资源简介

第1章 生物学—研究生命的科学
第2节　生物学研究的基本方法（第3课时）
年级 初一年级 授课时间 1课时
课题 生物学研究的基本方法（第3课时）
教材分析 《生物学的基本研究方法》是苏科版（2024）生物七年级上册第一单元《走进生命世界》第一章的第二节，在教材中占据关键地位，是学生系统学习生物学知识的重要基石。它承接了前面关于生物基本特征等内容，为后续深入探究生物的结构、生理过程等知识提供了方法学基础。教材以生动的实例和图片引导学生认识不同的研究方法，注重培养学生的科学思维和实践能力。同时，教材还强调了科学方法的重要性以及在生物学研究中的应用，使学生明白科学研究需要严谨的态度和方法。 本课时的主要内容为科学探究的的基本过程、探究水温变化对金鱼呼吸的影响。其中，科学探究的的基本过程是本节课的重点。通过案例分析“巴斯德的肉汤实验”学习科学家探究的基本过程，即提出问题、作出假设、制订方案、实施方案、得出结论、表达交流。这些内容不仅有助于学生掌握科学探究的技能，更能让学生深刻理解生物学知识是如何通过实践探究得来的，培养学生的科学思维和创新精神，为学生今后深入学习生物学以及从事相关科学研究奠定基础。
教学目标 1．生命观念： 说出科学探究的基本过程，掌握实验设计的基本原则，学会观察和记录金鱼在不同水温下的呼吸频率，树立生物体与环境相适应的生命观念。 2．科学思维： 理解并掌握观察、实验和科学探究的基本过程，培养学生的科学思维方法和实践能力。 3．态度责任： 体验科学探究的过程，培养热爱科学的情感、实事求是的科学素养、勇于实践与创新的精神，逐步确立以爱护小动物为原则来设计探究性实验。
教学重、难点 【教学重点】 初步学会科学探究的基本方法。 【教学难点】 发现问题、提出问题、作出假设、控制变量、开展实验探究的思路和方法。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
新课导入 展示“秋日落叶”、“蜻蜓点水”、“破茧成蝶”等三幅图片。 为什么有些树的叶子会在秋季脱落？“蜻蜓点水”、“破茧成蝶”所描述的生命现象中蕴藏着哪些科学道理？当你提出一个个这样的问题并努力寻求答案时，你已经在进行科学探究了。那么科学探究是如何开展的呢 我们先来体会科学家是怎样进行科学探究的。 跟随教师讲解，思考问题。
新知探究 一、科学探究的基本过程 科学探究是科学家研究各类科学问题时常用的方法。 展示牛顿、普里斯特利与弗莱明的图片，提问：图片中的人是谁？其因何而被大众熟知？ 教师简单介绍其通过科学探究得出的重大发现。 【活动1：分析科学家的探究过程】 播放视频：巴斯德实验。 阅读课本P15的资料，结合视频，体会科学家巴斯德进行科学探究的基本过程和方法，小组讨论并回答以下问题： 1.本实验设计的鹅颈状烧瓶有什么用处？设置A瓶的作用是什么？ 2.科学家探究肉汤腐败的过程包括哪几个步骤？这些步骤与你在小学科学课程中开展的科学探究步骤一样吗？ 3.科学家的探究过程对你有什么启发？ 教师总结并带领学生分析巴斯德肉汤实验制订计划的思路,认识单一变量和设计对照实验。 教师进一步明确科学探究的基本过程，即提出问题、作出假设、制订方案、实施方案、得出结论、表达交流，以及设计实验的三原则，即单一变量原则、设置对照原则、平行重复原则。 思考，回答问题。 思考并讨论问题，说出自己的观点与理由。
二、探究水温变化对金鱼呼吸的影响 生物的生命活动受到哪些因素的影响？金鱼生活的适宜水温一般是20~28℃ ，水温的变化会对金鱼的呼吸频率产生影响吗？ 【活动2：探究水温变化对金鱼呼吸的影响】 教师引导学生像科学家一样进行探究活动，思考以下几个问题： 1.你提出问题的是？ 2.你作出假设的是？ 3.你制订的方案是？ 4.你准备如何实施？ 5.你的结论是？ 学生先自主阅读P17-P19相关内容（2-3min）；小组讨论：你能做出几种假设？小组讨论制订实验计划，补全实验材料和用具，小组成员具体分工，写出的实验具体实施步骤。 小组汇报讨论成果。 教师讲解科学探究的注意事项： ① 列出所需要的材料和用具。 ② 本实验中的单一变量是什么 ③ 这个实验至少需要测几种温度下金鱼的呼吸次数,测常温下金鱼呼吸次数的目的什么 ④ 如何使用温度计？ ⑤ 如何改变水温？ ⑥ 如何数金鱼的呼吸次数？ 在保障实验安全的情况下，按照各小组设计的探究方案进行实验，教师在过程中引导学生正确记录数据、分析数据。 各小组根据实验现象得出结论，并讨论以下问题： 1.如果本次探究得出的结论与作出的假设不一致，那么下一步该怎么做 ？ 2.在实验中，测量与计数的准确与否对实验结果有影响吗？怎样尽可能减小测量与计数的误差？ 教师引导学生对本节课的学习内容进行总结，强调实验设计的基本原则和科学探究的重要性，反思实验过程中的得失和改进之处。 跟随教师引导，思考问题并初步形成科学探究方案。 跟随教师讲解，明确实验材料用具、单一变量等实验注意事项，完善小组的科学探究方案。 按探究方案进行实验，过程中确保实验安全操作，准确记录并分析数据。 小组讨论并回答问题。
课堂小结
板书设计
课后作业 1．小秦用图甲装置探究香烟烟雾对水蚤心率的影响，每抽完一段香烟（抽烟段数越多，培养液中烟雾浓度越大）测量3只水蚤10秒内心跳次数并绘制曲线（如图乙）。关于该实验，下列叙述正确的是（ ） A．该实验的变量是水蚤培养液 B．香烟烟雾浓度越高，水蚤的心率越慢 C．测量水蚤心率时应多次测量取平均值 D．图乙结果表明香烟烟雾对水蚤健康无影响 【答案】C 【分析】（1）对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验，这个不同的条件，就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的，就是实验组，没有对实验变量进行处理的就是对照组。 （2）数据处理方法：为了减小误差，使实验结果更准确可靠，对于测量数据，通常会多次测量并取平均值。 （3）香烟烟雾对生物的影响：香烟燃烧产生的烟雾中含有多种有害物质，对生物的健康通常会产生不良影响。 【详解】A．该实验是探究香烟烟雾对水蚤心率的影响，抽烟段数不同导致培养液中烟雾浓度不同，所以变量是香烟烟雾浓度，而不是水蚤培养液，A错误 B．从图乙曲线可知，随着抽烟段数增加（即香烟烟雾浓度越高），水蚤10秒内心跳次数逐渐上升，说明香烟烟雾浓度越高，水蚤的心率越快，而不是越慢，B错误。 C．测量水蚤心率时，为了减少误差，避免偶然因素对实验结果的影响，应多次测量取平均值，C正确。 D．图乙结果表明，香烟烟雾浓度的变化影响了水蚤的心率，说明香烟烟雾对水蚤健康是有影响的，D错误。 故选C。 2．科研人员研究了不同温度对银杏种子萌发的影响，据表分析正确的是（　　） 温度处理（昼/夜）萌发率18℃/13℃10.00%23℃/18℃73.33%28℃/23℃70.00%
A．该实验的范围内，随温度升高，种子萌发率提高 B．当昼夜温度低于 18℃/13℃时，种子不能够萌发 C．银杏种子萌发较为适宜的昼夜温度为23℃/18℃ D．当昼夜温度为28℃/23℃时，种子萌发速度最快 【答案】C 【分析】种子的萌发的环境条件为一定的水分、适宜的温度和充足的空气；自身条件是胚是完整的、胚是活的、种子不在休眠期以及胚发育所需的营养物质。对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力。一般来说，对实验变量进行处理的是实验组，没有处理的是对照组。 【详解】A．据表中数据可见：在一定范围内，随温度升高，种子萌发率提高，当白天温度高于23℃后，随温度升高，种子萌发率下降，故A错误。 B．表中没有数据证明当昼夜温度低于18℃/13℃时，种子不能够萌发，当昼夜温度低于18℃/13℃时，种子萌发率较低（10.00%），故B错误。 C．据表中数据可见：当昼夜温度为23℃/18℃时候，银杏种子萌发率最高（73.33%），可见银杏种子萌发较为适宜的昼夜温度为23℃/18℃，故C正确。 D．当昼夜温度为23℃/18℃时候，银杏种子萌发率最高。昼夜温度为28℃/23℃时，种子萌发速度低于当昼夜温度为23℃/18℃时候，故D错误。 故选C。 3．光照会影响种子萌发吗 明明同学对此展开了探究，结果如下。下面有关分析错误的是（　　） 条件蚕豆种子发芽率%烟草种子发芽率%苋菜种子发芽率%光照97.198.51.8黑暗96.82.496.6
A．该探究包含3组对照实验，变量是光照 B．除了变量外，应为实验中的各组种子提供适宜的温度、一定的水和充足的空气 C．在该实验中还有极少部分蚕豆种子未发芽，原因可能是胚已死亡 D．该实验说明光照能影响所有植物种子的萌发 【答案】D 【分析】对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同之外，其他条件都相同的实验，其核心目的是通过控制单一变量来准确探究该条件对研究对象的具体影响。 【详解】A．实验中蚕豆、烟草、苋菜三种种子分别在光照和黑暗条件下的发芽率形成对照，共3组对照实验，变量均为光照，故A正确。 B．对照实验中除变量（光照）外，其他条件（温度、水分、空气等）需保持一致且适宜，故B正确。 C．蚕豆种子未发芽的可能原因包括胚死亡、未成熟或处于休眠期，故C正确。 D．蚕豆种子在光照和黑暗下发芽率均高，说明其萌发不受光照影响，因此不能得出“光照影响所有植物种子萌发”的结论，故D错误。 故选D。 4．为了探究含塑化剂的饮料是否引发儿童的性早熟，兴趣小组的同学用与人类基因相似度高的雌性小白鼠做了如下实验，一段时间后，记录小白鼠的初次发情时间。下列分析正确的是（ ） 组别小鼠数量饲喂方式甲组10只普通饲料+清水乙组10只普通饲料+？
A．两组选用的小白鼠都应该是健康的成年鼠 B．乙组小白鼠的饲喂方式为普通饲料+含塑化剂的饮料 C．用小白鼠作实验动物的原因是小白鼠和人类都是胎生哺乳 D．若甲组的初次发情时间早于乙组，说明塑化剂能引发性早熟 【答案】B 【分析】（1）对照原则：设置对照实验，目的是排除无关变量的影响，增强实验结果的可信度。一般分为实验组和对照组，除了要研究的变量不同外，其他条件都应相同且适宜。 （2）单一变量原则：在对照实验中，只能有一个变量，其他条件保持一致，这样才能准确判断出实验结果是由所研究的变量引起的。 （3）实验动物选择依据：选择与人类基因相似度高的动物进行实验，其结果对研究人类相关问题具有较高的参考价值。 【详解】A．该实验探究的是含塑化剂的饮料是否引发儿童的性早熟，实验对象应选择幼年鼠，若选用成年鼠，成年鼠已经性成熟，无法观察到性早熟现象，A错误。 B．该实验的变量是含塑化剂的饮料，甲组用普通饲料+清水作为对照组，那么乙组作为实验组，其饲喂方式应为普通饲料+含塑化剂的饮料，这样符合单一变量原则，B正确。 C．用小白鼠作实验动物的主要原因是小白鼠与人类基因相似度高，而不是因为小白鼠和人类都是胎生哺乳，虽然胎生哺乳是哺乳动物的特征，但这不是选择小白鼠作为该实验动物的关键原因，C错误。 D．若甲组的初次发情时间早于乙组，说明含塑化剂的饮料可能抑制性早熟；若乙组的初次发情时间早于甲组，才说明塑化剂能引发性早熟，D错误。 故选B。
教学反思 本节课通过讲解、讨论和实际探究相结合的方式，帮助学生理解科学探究的基本过程和方法。导入环节利用图片成功吸引了学生的注意力，激发了学生对探究实践的兴趣。在科学探究步骤的讲解中，结合实例分析使学生对抽象的步骤有了较为清晰的理解，但部分学生在理解单一变量原则和对照实验的设置时仍存在困难，需要在今后教学中进一步加强案例分析和实践指导。在“水温变化对金鱼呼吸的影响”的探究中，学生表现出较高的兴趣和参与度，团队协作能力和实验操作能力得到了锻炼，但在实验过程中也发现一些问题，如部分小组在记录数据时不够认真准确，在分析数据和得出结论时存在一些片面性。在今后的教学中，应更加注重培养学生严谨的科学态度和数据分析能力，加强对学生探究过程的监督和指导。

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