
【强调】提出的问题——光会影响鼠妇的分布吗？ 学生观察反思。
【提出问题】我们是如何提出问题的？ 学生思考交流。
【强调】提出问题的方法，通过对应的方法，对探究实验提出合理问题。 让学生清楚问题是通过对现象的观察和思考提出来的。
【提出问题】问题2：针对提出的问题，你会做出怎样的假设？ 学生思考并作答。
【提出问题】同学们为什么会做出这样的假设呢？ 学生思考交流。 让学生了解作出假设要有一定的依据。
【强调】提出问题是科学探究的开始，科学问题通常源自基于真实情境的观察与思考，需要通过收集证据找到答案
【过渡】接下来，我们就要设计一个合理的实验方案，也就是制订计划，来验证我们的假设是否正确。
【提出问题】问题3：请同学们思考在这个实验中，我们需要用到哪些用具？需要哪些生物材料？ 学生思考讨论交流。
【展示图片】铁盒、纸板、玻璃板以及湿土以及10只鼠妇。 师生充分讨论、达成共识。
【提出问题】实验用具中的湿土可以换成干土吗？为什么？ 不可以，因为通过背景材料我们知道鼠妇更喜欢生活在阴暗潮湿的环境中。
【讲解】在制订计划的过程中我们要注意的事项。
【提出问题】在实验时我们应该选取谁作为变量？为什么？ 学生思考回答。 引出变量的概念，让学生对不同的变量有初步了解。
【讲解】实验变量：是指实验过程中由实验者所操纵的因素或条件。 了解几种变量： 实验变量：也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。 反应变量：反应变量，也称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。 无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。 额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。 学生通过分析能够判断出实验变量是光照，因为我们要探究的是光照条件对鼠妇分布的影响。
【提出问题】问题5：请同学们继续思考：我们在实验过程中应该给鼠妇提供哪两种不同的环境？ 明亮和阴暗，要设置对照实验。 学生思考分析。 引导设置对照实验。
【介绍】对照实验，强调设置对照实验的原则是控制单一变量。
【提出问题】你能判断给出的明亮和阴暗的环境，谁是实验组，谁是对照组吗？ 学生分析回答。
【师生分析】实验组是接受实验变量处理的对象组。而对照组是不接受实验变量处理的对象组。 所以阴暗环境是对照组（鼠妇原来适宜生活的环境，并没有人为的改变），明亮环境是实验组。
【提出问题】问题6：除了光照条件外，其他条件是否应该一样？怎样才能保持一样呢？ 学生思考。
【强调】对照实验和单一变量原则。 让学生知道对照实验，学会设计对照实验。
【方法步骤】明确实验的方法步骤，制订实验表格。 学生阅读教材，梳理方法步骤。
【讲解】实施计划过程中应该注意多途径实施，记录现象和数据，同时要保证数据的可靠性。 做好课前准备工作，注重学生动手实验能力。
【强调】实验结束后，把鼠妇放回适合它们生存的自然环境中。 养成爱护生物的科学素养。
【提出问题】问题7：实验过程中我们为什么要用10只鼠妇？只用1只可不可以？ 如果只用1只鼠妇做实验，结果具有很大的偶然性，不足以说明问题。本实验用10只鼠妇做实验，可以避免偶然性对实验的影响。当然，采用更多的鼠妇更好，但会增加实验的难度。 学生思考讨论和交流。 了解偶然因素对实验结果的影响。
【提出问题】问题8：为什么要计算全班各组的平均值？ 一个组的平均值，容易存在误差，不一定能反映真实情况。假设全班有6个组，则相当于做了6次重复实验，计算这6次实验的平均值作为实验结果，可以减小误差。 知道选用多组重复实验并计算平均值来减少实验误差。
【强调】强调实验结果的准确性。 学会记录和处理实验数据。
【讲解】得出结论，做到依据实验现象进行描述，通过数据分析得出结论。明确结论和假设之间的关系。
【讲解】表达交流。请同学们说一说对实验过程、结果和结论的分析，以及在实验过程中自己遇到的相关问题等。 通过表达交流，进行反思学习。
【总结归纳】科学探究的一般步骤。 回顾实验过程，一起总结科学探究的一般步骤。
环节三 拓展延伸 【拓展】思维训练：发现问题，提出问题。
【问题】 1．兔和猫的双眼在头部的位置和它们的生活习性、视野方向有什么关系？ 2．为什么兔的瞳孔看起来比较大，而猫的瞳孔看起来比较小？
【参考答案】 1．兔子的眼睛长在头部两侧，这使得它们能够全方位地观察周围环境，有利于逃避捕食者或寻找食物。而 猫的眼睛位于头部的前面，这使得它们具有较宽的视野，适合追赶和捕猎。 2．这是因为不同动物的瞳孔形状和大小是为了适应不同的环境条件和生存需求。
环节四 总结 【总结】科学探究的一般步骤。 回忆总结。
环节五 随堂练习 【讲解】两道随堂练习。 学生思考并作答。 学生通过练习，巩固所学新知。
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第二节
生物学中的科学探究
第一单元第二章
1．通过观察、实验，了解光对鼠妇生命活动的影响。（探究实践、科学思维）
2．通过体验科学探究的一般步骤，学会控制实验变量和设计对照实验。（探究实践，科学思维）
3．通过实验材料的准备、实验装置的制作等，培养学生的动手实践能力和科学思维能力。（探究实践、科学思维）
学习目标
情境导入
你知道什么样的苹果比较甜吗
挑选甜苹果的依据是什么
想一想
你对苹果的挑选过程，其实就是进行探究的过程。生物学中，解决问题通常采用科学探究的方式。科学探究需要按照一定的步骤进行。
那么，科学探究的步骤是怎样的呢
探究光对鼠妇分布的影响
鼠妇：别名潮虫，属甲壳亚门软甲纲等足目潮虫亚目鼠妇科鼠妇属。
鼠妇的体型较大，身体略扁、长椭圆形，前后两端尖，不光滑，有疣突，色较浅，灰褐色或黑色，有花纹，尾足长于尾节，明显突出于后端。
它们都需生活在潮湿、温暖以及有遮蔽的场所，具负趋光性，对光、触碰等刺激会产生“加速跑”运动。
探究光对鼠妇分布的影响
实验探究
一、提出问题
二、作出假设
三、制订计划
四、实施计划
五、得出结论
六、表达交流
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
一、提出问题
1．对这个实验我们提出的问题是什么？
光会影响鼠妇的分布吗？
①科学探究的开始
②科学问题通常源自基于真实情境的观察与思考，需要通过收集证据找到答案
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
二、作出假设
2．针对提出的问题，你会做出怎样的假设？
鼠妇喜欢生活在阴暗的环境中，光会影响鼠妇的分布。
①对问题的答案提出可能的设想
②假设未必与事实相符，但不能是毫无依据的猜想
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
三、制订计划
3．实验探究时需要哪些用具？
湿土、铁盘、纸板、玻璃板
（纸板）
（玻璃板）
需要哪些生物材料？
10只鼠妇
①验证假设需要通过观察、实验等方式获得事实证据
②观察、实验等需要制订计划
③实验通常需要设置对照，并只选择一个变量进行研究
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
三、制订计划
3．实验探究时需要哪些用具？
湿土、铁盘、纸板、玻璃板
（纸板）
（玻璃板）
需要哪些生物材料？
10只鼠妇
实验装置中的湿土可以换成干土吗？为什么？
不可以，鼠妇喜欢生活在阴暗的环境中。
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
三、制订计划
4．实验时应该选取谁作为变量？为什么？
指实验中由实验者所操纵的因素或条件
探究光对鼠妇分布的影响
—了解变量
实验变量，也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。
反应变量，也称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。
无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。
额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
三、制订计划
4．实验时应该选取谁作为变量？为什么？
光照
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
三、制订计划
5．针对选出的实验变量，实验时应该给鼠妇提供哪两种不同的环境？
明亮和阴暗(设置对照实验）
阴暗（纸板）
明亮（玻璃板）
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
在研究一种条件（光）对研究对象（鼠妇）的影响时，所进行的除了这种条件（光照情况即明亮、阴暗）不同外，其他条件（温度、湿度等）都相同的实验，叫作对照实验。
对照实验
设置对照实验的原则——单一变量原则
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
你能判断谁是实验组，谁是对照组吗？
对照实验
阴暗（纸板）
明亮（玻璃板）
对照组
实验组
实验组
对照组
——接受实验变量处理的对象组
——不接受实验变量处理的对象组
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
三、制订计划
6．除光照不同外，其他条件应该怎样处理？
其他环境应相同且适宜
阴暗（纸板）
明亮（玻璃板）
对照组
实验组
遵循单一变量原则
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
阴暗（纸板）
明亮（玻璃板）
①分组 ②放湿土 ③放鼠妇 ④静置2分钟 ⑤每分钟统计1次 ⑥统计10次
三、制订计划
环境 时间/分钟 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 平均值
明亮
阴暗
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
四、实施计划
分组
放鼠妇（各5只)
放湿土
静置2分钟
每分钟统计一次明亮处和阴暗处的鼠妇数目、统计10次
在实验装置两侧中央各放入同等数量的鼠妇
①按照制订的计划进行观察或实验
②把观察到的现象、获得的数据等如实记录下来
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
四、实施计划
按照上述实验方案做实验，实验过程中要仔细观察，认真记录实验数据。
实验结束后，别忘了把鼠妇放回适合它们生存的自然环境中。
环境 时间/分钟 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 平均值
明亮 2 4 3 2 4 2 3 1 1 2 2
阴暗 8 6 7 8 6 8 7 9 9 8 8
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
四、实施计划
7．为什么要用10只鼠妇做实验？只用1只行吗？
如果只用1只鼠妇做实验，结果具有很大的偶然性，不足以说明问题。本实验用10只鼠妇做实验，可以避免偶然性对实验的影响。当然，采用更多的鼠妇更好，但会增加实验的难度。
环境 时间/分钟 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 平均值
明亮 2 4 3 2 4 2 3 1 1 2 2
阴暗 8 6 7 8 6 8 7 9 9 8 8
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
四、实施计划
8．为什么要计算全班各组数据的平均值？
一个组的平均值，容易存在误差，不一定能反映真实情况。假设全班有6个组，则相当于做了6次重复实验，计算这6次实验的平均值作为实验结果，可以减小误差。
环境 时间/分钟 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 平均值
明亮 2 4 3 2 4 2 3 1 1 2 2
阴暗 8 6 7 8 6 8 7 9 9 8 8
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
五、得出结论
二、作出假设
光会影响鼠妇的分布
光会影响鼠妇的分布吗？
一致
相反
鼠妇更适宜在阴暗的环境中生活。
①通过对现象、数据等进行分析和处理
②确定收集的证据是否支持所作的假设
探究光对鼠妇分布的影响
—科学探究的一般步骤
六、表达交流
阴暗（纸板）
明亮（玻璃板）
环境 时间/分钟 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 平均值
明亮 2 4 3 2 4 2 3 1 1 2 2
阴暗 8 6 7 8 6 8 7 9 9 8 8
①如实介绍自己的做法、充分表达自己的观点
②善于倾听别人的意见和建议
③如果有新问题产生，可继续进行探究
拓展延伸
—思维训练：发现问题，提出问题
发现和提出问题是科学探究的第一步，也是非常重要的一步。观察兔和猫的双眼在头部的位置，你能发现什么问题 提出你所发现的问题，与同学讨论谁提出的问题更有探究价值，也更适合展开探究。
问题
1．兔和猫的双眼在头部的位置和它们的生活习性、视野方向有什么关系？
2．为什么兔的瞳孔看起来比较大，而猫的瞳孔看起来比较小？
参考答案
1．兔子的眼睛长在头部两侧，这使得它们能够全方位地观察周围环境，有利于逃避捕食者或寻找食物。而 猫的眼睛位于头部的前面，这使得它们具有较宽的视野，适合追赶和捕猎。
2．这是因为不同动物的瞳孔形状和大小是为了适应不同的环境条件和生存需求。
课堂小结
—科学探究的一般步骤
一、提出问题
二、作出假设
三、制订计划
四、实施计划
五、得出结论
①科学探究的开始
②科学问题通常源自基于真实情境的观察与思考，需要通过收集证据找到答案
①对问题的答案提出可能的设想
②假设未必与事实相符，但不能是毫无依据的猜想
①验证假设需要通过观察、实验等方式获得事实证据
②观察、实验等需要制订计划
③实验通常需要设置对照，并只选择一个变量进行研究
①按照制订的计划进行观察或实验
②把观察到的现象、获得的数据等如实记录下来
①如实介绍自己的做法、充分表达自己的观点
②善于倾听别人的意见和建议
③如果有新问题产生，可继续进行探究
①通过对现象、数据等进行分析和处理
②确定收集的证据是否支持所作的假设
六、表达交流
随堂练习
例1．在“探究光对鼠妇分布的影响”的实验中要控制的变量是（　　）
A．鼠妇的数量
B．土壤的干湿度
C．温度的高低
D．光线的明暗
D
随堂练习
例2．某生物兴趣小组探究“光照对蚯蚓生活的影响”，设计的实验方案如表，其中需要修改的内容是（　　）
A．蚯蚓数量
B．光照条件
C．温度
D．土壤
D
蚯蚓数量 光照条件 温度 土壤
20只 阴暗 适宜 一层湿土
20只 明亮 适宜 一层干土

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