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第3节 生物学研究的基本方法（导学案）
【学习目标】
探究实践:初步建立探究实践意识，发展科学探究能力。
科学思维:通过分析“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验，提升科学思维能力。
态度责任:初步感受探索生命奥秘的乐趣，体会生物学研究需要具备勇于质疑、严谨求实和理性分析等品质。
生命观念:说出生物学研究的基本方法;了解实验探究的一般步骤。
【自主学习】
快速阅读教材20-22页，自主完成以下问题：
1. 是生物学研究的重要方法。
2.实验法研究示例：响尾蛇捕食猎物
（1）科学工作者提出的假设： 。
（2）实验中两只死老鼠的唯一区别是什么？ 。
（3）为什么要设计一只没有被响尾蛇袭击的死老鼠？ 。
3.实验法通常按照一定的程序进行
（1）实验法一般包括的几个重要步骤：① ；②收集与问题相关的信息；③ ；④ ；⑤实施实验并记录；⑥ ；⑦ 。
探究的问题通常是以 结尾的短句，一般能准确表述变量
和 的关系。假设是对问题合理的尝试性解释，是可以检验一个或一组 。
【基础评价】
1.科学探究的一般过程的排列顺序是( )
①发现并提出问题 ②作出假设 ③分析实验现象
④设计实验方案 ⑤实施实验并记录 ⑥得出结论 ⑦收集与问题相关的信息
①②③④⑤⑥ B.①②④⑤⑥③
C.①②④③⑤⑥ D. ①⑦②④⑤③⑥
2.在设计探究实验时，下列能作为一组对照实验的是( )
A.低温、干燥 B.低温、潮湿
C. 低温、室温 D.高温、干燥
3.研究响尾蛇追寻猎物所采用的方法是( )
A.调查法 B.实验法 C.观察法 D.分类法
4. 作出假设中的“假设”是指（ ）
A．对问题的一种可能解释 B．实事求是
C．毫无根据的猜想 D．以上三种都是
5. 小明问妈妈:“为什么蚂蚁总是排成一队向前爬 ”妈妈说:“可能是前面的蚂蚁留下了气味信号。”妈妈的回答属于科学探究过程中的 （ ）
A.提出问题 B.作出假设
C.制订计划 D.得出结论
6. 鱼鳃盖运动次数可在一定程度上反映鱼的呼吸频率，我市某初中生物兴趣小组为了研究鱼的呼吸频率与水温的关系开展了实验探究，获得了以下实验数据，请你结合下表回答下列问题：
鱼鳃盖运动次数数据记录表
水温 鱼鳃盖运动次数（次/分钟）
第1组 第2组 第3组 平均值
1号 2号 3号 1号 2号 3号 1号 2号 3号
15℃ 33 32 31 34 31 32 34 30 33 32
20℃ 76 63 45 53 65 62 69 47 61 60
25℃ 132 112 108 122 110 107 127 109 111 115
提出问题：水温对鱼的呼吸频率有影响吗？
（1）作出假设：______ 。
（2）在实验过程中三个实验组选用的小鱼品种、大小、生长状况均相同，目的是为了控制实验的______，保证实验结果更准确。
（3）有同学认为本实验设置三个组且每个组三条鱼，导致实验过于复杂，可以减少组数和鱼的数量，你认为他的说法合理吗？并说明理由：______ 。
（4）分析实验数据并写出实验结论：______ 。
答案：
自主学习
1.实验法
2.（1）响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻受伤的猎物的
（2）是否被响尾蛇袭击过
（3）形成对照
3.（1）发现并提出问题 作出假设 设计实验方案 分析实验现象 得出结论
（2）问号 变量间 陈述句
基础评价
1.D 2.C 3.B 4.A 5.B
6.(1) 水温对鱼的呼吸频率有（无）影响
（2）单一变量 （3）不合理 减少组数和鱼的数量会存在偶然性，使实验结果不准确
（4）水温对鱼的呼吸频率有影响，水温越高，鱼呼吸频率越高
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第3节 生物学研究的基本方法（教案）
探究实践:初步建立探究实践意识，发展科学探究能力。
科学思维:通过分析“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验，提升科学思维能力。
态度责任:初步感受探索生命奥秘的乐趣，体会生物学研究需要具备勇于质疑、严谨求实和理性分析等品质。
生命观念:说出生物学研究的基本方法;了解实验探究的一般步骤。
重点:实验法研究的一般步骤。
难点:控制实验条件、根据实验数据建立表格并分析实验数据。
教学活动 设计意图
一、创设情境 导入新课科学家的故事:法布尔在普温斯教书时,经常到附近一条沙路上观察昆虫。有一天大清早,他在沙路上走着,忽然听到蟋蟀的叫声,于是寻着声音来到一块大石头旁,轻轻地躺了下来。几个农妇早上去摘葡萄时看见他,到黄昏收工时,看见法布尔还躺在那里。她们实在不明白,这个人怎么花了一天工夫,就只看一块石头,其实他是在观察石头旁的蟋蟀。观察法是科学探究的一种基本方法,实验法离不开观察,今天我们来学习生物学研究的另一种方法——实验法。 通过科学家的故事导入新课,提高学生的兴趣
二、问题引导 探究新知(一)人们常通过实验法研究科学问题以响尾蛇捕食猎物为例。请同学们翻开课本第20页,带着以下几个问题阅读课本第20~21页的内容。①这个实验需要解决什么问题 ②科学家作出了什么假设 学生结合教材回答问题:问题①:响尾蛇是根据什么标记去追寻中毒的猎物的 问题②:科学家作出的假设是响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻受伤的猎物的。教师:科学家收集的第一个信息是:响尾蛇视力不好,只可感受可见光,而不能看清物体。如果真是这样,那么响尾蛇可以依靠眼睛去追寻猎物吗 学生:不能。教师:既然不能。我们接着看第二个信息,响尾蛇眼睛下方有一对能感受热的结构,可以感受较近的动物的体温。但是如果猎物跑远了,响尾蛇还能感受得到吗 学生:不能。教师:通过第一个和第二个信息,我们排除响尾蛇通过眼睛和感知体温来追寻猎物的可能性。那么我们看第三个信息:响尾蛇的舌头能感受空气中的气味。同学们联想一下生活常识,比如你妈妈在厨房中炒菜,你从外面回来刚进屋就可以闻到饭菜的香味。夏季为了防止被蚊虫叮咬,有些人喜欢在身上喷一些花露水,通常情况下,房间里弥漫着花露水的香味。这些说明了什么 学生:气味可以传播很远。教师:还有第四个信息,一只没有被响尾蛇咬伤的动物不能触发响尾蛇的追踪行为。通过第三个和第四个信息,我们可以综合得知什么 学生:响尾蛇会去追被它咬伤的猎物。教师:因为被咬伤的猎物身上有响尾蛇的什么东西 学生:猎物身上有毒液。教师:为了验证假设是否正确,我们需要做什么 学生:设置相关实验。教师:做实验需要设计实验方案。结合教材第21页科学工作者设计的实验方案。思考以下问题:①科学工作者将两只老鼠怎么处理 ②这两只老鼠是活的还是死的 设置悬念引入思考,引导学生熟悉实验过程通过提问和回答,提高学生的语言表达能力,活跃课堂气氛通过联想生活中的经验,使得生活与课堂知识更贴近,拉近学生与课堂内容的距离培养学生发现问题、作出假设的能力,增强探究意识
请同学们小组讨论一下,一会儿请小组代表回答。学生:一只老鼠被响尾蛇咬过,一只没有被咬过。被咬过的老鼠是死的,没有被咬过的也是死的。教师: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以外,其他条件都相同的实验就叫对照实验。其他条件相同且适宜。来看响尾蛇这个实验,在实验中人为控制的变量是什么 为什么要设计一只没有被响尾蛇袭击过的老鼠 学生:变量是有无毒液。为了形成对照。教师:有了实验方案我们就可以做实验了,来看看实验过程。(播放PPT)教师:为了使实验结果更加可靠要多次重复实验。因为只做一次实验会存在偶然性。这就是我们实验法的第五步实施实验并记录。做完实验我们要对实验数据和实验现象进行分析,最终得出结论。这就是实验法的第六步和第七步:分析实验现象、得出结论。(二)实验法通常按一定的程序进行教师:通过响尾蛇捕食猎物的实验,归纳实验法的一般步骤。学生:实验法研究一般包括以下几个重要步骤:(1)发现并提出问题;(2)收集与问题相关的信息;(3)作出假设;(4)设计实验方案;(5)实施实验并记录;(6)分析实验现象;(7)得出结论。教师:探究的问题通常是以问号结尾的短句;假设是对问题肯定或者否定的回答。在进行探究时,如果实验结果与假设不符,可修改假设,或重新制订计划并进行实验。 提高学生对实验法的理解程度,并及时纠正发现的问题认识实验探究的步骤
三、巩固运用 拓展提升1.如何区分实验组和对照组 2.小宝问妈妈:“为什么蚂蚁总是排成一队向前爬 ”妈妈说:“可能是前面的蚂蚁留下了信号。”妈妈的回答是科学探究中的什么步骤 学生思考后回答:1.对实验变量进行处理的就是实验组,没有处理的就是对照组。2.作出假设。
第3节 生物学研究的基本方法
一、生物学研究的基本方法
观察法、调查法、分类法、实验法等
二、人们常通过实验法研究科学问题
设计实验探究响尾蛇捕食猎物的过程
三、实验法通常按一定的程序进行
1.实验法研究的一般步骤:(1)发现并提出问题;(2)收集与问题相关的信息;(3)作出假设;(4)设计实验方案;(5)实施实验并记录;(6)分析实验现象;(7)得出结论
2.对照实验原则:对照原则,单一变量原则,重复性原则
实验法是生物研究的常用方法,通过环环相扣的问题,让学生一步步理解实验探究的过程。教师引导和学生交流部分占用较多时间,课堂时间安排略显紧凑,本节课能按计划完成教学任务,学生也有不小的收获。
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第3节 生物学研究的基本方法
探究实践:初步建立探究实践意识，发展科学探究能力。
科学思维:通过分析“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验，提升科学思维能力。
态度责任:初步感受探索生命奥秘的乐趣，体会生物学研究需要具备勇于质疑、严谨求实和理性分析等品质。
生命观念:说出生物学研究的基本方法;了解实验探究的一般步骤。
学习目标
重点
重点
难点
情境导入
法布尔在普温斯教书时，经常到附近一条沙路上观察昆虫。有一天大清早，他在沙路上走着，忽然听到蟋蟀的叫声，于是寻着声音来到一块大石头旁，轻轻地躺了下来。几个农妇早上去摘葡萄时看见他，到黄昏收工时，看见法布尔还躺在那里。她们实在不明白，这个人怎么花了一天工夫，就只看一块石头，其实他是在观察石头旁的蟋蟀。
一、实验法研究的示例：响尾蛇是如何追寻它放走的猎物的
响尾蛇是一种毒蛇，长约2米，身体呈绿黄色，具有菱形黑褐色斑，尾端有角质环，运动时能发出声音，故称为响尾蛇，分布于北美洲，南美洲也有近似种。
课堂探究
人们通过实验法研究科学问题
响尾蛇捕获到猎物后，它的毒牙会迅速地将毒液注入猎物体内，并不马上把猎物吞下，而是放猎物逃走，过一段时间后，响尾蛇再去追获和吞食猎物。
提出问题：响尾蛇是根据什么标记追寻猎物的呢？
1.发现并提出问题：
（1）响尾蛇的视力不好,他的眼只能感受可见光,而不能看清物体.
（2）响尾蛇的眼下方有一对能感受热的结构,可以感受较近的动物体温.
（3）响尾蛇的舌能感受空气中的气味.
（4）一只没有被响尾蛇咬伤的动物不能触发响尾蛇的追踪行为.
2.收集信息
（1）无法靠视力追寻猎物；
（2）猎物跑得很远，无法利用感受动物体温的结构；
（3）响尾蛇会不会根据自己毒液的气味来追寻猎物呢？
3.推测
4.做出假设
响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻猎物的。
科学家 做了如下的两个对比实验
A
B
被蛇咬过的死老鼠
A
没有被蛇咬过的死老鼠
B
响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻受伤的猎物的。
得出结论：
注意
实验法研究一般设有对照实验；
对照实验中只设一个不同的条件，称为实验变量
对照实验的实验变量只有一个，其他条件完全相同
①发现并提出问题
②收集与问题相关的信息
③作出假设
④设计实验方案
⑤实施实验并记录
⑥分析实验现象
⑦得出结论
实验法研究的主要步骤
课堂小结
2.实验法的步骤：
①发现问题并提出问题②收集与问题相关的信息③作出假设④设计实验方案⑤实施实验并记录⑥分析实验现象⑦得出结论
1.科学研究方法包括哪些：
实验法、比较法、观察法、调查法、文献法等
3.探究实验的注意事项：
对照实验设置几个变量：
多次实验取平均值的作用：
1个（单一变量）
要设计对照实验
避免偶然性，减少实验误差
1.在科学探究过程中，验证假设的基本途径是( )
A.提出问题 B.作出假设
C.进行实验 D.得出结论
2.久置空气中的烤面包片，难以生出霉菌。针对这一现象，小林提出的下列问题中合理且具有探究价值的是( )
A.空气对霉菌的生活有影响吗
B.水分对霉菌的生活有影响吗
C.霉菌生活的最适宜温度是多少
D.面包是霉菌生活的必需条件吗
B
C
课堂练习
3.在研究“响尾蛇是如何追寻它放走的猎物”的课题时，通过实验得到的正确结论是( )
A.响尾蛇是利用眼下面的热感受器，感受到被放走的猎物
B.响尾蛇是根据动物的气味来追寻它的猎物的
C.响尾蛇是根据自己毒液的气味追寻到它的猎物的
D.响尾蛇是利用听觉来追寻到猎物的
C
4.下面对实验法研究的一般过程的正确排列顺序是( )
①发现并提出问题 ②作出假设 ③分析实验现象 ④设计实验方案 ⑤实施实验并记录 ⑥得出结论 ⑦收集与问题相关的信息
A.①②③④⑤⑥⑦ B.①②④⑤③⑦⑥
C.①⑦②④③⑤⑥ D.①⑦②④⑤③⑥
D
A.将甲瓶中土壤换成湿润、低温的土壤
B.将甲瓶中土壤换成烘干、常温的土壤
C.将乙瓶中土壤换成烘干、低温的土壤
D.将乙瓶中土壤换成湿润、常温的土壤
5.小明同学想探究“光对蚯蚓生活的影响”，于是设计了下表所示的探究实验。但表中的设计还不够完善，下列对该设计修改正确的是( )
D
广口瓶编号 大小及生活状况相同的蚯蚓 瓶内土壤 广口瓶放置环境
甲瓶 10条 湿润、常温 光亮
乙瓶 10条 烘干、常温 黑暗中小学教育资源及组卷应用平台
第3节 生物学研究的基本方法（习题）
课堂达标：
1.某兴趣小组的同学设置了“30 ℃”“20 ℃”和“10 ℃”三种不同温度条件,探究“温度对金鱼呼吸的影响”。这种生物学研究的方法属于( )
A.建模 B.实验法 C.调查法 D.模拟法
2.在“响尾蛇是如何追寻它放走的猎物的”实验研究中,科学工作者必须收集与问题有关的信息,这样做的目的是( )
A.得出一个正确的结论B.更好地提出一个问题
C.能够正确地解释实验结果 D.作出合理的假设
3.牛顿是一位伟大的科学家,一次他在苹果树下乘凉,突然一个苹果从树上掉下砸到他,他心里想:“为什么苹果会往下掉,而不往上飞呢 ”这是科学探究步骤中的( )
A.观察 B.提出问题C.作出假设 D.设计实验
4.下列关于假设的叙述中,不正确的是( )
A.假设要以事实或生活经验为依据B.假设可以与结果一致,也可以不一致
C.假设是对问题的一种可能的解释D.假设是一种无端的猜测
5.某研究性学习小组对蛙卵的孵化进行了探究,其实验记录如下表。下列说法正确的是( )
组别 水质 水量 水温 蛙卵数 孵化的蝌蚪数
A组 河水 1 000毫升 25 ℃ 30个 28只
B组 自来水 1 000毫升 10 ℃ 30个 11只
A.该实验探究的是:水质对蛙卵孵化的影响
B.该实验探究的是:温度对蛙卵孵化的影响
C.将蛙卵数减少到每组1个
D.该实验不太科学,需改进实验方案
能力提升：
1.黔金丝猴是中国特有的物种,只分布于贵州东北部铜仁市境内的梵净山国家级自然保护区。研究者一般会在黔金丝猴频繁活动区域,安装红外摄像机收集信息,以便对它们进行研究。这种研究方法属于( )
A.观察法 B.实验法C.调查法 D.分类法
2.小明在森林公园游玩时,发现竹林里出现一只小松鼠。他猜想:松鼠是不是吃竹笋呢 为了验证自己的想法,他买了几颗新鲜竹笋放在路边,然后静静地躲在一旁观察,一段时间后发现松鼠抱着竹笋津津有味地啃了起来。上述画线部分属于科学探究中的( )
A.提出问题 B.作出假设C.实施实验 D.得出结论
3.关于探究过程的说法:①并不是所有的问题通过一次探究就能得到正确的结论;②探究一般是从发现问题、提出问题开始的;③探究实验重复多次后,必能得到正确的结论;④在得出结论后,还需要对整个探究过程进行反思。正确的是( )
A.①②③ B.①②④C.①③④ D.②③④
4.小光同学经过一年多时间的实验后,得出“黄粉虫能食用有机塑料并能将其消化、吸收,黄粉虫体内存在着可以消化有机塑料的活性物质”的结论。下列对该实验的分析错误的是( )
A.该实验的假设是黄粉虫能否吃有机塑料
B.该实验的变量应是黄粉虫的食物中有无有机塑料
C.该探究过程需要进行多次重复实验
D.该实验结论可用于解决现实生活中的“白色污染”问题
答案：
课堂达标
1.B 2.D 3.B 4.D
5.D 该实验的变量有水质和水温,不符合单一变量原则,该实验不太科学,需改进实验方案。不能将蛙卵数减少到每组1个,这样实验结果会不准确。
能力提升
1.A 2.C
3.B 进行科学探究时,并不是所有的问题通过一次探究就能得到正确的结论,也不是重复多次实验一定能得到正确的结论,有时,由于探究的思路、方法、方案等不够完善,也可能得出错误的结论。
4.A 黄粉虫能否吃有机塑料是该实验提出的问题,假设是对提出问题作出肯定或否定的回答。该实验的假设是黄粉虫能够吃有机塑料(或黄粉虫不能吃有机塑料)。
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