1.2 生物学研究的基本方法 第3课时（导学案）生物苏科版2024七年级上册

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） 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。 【学习重点】 初步学会科学探究的基本方法。 【学习难点】 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。 1．科学探究的基本过程： 、 、 、 、 、 。 2．设计实验的三个原则： 、 、 。 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。阅读课本P15的资料，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？ 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℃，但夏天气温会升高，深秋气温会降低，鱼的生活会不会受到影响呢？ 【提出问题】 【作出假设】 【制订方案】 1.用 测量水的温度，通过 将水温调至20℃，作为 。放入金鱼，等待几分钟，当金鱼安静后，观察金鱼的呼吸状态。记录金鱼在初始温度下的 。 2.用同样的方法改变 ，如将水温升高5℃（用温度计测量）。观察和记录金鱼的呼吸频率。 3.继续第2步的操作，改变水温，观察和记录金鱼的呼吸频率。 【实施方案】 实验条件 金鱼呼吸次数/(次/分) 平均值 20 ℃ 第1次 第2次 第3次 降温 第1次 第2次 第3次 升温 第1次 第2次 第3次 【得出结论】 在一定的温度范围内，水温升高，金鱼的呼吸频率　 　；水温降低，金鱼的呼吸频率　 　。  【表达交流】 1. 本实验的的单一变量是什么？ 2. 不同温度下数同一条鱼的呼吸频率还是数其他鱼儿的呼吸频率也可以呢？ 3. 为什么要在同一温度下重复多次测试金鱼的呼吸次数? 1．农业技术人员选取相同面积的三块样地，将生长状况一致的等量黄瓜幼苗种植至各样地中；探究不同灌溉方式对黄瓜幼苗生长的影响。每块样地幼苗数量不宜过少，目的是（    ） A．控制单一变量 B．避免偶然因素影响，减少实验误差 C．形成对照 D．排除无关因素对实验结果的影响 2．有人说“手机屏幕上的细菌比马桶盖上的还要多。”小张根据已有的经验，认为这是不可能的，并决定进行探究。小张的看法相当于科学探究过程中的（    ） A．提出问题 B．作出假设 C．得出结论 D．表达交流 3．某生物学兴趣小组研究温度对某作物种子萌发的影响，实验结果如图所示。下列温度中，最适宜该作物种子萌发的是（　　） A．15℃ B．20℃ C．25℃ D．30℃ 4．如图所示，将长势良好的甲、乙、丙3盆植物放置在阳台上，甲盆植物定期浇适量的水，乙、丙两盆植物不浇水。15天后，甲、丙两盆植物均存活，乙盆植物枯死。对此实验，下列推论合理的是（    ）      A．乙盆植物主要因缺水枯死 B．丙盆植物没有水也可以完成整个生命周期 C．甲、丙对比说明空气在植物的生活中必不可少 D．甲、乙对比说明不同种类的植物对水的需求量相同 5．科学是基于寻求解释的探究过程，一般是从发现问题、提出问题开始的。下列关于探究的说法，错误的是（　　） A．实验遵循单一变量原则 B．当结果与假设不一致时，应重新实验 C．并不是所有的问题通过一次探究就能得到正确的结论 D．探究过程中可以有多个变量 1．为探究“酒精对金鱼呼吸频率的影响”，同学们进行了如下探究活动： Ⅰ.选取18条大小相同、活力相当的金鱼。 Ⅱ.取6个大烧杯，分组并编号，分别加入等量的清水和不同浓度的酒精溶液；置于相同环境中。 Ⅲ.在1号烧杯中放入1条金鱼，静置1分钟后，记录其1分钟的呼吸次数，取出金鱼放回清水中；依次放入第2条和第3条金鱼，重复以上操作；求3条金鱼呼吸次数的平均值。 Ⅳ.每一组重复上述步骤。 实验数据如下： 编号 1 2 3 4 5 6 酒精浓度 0 0.5% 1% 1.5% 3% 5% 呼吸频率（每分钟呼吸的次数） 56 73 91 74 38 22 (1)你作出的合理假设是： 。 (2)每组求3条金鱼呼吸次数平均值的目的是 。 (3)根据实验数据得出的结论是：低浓度酒精对金鱼呼吸起 作用，高浓度酒精对金鱼呼吸起 作用。 (4)酗酒会对人体健康造成哪些危害？ 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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） 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。 【学习重点】 初步学会科学探究的基本方法。 【学习难点】 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。 1．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 。 2．设计实验的三个原则： 单一变量 、 对照实验 、 平行重复 。 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。阅读课本P15的资料，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？ 使细菌无法进入烧瓶内；与鹅颈状烧瓶之间形成对照。 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？ 提出问题、作出假设、制订方案、实施方案、得出结论、表达交流 3. 科学家的探究过程对你有什么启发？ 略。 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℃，但夏天气温会升高，深秋气温会降低，鱼的生活会不会受到影响呢？ 【提出问题】 水温变化会对金鱼的呼吸频率产生影响吗？ 【作出假设】 水温变化会对金鱼的呼吸频率产生影响。 【制订方案】 1.用 温度计 测量水的温度，通过 加入冰块（或热水） 将水温调至20℃，作为 初始温度 。放入金鱼，等待几分钟，当金鱼安静后，观察金鱼的呼吸状态。记录金鱼在初始温度下的 呼吸频率 。 2.用同样的方法改变 水温 ，如将水温升高5℃（用温度计测量）。观察和记录金鱼的呼吸频率。 3.继续第2步的操作，改变水温，观察和记录金鱼的呼吸频率。 【实施方案】 实验条件 金鱼呼吸次数/(次/分) 平均值 20 ℃ 第1次 第2次 第3次 降温 第1次 第2次 第3次 升温 第1次 第2次 第3次 【得出结论】 在一定的温度范围内，水温升高，金鱼的呼吸频率 增加 ；水温降低，金鱼的呼吸频率　减慢 。  【表达交流】 1. 本实验的的单一变量是什么？ 水温。 2. 不同温度下数同一条鱼的呼吸频率还是数其他鱼儿的呼吸频率也可以呢？ 同一条鱼。 3. 为什么要在同一温度下重复多次测试金鱼的呼吸次数? 避免出现偶然现象，减少实验误差。 1．农业技术人员选取相同面积的三块样地，将生长状况一致的等量黄瓜幼苗种植至各样地中；探究不同灌溉方式对黄瓜幼苗生长的影响。每块样地幼苗数量不宜过少，目的是（    ） A．控制单一变量 B．避免偶然因素影响，减少实验误差 C．形成对照 D．排除无关因素对实验结果的影响 【答案】B 【分析】实验设计原则：①控制单一变量，②避免偶然性，③对照实验，④排除无关变量。 【详解】A．控制单一变量是实验设计的基本原则，意味着除了我们想要研究的变量（在这里是灌溉方式）之外，其他所有可能影响实验结果的因素都应该保持一致。然而，题目问的是每块样地幼苗数量不宜过少的目的，与控制单一变量无直接关系，A错误。 B．在实验设计中，增加样本量（在这里是黄瓜幼苗的数量）可以更有效地抵消个别样本的偶然性，使实验结果更加稳定和可靠。这正是每块样地幼苗数量不宜过少的目的，B正确。 C．对照实验是科学实验中的一种重要方法，用于比较不同条件下的实验结果。然而，题目并没有提到设置对照实验的情况，而是询问了样本量选择的目的，所以这个选项与题目不符，C错误。 D．在实验设计中，确实需要排除无关因素对实验结果的影响。但这主要是通过控制实验条件来实现的，比如选择相同的样地、使用生长状况一致的黄瓜幼苗等。增加样本量并不能直接排除无关因素的影响，D错误。 故选B。 2．有人说“手机屏幕上的细菌比马桶盖上的还要多。”小张根据已有的经验，认为这是不可能的，并决定进行探究。小张的看法相当于科学探究过程中的（    ） A．提出问题 B．作出假设 C．得出结论 D．表达交流 【答案】B 【分析】科学探究的一般过程：提出问题→作出假设→制定计划→实施计划→得出结论→表达和交流。 【详解】A．“手机屏幕上的细菌比马桶盖上的还要多”，这是一个明确的问题，是科学探究的起点。但小张并没有直接提出这个问题，而是基于自己的经验对这个问题有了一个初步的看法，A不符合题意。 B．“作出假设”是科学探究中的一个重要步骤，它是对问题可能答案的初步设想。假设可以是正确的，也可以是错误的，但它需要通过实验来验证。小张根据自己的经验，认为“手机屏幕上的细菌不可能比马桶盖上的还要多”，这实际上就是一个假设，B符合题意。 C．“得出结论”是通过分析实验现象和数据得出结论的过程，小张在得出实验结果后可能会进行这一步，但题目中并没有提及，C不符合题意。 D．“表达交流”是在科学探究结束后，将实验结果和结论与他人分享和讨论的过程。小张在得出实验结果后可能会进行这一步，但题目中并没有提及，D不符合题意。 故选B。 3．某生物学兴趣小组研究温度对某作物种子萌发的影响，实验结果如图所示。下列温度中，最适宜该作物种子萌发的是（　　） A．15℃ B．20℃ C．25℃ D．30℃ 【答案】C 【分析】种子萌发需要适宜的温度等外界条件。在一定温度范围内，随着温度升高，种子萌发率可能逐渐升高，达到某一温度时，种子萌发率最高，此时的温度即为该种子萌发的最适宜温度，超过这一温度，种子萌发率可能会下降。通过分析不同温度下种子萌发率的变化曲线，可以找出最适宜种子萌发的温度。 【详解】从图中可以看出，在15℃时，种子萌发率相对较低。当温度为20℃时，种子萌发率有所上升，但不是最高。在25℃时，种子萌发率达到了图中所示的最高值。30℃时，种子萌发率又低于25℃时的萌发率。可见，在给出的这几个温度中，25℃时种子萌发率最高，意味着25℃是最适宜该作物种子萌发的温度，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．如图所示，将长势良好的甲、乙、丙3盆植物放置在阳台上，甲盆植物定期浇适量的水，乙、丙两盆植物不浇水。15天后，甲、丙两盆植物均存活，乙盆植物枯死。对此实验，下列推论合理的是（    ）      A．乙盆植物主要因缺水枯死 B．丙盆植物没有水也可以完成整个生命周期 C．甲、丙对比说明空气在植物的生活中必不可少 D．甲、乙对比说明不同种类的植物对水的需求量相同 【答案】A 【分析】影响生物生存的非生物因素有：光、水、温度、空气、土壤等；仙人掌的叶退化成了刺，能生活在缺水的干旱环境中。 【详解】A．乙盆植物不浇水，15 天后枯死，而甲盆定期浇水存活，在其他条件相同情况下，主要就是水分差异导致乙盆植物枯死，A正确。 B．仙人掌这类植物只是耐旱，能在缺水环境下生存一段时间，但完成整个生命周期（从种子萌发、生长、开花、结果到死亡等阶段）依然需要水，B错误。 C．甲盆定期浇水存活，丙盆不浇水也存活一段时间 ，甲、丙对比主要体现的是不同植物对水分的耐受能力等差异，而不是说明空气在植物生活中必不可少（实验变量不是空气），C错误。 D．甲、乙是大小相似的同种同叶植物，甲盆浇水存活，乙盆不浇水枯死，说明同种植物生长需要一定水分，而不是不同种类植物对水的需求量相同，D错误。 故选A。 5．科学是基于寻求解释的探究过程，一般是从发现问题、提出问题开始的。下列关于探究的说法，错误的是（　　） A．实验遵循单一变量原则 B．当结果与假设不一致时，应重新实验 C．并不是所有的问题通过一次探究就能得到正确的结论 D．探究过程中可以有多个变量 【答案】D 【分析】科学探究是探索生命的重要方法，科学探究的一般过程：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。 【详解】A．实验遵循单一变量原则，即除了要研究的变量外，其他条件都应保持相同且适宜，这样才能准确地探究该变量对实验结果的影响，A正确。 B．当结果与假设不一致时，可能是实验设计有问题、操作不当或假设错误等原因，应重新审视实验过程，重新实验，B正确。 C．科学探究是一个复杂的过程，受到多种因素影响，并不是所有的问题通过一次探究就能得到正确的结论，可能需要多次重复实验和探究，C正确。 D．探究过程中应控制只有一个变量，这样才能明确该变量与实验结果之间的关系，如果有多个变量，就无法确定是哪个变量导致了实验结果的变化，不能得出正确结论，D错误。 故选D。 1．为探究“酒精对金鱼呼吸频率的影响”，同学们进行了如下探究活动： Ⅰ.选取18条大小相同、活力相当的金鱼。 Ⅱ.取6个大烧杯，分组并编号，分别加入等量的清水和不同浓度的酒精溶液；置于相同环境中。 Ⅲ.在1号烧杯中放入1条金鱼，静置1分钟后，记录其1分钟的呼吸次数，取出金鱼放回清水中；依次放入第2条和第3条金鱼，重复以上操作；求3条金鱼呼吸次数的平均值。 Ⅳ.每一组重复上述步骤。 实验数据如下： 编号 1 2 3 4 5 6 酒精浓度 0 0.5% 1% 1.5% 3% 5% 呼吸频率（每分钟呼吸的次数） 56 73 91 74 38 22 (1)你作出的合理假设是： 。 (2)每组求3条金鱼呼吸次数平均值的目的是 。 (3)根据实验数据得出的结论是：低浓度酒精对金鱼呼吸起 作用，高浓度酒精对金鱼呼吸起 作用。 (4)酗酒会对人体健康造成哪些危害？ 。 【答案】(1)酒精对金鱼的呼吸有影响 (2)避免偶然性，减小实验误差 (3) 促进 抑制 (4)肝脏损伤，消化系统损伤等 【分析】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。为确保实验组、对照组实验结果的合理性，对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态，这样做的目的是控制单一变量，便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。 【详解】（1）假设需基于实验目的，本实验是探究酒精对金鱼呼吸频率的影响，结合实际生活经验，故假设可以为酒精对金鱼的呼吸有影响。 （2）本实验各组重复实验并计算平均值的目的是为了避免偶然性，减小误差，使实验结果更准确。在科学实验中，由于各种因素的影响，单次实验的结果往往存在一定的误差。通过重复实验并计算平均值，我们可以有效地减小这种误差，提高实验结果的可靠性和准确性。 （3）根据实验数据，我们可以得出结论：低浓度酒精对金鱼呼吸起促进作用，高浓度酒精对金鱼呼吸起抑制作用。从数据中可以看出，随着酒精浓度的增加，金鱼的呼吸频率先增加后减少，说明低浓度酒精刺激了金鱼的呼吸作用，而高浓度酒精则抑制了金鱼的呼吸。 （4）酗酒会对人体健康造成多种危害，包括肝脏损伤、消化系统损伤、神经系统损伤等。这些危害都是由于酒精在人体内的代谢和毒性作用所导致的。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$