1.1.3 生物学研究的基本方法 导学案-2024-2025学年七年级生物学北师大版（2024》上册

生物学《生物学研究的基本方法》导学案（学生版） 一、学习目标 1. 说出生物学研究的基本方法，如观察法、实验法、调查法、分类法等。 2. 重点掌握实验法研究的一般步骤，包括发现并提出问题、收集与问题相关的信息、作出假设、设计实验方案、实施实验并记录、分析实验现象、得出结论 。 3. 通过分析“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验，提升科学思维能力，初步建立探究实践意识，发展科学探究能力。 4. 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。 二、学习过程 1. 知识导入：展示一些有趣的生物现象视频，比如鸟儿筑巢、植物向光生长等，引导同学们思考：科学家们是怎么去研究这些奇妙的生物现象的呢？ 2. 自主学习：快速阅读教材20 - 22页，自主完成以下问题。 生物学研究的基本方法：生物学研究的重要方法有哪些？除了教材提到的，你还能想到其他方法吗？ 实验法研究示例 - 响尾蛇捕食猎物：科学工作者针对响尾蛇捕食猎物提出的假设是什么？你觉得这个假设是怎么得出来的呢？ 实验法的一般步骤：实验法一般包括哪几个重要步骤？请按顺序写下来。每个步骤在整个实验探究中起到什么作用呢？ 3. 合作探究：以小组为单位，讨论分析“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验。 在这个实验中，实验的变量是什么？为什么要设置这样的变量？ 实验中设置了实验组和对照组，它们分别是什么？设置对照组的目的是什么？ 如果实验结果与假设不符，你觉得可能有哪些原因？应该怎么办？ 4. 总结归纳：各小组代表发言，总结实验法研究的一般步骤以及在实验设计中需要注意的事项，如变量的控制、对照组的设置等。教师进行补充和完善，帮助同学们形成完整的知识体系。 三、课堂练习 1. 选择题 研究响尾蛇捕食老鼠的实验中，实验的变量是（ ） A. 老鼠是否被响尾蛇咬伤 B. 响尾蛇 C. 老鼠 D. 环境 在实验法研究的一般步骤中，第一步是（ ） A. 作出假设 B. 发现并提出问题 C. 设计实验方案 D. 实施实验并记录 2. 填空题 生物学研究的基本方法有______、______、______、实验法等。 实验法研究一般包括发现并提出问题、______、作出假设、______、实施实验并记录、______、得出结论等步骤。 3. 简答题：请简述实验法研究的一般步骤，并举例说明。 四、知识补充 1. 除了教材中“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验，再给同学们介绍一些其他有趣的生物学实验，如巴斯德的鹅颈瓶实验，加深同学们对实验法的理解。引导思考：巴斯德在这个实验中，提出了什么问题？作出了怎样的假设？实验是如何设计的？得出了什么结论？这个实验对生物学发展有什么重要意义？ 2. 讲解在实验设计中，除了要控制变量、设置对照实验外，还需要注意实验的重复性原则，即多次重复实验，以提高实验结果的可靠性。思考：为什么要强调实验的重复性？如果只进行一次实验，可能会存在什么问题？ 五、拓展延伸 1. 让同学们自己提出一个感兴趣的生物学问题，并尝试按照实验法研究的一般步骤，设计一个简单的实验方案。例如：探究光照对植物种子萌发的影响。 思考：针对这个问题，你的假设是什么？实验中变量是什么？如何设置实验组和对照组？需要记录哪些数据？ 2. 鼓励同学们课后查阅资料，了解更多生物学研究的前沿方法和技术，如DNA测序技术、基因编辑技术等，并在下节课进行分享交流。思考：这些前沿技术在生物学研究中有哪些应用？它们对解决生物学问题有什么帮助？ 它们可能会带来哪些伦理和社会问题？ 生物学《生物学研究的基本方法》导学案（教师版） 一、学习目标 1. 引导学生说出生物学研究的基本方法，如观察法、实验法、调查法、分类法等。 2. 帮助学生重点掌握实验法研究的一般步骤，包括发现并提出问题、收集与问题相关的信息、作出假设、设计实验方案、实施实验并记录、分析实验现象、得出结论 。 3. 通过分析“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验，培养学生的科学思维能力，初步建立学生的探究实践意识，发展科学探究能力。 4. 激发学生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。 二、学习过程 1. 知识导入：展示一些有趣的生物现象视频，比如鸟儿筑巢、植物向光生长等，引导学生思考：科学家们是怎么去研究这些奇妙的生物现象的呢？ 设计意图：通过生动有趣的生物现象，激发学生的学习兴趣和好奇心，引出本节课的主题——生物学研究的基本方法。 2. 自主学习：快速阅读教材20 - 22页，自主完成以下问题。 生物学研究的基本方法：生物学研究的重要方法有哪些？除了教材提到的，你还能想到其他方法吗？ 参考答案：生物学研究的重要方法有观察法、实验法、调查法、分类法等。其他方法还有文献法、比较法等（引导学生思考，合理即可）。 解析：考查学生对教材基础知识的掌握，同时引导学生拓展思维，思考生物学研究方法的多样性。 实验法研究示例 - 响尾蛇捕食猎物：科学工作者针对响尾蛇捕食猎物提出的假设是什么？你觉得这个假设是怎么得出来的呢？ 参考答案：假设是响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻猎物的。这个假设是科学工作者在观察响尾蛇捕食行为，并结合响尾蛇的生理特点（如视力不好，但舌能感受空气中的气味等信息），经过分析思考得出来的。 解析：让学生了解假设的提出不是随意的，而是基于一定的观察和已有知识。 实验法的一般步骤：实验法一般包括哪几个重要步骤？请按顺序写下来。每个步骤在整个实验探究中起到什么作用呢？ 参考答案：实验法一般包括发现并提出问题、收集与问题相关的信息、作出假设、设计实验方案、实施实验并记录、分析实验现象、得出结论这几个重要步骤。发现并提出问题是探究的起点，明确研究方向；收集信息为假设的提出和实验设计提供依据；假设是对问题的尝试性解释，引导实验设计；设计实验方案是具体实施探究的规划；实施实验并记录是获取数据的过程；分析实验现象能从数据中提取有用信息；得出结论是对整个探究的总结，判断假设是否成立。 解析：帮助学生理解实验法每个步骤的重要性和内在联系，构建完整的知识框架。 3. 合作探究：以小组为单位，讨论分析“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验。 在这个实验中，实验的变量是什么？为什么要设置这样的变量？ 参考答案：实验变量是老鼠是否被响尾蛇咬伤（即老鼠身上是否有响尾蛇毒液的气味）。设置变量是为了探究响尾蛇追踪猎物是否与毒液气味有关，通过对比有气味和无气味条件下响尾蛇的行为，来验证假设。 解析：让学生理解变量的概念以及设置变量在实验中的关键作用，即通过控制变量来探究某一因素对研究对象的影响。 实验中设置了实验组和对照组，它们分别是什么？设置对照组的目的是什么？ 参考答案：实验组是被响尾蛇咬过的死老鼠，对照组是没有被响尾蛇咬过的死老鼠。设置对照组的目的是排除其他无关因素的干扰，使实验结果更具说服力，通过对比实验组和对照组，能更准确地说明实验变量（毒液气味）对响尾蛇捕食行为的影响。 解析：帮助学生掌握实验组和对照组的判断方法，理解设置对照组是保证实验科学性的重要手段。 如果实验结果与假设不符，你觉得可能有哪些原因？应该怎么办？ 参考答案：可能原因有假设本身错误、实验设计不合理（如变量控制不严格、样本数量太少等）、实验操作失误、外界环境因素干扰等。如果出现这种情况，首先要检查实验设计和操作过程是否存在问题，如有问题及时改进；若实验过程无误，可重新思考假设是否合理，修改假设后重新进行实验探究。 解析：培养学生分析问题和解决问题的能力，让学生明白科学探究是一个不断探索和修正的过程。 4. 总结归纳：各小组代表发言，总结实验法研究的一般步骤以及在实验设计中需要注意的事项，如变量的控制、对照组的设置等。教师进行补充和完善，帮助学生形成完整的知识体系。 设计意图：通过小组总结和教师补充，强化学生对实验法的理解和记忆，培养学生的归纳总结能力和语言表达能力。 三、课堂练习 1. 选择题 研究响尾蛇捕食老鼠的实验中，实验的变量是（A） A. 老鼠是否被响尾蛇咬伤 B. 响尾蛇 C. 老鼠 D. 环境 解析：实验目的是探究响尾蛇是否根据毒液气味追踪猎物，所以变量是老鼠是否被响尾蛇咬伤，即是否有毒液气味。 在实验法研究的一般步骤中，第一步是（B） A. 作出假设 B. 发现并提出问题 C. 设计实验方案 D. 实施实验并记录 解析：发现并提出问题是科学探究的起点，只有明确了问题，才能进行后续的探究步骤。 2. 填空题 生物学研究的基本方法有观察法、调查法、分类法、实验法等。 实验法研究一般包括发现并提出问题、收集与问题相关的信息、作出假设、设计实验方案、实施实验并记录、分析实验现象、得出结论等步骤。 解析：考查学生对基础知识的记忆。 3. 简答题：请简述实验法研究的一般步骤，并举例说明。 参考答案：实验法研究一般步骤：发现并提出问题（如：种子的萌发需要光吗？）、收集与问题相关的信息（查阅资料了解种子萌发的条件等）、作出假设（假设种子的萌发不需要光 ）、设计实验方案（设置有光和无光两组，其他条件相同且适宜，进行种子萌发实验）、实施实验并记录（观察记录两组种子的萌发情况）、分析实验现象（统计两组种子的萌发率 ）、得出结论（如果两组种子萌发率无明显差异，得出种子萌发不需要光的结论；若有差异，则根据结果得出相应结论）。 解析：通过简答题，考查学生对实验法步骤的理解和运用能力，要求学生不仅要记住步骤，还要能结合具体实例进行阐述。 四、知识补充 1. 除了教材中“探究响尾蛇捕食老鼠”的实验，再给同学们介绍一些其他有趣的生物学实验，如巴斯德的鹅颈瓶实验，加深同学们对实验法的理解。引导思考：巴斯德在这个实验中，提出了什么问题？作出了怎样的假设？实验是如何设计的？得出了什么结论？这个实验对生物学发展有什么重要意义？ 参考答案：巴斯德提出的问题是：使肉汤变质的微生物是来自空气还是肉汤本身？假设是：使肉汤变质的微生物来自空气。实验设计：将两个烧瓶内的肉汤煮沸放凉，一个是普通烧瓶（直颈瓶），空气可自由进入；另一个是鹅颈瓶，空气能进入但微生物会被阻挡在弯曲的瓶颈处。观察肉汤的变质情况。结论：只有直颈瓶中的肉汤变质，说明使肉汤变质的微生物来自空气。重要意义：推翻了自然发生说，证明了微生物的来源，为微生物学的发展奠定了基础，也为食品保存、外科消毒等提供了理论依据。 解析：通过介绍经典实验，拓宽学生视野，加深对实验法的理解，让学生了解科学史上重要实验的探究过程和意义。 2. 讲解在实验设计中，除了要控制变量、设置对照实验外，还需要注意实验的重复性原则，即多次重复实验，以提高实验结果的可靠性。思考：为什么要强调实验的重复性？如果只进行一次实验，可能会存在什么问题？ 参考答案：强调实验重复性是因为一次实验结果可能存在偶然性，受各种不可控因素影响，如实验材料的个体差异、实验操作的细微误差等。只进行一次实验，得出的结论可能不准确、不可靠，不能真实反映研究对象的本质规律。多次重复实验，取平均值或综合分析，可以减少误差，使结果更具说服力。 解析：让学生理解实验重复性原则的重要性，培养学生严谨的科学态度。 五、拓展延伸 1. 让同学们自己提出一个感兴趣的生物学问题，并尝试按照实验法研究的一般步骤，设计一个简单的实验方案。例如：探究光照对植物种子萌发的影响。 思考：针对这个问题，你的假设是什么？实验中变量是什么？如何设置实验组和对照组？需要记录哪些数据？ 参考答案：假设：光照对植物种子萌发有影响（或光照促进植物种子萌发、光照抑制植物种子萌发等）。变量：光照。实验组：给予适宜光照的种子；对照组：处于黑暗环境的种子（其他条件如温度、水分、空气、种子种类和数量等都相同且适宜）。需要记录的数据：每天观察记录两组种子的萌发数量、萌发时间等。 解析：通过让学生自己设计实验，培养学生的创新思维和实践能力，将所学知识运用到实际问题中，巩固对实验法的掌握。 2. 鼓励同学们课后查阅资料，了解更多生物学研究的前沿方法和技术，如DNA测序技术、基因编辑技术等，并在下节课进行分享交流。思考：这些前沿技术在生物学研究中有哪些应用？它们对解决生物学问题有什么帮助？ 它们可能会带来哪些伦理和社会问题？ 设计意图：引导学生关注生物学研究的前沿动态，拓宽知识面，培养学生的信息收集和整理能力，同时引发学生对科学技术与社会关系的思考 。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$