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 2 课时)
一、教学目标
1.生命观念:
说出观察与实验的基本概念概念和注意事项,使学生直观看到生物体的结构,通过实验探 究生物体结构,构建结构和功能相适应的观念。
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.情感态度与价值观:
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。
二、教学重点和难点
1.教学重点:
领会“观察 ”、“实验 ”“科学研究 ”的基本概念;
2. 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。
三、教学设计思路
本次教学设计旨在引导学生理解并掌握观察、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。通过参与式学习和实践活动, 让学生亲身体验科学探索的乐趣,形成 对科学研究的初步认识和兴趣。引入概念: 首先,通过生动有趣的活动(用放大镜观察天竺葵 叶的背面和观察植物体内运输水分的结构)或故事(巴斯德的与肉汤的故事),引入观察、实 验和科学探究的概念,让学生明确这些活动在科学研究中的重要性。
详细阐述观察、实验和科学探究的基本步骤和原则。观察是获取信息的初步手段, 需要细 致入微、客观公正; 实验是验证假设的关键环节,需要设计合理、操作规范; 科学探究则是一 个系统的过程,包括提出问题→作出假设→制订方案→实施方案→得出结论→表达交流等环节。
设计一系列简单的科学实验或观察活动,让学生分组进行。在活动中, 引导学生按照科学 探究的步骤进行操作,体验从提出问题到得出结论的全过程。教师需在一旁给予指导和支持, 确保学生正确理解和运用科学探究的方法。
鼓励学生展示自己的实验成果或观察记录,分享在科学探究过程中的体验和感悟。通过小 组讨论和全班交流,引导学生分析实验成功或失败的原因,加深对科学探究基本过程的理解。 最后,对本节课的学习内容进行总结,强调观察、实验和科学探究在科学研究中的重要性。同 时,引导学生反思自己在科学探究过程中的表现和不足,提出改进建议,为未来的科学学习打 下坚实基础。
通过以上教学流程的设计,旨在使学生不仅掌握观察、实验和科学探究的基本过程和方法, 更能在实践中培养科学思维、提高实践能力,为未来的科学研究和创新活动奠定坚实基础。
四、课时安排:1 课时
五、教学过程 【新课导入】
观察(observation)和实验(experiment)是开展科学研究最基本的方法。科学家在进 行科学研究时需要通过观察和实验来获得事实和证据。可以说, 没有观察和实验,生物学就不 可能取得重大的成就。
【新课学习】
学习目标 1:观察与实验
1.情境导入:
引导学生回顾小学科学的观察和实验过程,那初中阶段如何进行观察和实验呢?
2. 自主学习:
请自主阅读 P13-14 内容,思考:
(1)什么是观察?
(2)如何进行观察?
(3)什么是实验?
(4)如何进行实验?
3. 小活动:观察天竺葵叶:
学生回答(1)(2)问题答案,设计小活动——观察天竺葵叶 活动指南:
a. 取一片叶子,用肉眼直接观察叶片的形状和大小。
b. 用放大镜观察叶片,结果与直接用肉眼观察有什么不同?
c. 用手在叶子背面摸一摸,用鼻子闻一闻,充分调动多种感官, 你有什么新发现?
d. 尝试着用图或文字描述你的观察结果。
4.观察植物体内运输水分的结构:
学生回答(3)(4)问题答案,设计小活动——察植物体内运输水分的结构
例如,想要知道植物体内的水分运输与哪些结构有关,最简单的方法就是直接观察 。由 于水是无色的,因此无法用肉眼直接观察到水在植物体内是如何运输的。但我们可以设计科学 的方法进行观察,通过实验证实植物体内运输水分的结构有哪些(图 1-12)。
学习目标 2:科学探究的基本过程
1.问题导入: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(Scientific Inquiry)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。
2.分析科学家的探究过程:
在故事中体悟科学家是如何进行科学探究的。
17 世纪后期,人们通过显微镜发现了细菌,但直到 19 世纪中期,人们仍不知道细菌是从 哪里来的。当时一些科学家认为细菌是自然发生的,例如,导致肉汤腐败的细菌是肉汤自身产 生的。法国科学家路易斯巴斯德通过自己设计的探究实验,为人们揭示了肉汤腐败的原因。
巴斯德认为细菌不是肉汤自生产生的,而是从外界空气中进入肉汤的,为了证明自己的假设, 他设计并进行了如下实验。
引导学生自主阅读 P15,然后小组讨论 P16 的讨论题:
a.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?
b.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?
c.科学家的探究过程对你有什么启发?
教师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。 教师带领学生小结出设计思路和掌控单一变量和设计实验的方法。
3.科学探究的基本过程:
进行科学探究(图 1-16)时,首先要提出问题,接着,针对提出的问题,在大量观察、 广泛收集资料并认真分析的基础上,作出假设,然后,要制订探究方案并实施方案,通过观察、 实验等途径获取多方面的事实或证据,在分析证据的基础上,对假设进行检验 。如果事实或 证据与假设不符,就需要寻找新的证据来验证或修正假设,直至得出合理的结论。最后, 还要 用口头、书面报告等形式进行表达、交流或展示。
【课堂总结】
1、开展科学研究最基本的方法是观察和实验。
2、科学探究的基本过程
提出问题→作出假设→制订方案→实施方案→得出结论→表达交流 【课堂练习】
1 .(23-24 七年级上 ·辽宁鞍山 ·期中)在做探究实验时,要正确使用探究器具。下列关于探 究器具的使用正确的是(D )
A .用手试试刀片是否锋利 B .用试管加热液体时,试管口要对着他人
C .拎着显微镜走到其它实验台 D .用酒精灯加热时,不要离开加热装置
2.(2024 ·海南省直辖县级单位 ·一模)短鼻家族象群一路北上又南下牵动着大家的心,科研 人员为了更好地劝返大象,使用无人机监测象群行踪。这种研究方法属于( D)
A .调查法 B .实验法 C .比较法 D .观察法
3.(2024 ·湖南衡阳 ·二模)“早雾晴,晚雾阴 ”“燕子低飞蛇过道,大雨不久就来到 ”等谚 语是我国劳动人民在长期实践中总结出来的。这些规律的总结主要运用了(C )
A .调查法 B .模拟法 C .观察法 D .实验法
4.判断是否设置了正确的对照实验
(1)实验探究光照对小麦萌发的影响,将小麦种子分为等量的两组,给予适宜的温度和水分, 一组放在阳光下,一组放在黑暗室中。( √ )
(2)实验探究水分对植物生长的影响,取一株健康的植株做实验,不供给植物水分。( × )
(3)实验探究温度对植物生长的影响,取两株长势相同的植株,一株放置在适宜的温度下, 但不浇水,一株放置寒冷的温度下,浇水。( × )
【板书设计】
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 2 课时)
1、开展科学研究最基本的方法是观察和实验。
2、科学探究的基本过程
提出问题→作出假设→制订方案→实施方案→得出结论→表达交流