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第一章 生物学——研究生命的科学
第2节 生物学研究的基本方法教学设计（第2课时）
课题 生物学研究的基本方法 单元 第一单元 学科 生物 年级 七年级
教材分析 本节课是苏科版（2024）七年级上册第一单元“走进生命世界”第一章“生物学——研究生命的科学”第2节 生物学研究的基本方法第2课时，承接上一课时“实验室规范、显微镜使用及基础观察/实验法”，核心内容为科学探究的基本过程及“探究水温变化对金鱼呼吸频率影响”的完整探究实验。教材以“经典实验引领+自主探究实践”为逻辑主线，先通过巴斯德经典实验梳理科学探究的基本环节，再以“水温对金鱼呼吸影响”为探究主题，引导学生亲历“提出问题—作出假设—设计实验—实施实验—得出结论—表达交流”的完整过程，同时自主总结实验三大原则，实现从“理解方法”到“运用方法”的认知进阶。苏科版（2024）教材相较于旧版，更强调“学生主体的探究体验”，本部分新增了“探究任务的分层指导”和“实验原则的自主总结”环节，旨在培养学生的科学探究逻辑和实验设计能力。从教材定位来看，本节课是生物学探究能力培养的“核心奠基课”，不仅要让学生掌握科学探究的基本流程和实验原则，更要建立“基于证据得出结论”的科学思维，为后续开展各类生物探究实验奠定基础。
学习目标 1.通过分析巴斯德实验，掌握科学探究的基本过程（提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、得出结论、表达交流）。2.通过“探究水温变化对金鱼呼吸频率影响”实验，理解实验三大原则的内涵及应用。
重点 1.科学探究的基本过程及各环节的核心要求。2.“探究水温变化对金鱼呼吸频率影响”实验的设计与实施，以及实验三大原则的总结与理解。
难点 1.实验设计中“单一变量的精准控制”（如水温变化的梯度设置、其他条件的统一）。2.从探究实验过程中自主总结实验三大原则，并理解其在实验中的必要性。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1.播放“巴斯德挑战‘自然发生论’”实验动画（片段：巴斯德观察到肉汤腐败问题，设计曲颈瓶实验，对比普通烧瓶和曲颈瓶中肉汤的腐败情况）。2.提问引导：“巴斯德为什么要做这个实验？他是如何一步步解决‘肉汤为什么会腐败’这个问题的？他的实验设计有什么巧妙之处？”3.引导学生自由发言，如“为了证明肉汤腐败不是自然发生的”“用了两个烧瓶做对比”“曲颈瓶能挡住细菌”。4.引出课题：“巴斯德的实验中藏着科学探究的‘密码’——一套完整的探究流程。今天我们就先拆解这套‘密码’，再亲自开展一次探究实验，掌握科学探究的基本过程。” 1.专注观看动画，跟随巴斯德的实验思路，思考肉汤腐败的可能原因。2.带着“科学探究的‘密码’是什么”“如何开展自己的探究实验”的疑问进入新课。 1.用经典科学实验导入，兼具权威性和趣味性，能快速吸引学生注意力，激发探究兴趣。2.通过“问题链”引导学生初步分析实验思路，为后续拆解科学探究环节铺垫。
讲授新课 从巴斯德实验看科学探究的基本过程课件展示巴斯德实验完整流程，逐环节拆解，梳理科学探究的基本过程：① 提出问题：基于观察发现问题——肉汤为什么会腐败？② 作出假设：对问题作出推测——肉汤腐败是由空气中的细菌进入引起的。③ 设计实验：围绕假设设计方案（核心：设置对照，控制变量）——变量是“细菌是否能进入肉汤”；对照组：普通烧瓶（细菌可进入）；实验组：曲颈瓶（细菌被阻挡）；其他条件（肉汤种类、加热时间、环境温度）完全相同。④ 实施实验：按照方案操作，观察记录——对两个烧瓶中的肉汤进行相同加热灭菌，静置观察，记录肉汤是否腐败。⑤ 得出结论：分析结果，验证假设——普通烧瓶肉汤腐败，曲颈瓶肉汤未腐败，证明假设成立：肉汤腐败是空气中的细菌进入引起的。⑥ 表达交流：公布实验结果，接受其他科学家的质疑和验证。设计并实施“水温变化对金鱼呼吸频率影响”实验情境引导：“金鱼的呼吸频率会受环境影响吗？比如水温变化时，金鱼的呼吸会不会变快或变慢？我们今天就以这个问题为主题，开展一次完整的探究实验。”分步引导小组完成探究各环节：① 提出问题：引导学生基于情境提出明确问题——水温变化对金鱼的呼吸频率有影响吗？② 作出假设：引导学生结合生活经验作出假设——如“水温升高，金鱼的呼吸频率会加快”“水温降低，金鱼的呼吸频率会减慢”。③ 设计实验：重点引导实验设计的严谨性，突破难点：- 明确变量：自变量（研究的变量）——水温；因变量（随自变量变化的量）——金鱼呼吸频率（以每分钟鳃盖开合次数为标准）。- 控制变量：其他条件（金鱼种类、大小、数量，水的体积，实验时间）必须完全相同。- 设置对照和水温梯度：对照组：常温清水（25℃左右，金鱼适宜水温）；实验组：设置2个梯度（低温组：15℃左右；高温组：35℃左右），指导学生用热水/冰块调节水温，用温度计精准测量。- 规范操作提示：每次更换水温后，让金鱼适应2分钟再计数；计数时计时1分钟，重复3次计数，取平均值（避免偶然误差）；善待金鱼，操作轻柔，实验后将金鱼放回适宜环境。④ 发放“实验数据记录表”，明确记录要求（水温、3次计数结果、平均值）。3.分组实施实验：① 巡视指导，重点关注：水温调节的精准性、变量控制的规范性、计数的准确性、对金鱼的爱护情况。② 及时纠正错误操作，如“未等金鱼适应就计数”“水温梯度设置不合理”等。（三）从实验中提炼实验三大原则实验结束后，邀请2组分享实验设计和数据记录结果。引导自主总结实验三大原则：① 对照原则：提问“为什么要设置常温组？”——引导得出：通过对照，才能明确水温变化对呼吸频率的影响，避免偶然因素干扰。② 单一变量原则：提问“为什么要保证除水温外，其他条件都相同？”——引导得出：只有一个变量变化，才能确定实验结果是由该变量引起的，保证实验的科学性。③ 重复原则：提问“为什么计数要重复3次取平均值？”——引导得出：多次重复可减少偶然误差，让实验结果更可靠。课件总结实验三大原则的内涵和应用场景，强化理解。 认真倾听教师拆解巴斯德实验，记录科学探究的6个基本环节及各环节的核心要求。跟随教师引导，明确探究主题，小组讨论提出问题、作出假设。2.小组合作设计实验方案，讨论确定水温梯度、变量控制方法。按设计方案实施实验。1.小组整理实验数据，准备分享实验设计和数据结果。2.跟随教师提问，思考讨论，自主总结实验三大原则，理解每个原则的必要性。 科学探究过程拆解环节，以巴斯德经典实验为载体，从具体实验到抽象环节，符合学生“从具象到抽象”的认知规律，降低对探究流程的理解难度。探究实验设计环节，采用“分步引导+重点点拨”的方式，聚焦“变量控制”这一难点，帮助学生设计出严谨的实验方案。实验原则总结环节，通过“问题驱动”让学生自主提炼原则，而非被动接受，强化对原则内涵和必要性的理解，突破教学难点。4. 整个环节注重“学生主体”，从拆解经典到亲历实践，层层递进，实现从“理解方法”到“运用方法”的认知进阶。
课堂练习 发放课堂练习单，明确完成时间，巡视指导，重点关注实验设计和原则应用类题目。2. 完成后组织学生小组互查，针对错误率较高的题目集中讲解。
课堂小结 引导学生自主梳理本节课核心知识：“今天我们从巴斯德实验中解码了什么？又亲历了一次怎样的探究实验？总结了哪三个实验原则？”教师补充完善知识框架：科学探究基本过程：提出问题→作出假设→设计实验→实施实验→得出结论→表达交流实验三大原则：对照原则、单一变量原则、重复原则。情感升华：“科学探究的魅力在于‘从疑问出发，用证据说话’。今天我们完成的只是一次简单的探究，生命世界中还有无数奥秘等待我们用科学探究的方法去发现。希望同学们以后能带着疑问观察生活，用严谨的态度开展探究，做生命世界的‘小小科学家’。”4. 布置课后任务：① 完善本节课的探究实验报告（包含探究流程各环节、实验数据、结论、反思）；② 选择一个自己感兴趣的生物问题（如“光照对植物生长的影响”“土壤湿度对蚯蚓的影响”），设计一份简单的探究实验方案；③ 实验后将金鱼妥善安置，观察记录其后续状态。
板书设计 第2节 生物学研究的基本方法科学探究的基本过程（源于巴斯德实验）提出问题→作出假设→设计实验→实施实验→得出结论→表达交流探究实践：水温变化对金鱼呼吸频率影响三、实验三大原则1. 对照原则：设置对照组（常温组），明确变量影响2. 单一变量原则：仅水温变化，其他条件相同3. 重复原则：多次计数取平均，减少误差
教学反思 1. 本节课核心是“科学探究流程的理解与实践”，探究实验的设计环节是难点，部分小组可能无法精准控制变量，后续教学中可提前准备“实验设计模板”（明确变量、对照设置、操作步骤等栏目），帮助学生梳理思路；同时增加小组间的方案交流环节，互相点评优化。2. 实验实施过程中，水温调节的精准性和金鱼计数的准确性直接影响实验结果，后续可准备精准度更高的温度计，同时在计数前进行示范，明确“鳃盖开合一次”的判断标准，减少计数误差。3. 实验原则的自主总结环节，部分学生可能无法快速提炼，后续可增加“对比提问”的深度，如“如果不设置对照，能确定呼吸频率变化是水温引起的吗？”通过反向提问强化理解。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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