1.1.2 生物学的研究方法 第1课时 观察法和调查法（导学案）生物北京版2024七年级上册

1.1.2 生物学的研究方法（导学案） 第一课时 【知识目标】 1.知道观察法是生物学研究的基本方法。 2.知道调查法，能区分观察法和调查法。 3.观察生物标本，描述标本的特征。体验归纳科学研究方法的基本过程。 4.体验科学探究中要实事求是，要严谨认真，要有合作精神。 【素养目标】 1.科学思维 ◦ 对比李时珍采集药物标本与现代工具观察案例，归纳观察法的共性与发展（如工具革新提升精度）。 ◦ 通过分析"森林资源清查"案例，理解抽样调查的统计逻辑。 2.科学探究 ◦ 在叶片观察活动中，体验"假设→验证→修正"的探究流程（如用放大镜验证肉眼观察结果）。 ◦ 小组合作设计调查路线，强化方案可行性与分工协作能力。 3.科学态度与社会责任 ◦ 结合《本草纲目》编写历程，体会科学家"严谨记录、长期坚持"的实证精神。 ◦ 讨论人口普查数据的社会意义，关注生物学方法在资源管理中的应用价值。 【学习重点】 1.观察法和调查法的概念、要点及应用； 2.区分观察法和调查法； 3.生物的归类方法 【学习难点】 1.掌握观察的六大要点并在实践中运用； 2.设计科学合理的调查方案及生物调查表 1．生物学研究通常从观察开始 （1）观察是生物学研究的基本方法，指人们通过看、听、嗅、触摸等多种不同的方式感知、认识和研究生物。 （2）应用观察法研究生物学问题时，观察的目的要明确；要运用视觉、触觉、听觉和嗅觉等多种不同感知方式；要有一定的观察顺序，步骤清楚；要全面、准确地记录；要在观察中随时记录发现和思考的问题；对于持续时间较长的观察要有耐心。 （3）调查也是生物学研究常用的方法之一。例如，对某区域生物种类与数量的统计、中小学生健康状况调查等。 一、问题探究→观察法与调查法 观察法相关探究 1.请查阅资料，了解除了本节课提到的显微镜、望远镜、放大镜、远红外相机、北斗定位追踪器、摄像机等观察工具外，还有哪些现代先进的观察工具被应用于生物学研究中，它们各自的作用是什么？ 例如：流式细胞仪：可快速、精确地对大量单细胞或其他生物颗粒的多种物理及化学特性进行定量分析与分选。例如在免疫学研究中，能根据细胞表面的特异性抗原标记，对不同类型的免疫细胞进行分类计数，帮助研究人员了解免疫细胞的组成和功能状态，辅助疾病的诊断（如白血病的分型诊断）和免疫相关疾病机制的探究。此外还有原子力显微镜（AFM）、冷冻电子显微镜（冷冻电镜，Cryo - EM）等。 2.对比李时珍采集药物标本和现代科学家利用先进工具进行生物观察，分析观察法在不同时代的共性和发展变化，思考工具革新对生物学研究的重要意义。 共性：李时珍采集药物标本和现代科学家利用先进工具进行生物观察，目的都是并且基于观察事实上获取关于生物的准确信息。 发展变化：观察范围拓展、观察精度提升、观察效率提高 思考工具革新对生物学研究的重要意义有推动新发现、提高研究准确性、加速研究进程等。 调查法相关探究 1.以“森林资源清查”为例，深入分析抽样调查的统计逻辑。如果要对一片大面积的森林进行树木种类和数量的调查，如何设计抽样调查方案才能使结果更准确可靠？ （1）确定抽样总体：明确待调查森林的全部树木为总体。 （2）划分抽样单元：将森林按地理区域划分成若干等面积样地作为抽样单元。 （3）选择抽样方法： ◦ 简单随机抽样：对样地编号，随机抽取样本。 ◦ 分层抽样：若森林有明显区域差异（如不同海拔、坡向），先分层再在层内随机抽样。 （4）确定样本量：依据总体变异程度、允许误差和置信水平计算合适样本量。 （5）实地调查：按统一标准调查抽中样地的树木种类和数量。 （6） 数据处理与推断：汇总数据，计算样本统计量，推断总体情况并评估可靠性。 2.讨论人口普查数据对社会发展的重要意义，查阅资料了解人口普查数据在资源管理、政策制定等方面的具体应用案例。 重要意义：掌握人口数量、结构等基本信息。 ◦ 为人口、教育、就业等政策制定提供依据。 ◦ 促进公共资源合理配置。 应用案例：资源管理、政策制定 二、问题思考→观察法与调查法 观察法思考 1.生物学研究的最基本方法是什么？为什么说观察和实验是生物学研究的最基本方法？ 生物学研究的最基本方法是观察法和实验法 。 通过观察，可以直接感知生物的形态、结构、生活习性、行为等特征。比如观察植物的开花过程、动物的捕食行为等，能为进一步的研究提供基础和线索，生物学研究往往始于观察。 实验法是在控制条件下，对研究对象进行观察和分析的方法。它可以验证观察到的现象和提出的假设，通过人为地改变某些因素，观察这些因素对生物的影响，从而揭示生命活动的规律。所以观察和实验是探索生命现象和生命活动规律的重要手段，是生物学研究的最基本方法。 2.认识自然现象可能需要哪些方式？为什么需要综合运用这些方式？ 可能需要的方式：观察、实验、调查、查阅资料等。 综合运用的原因：不同的方式各有优缺点。观察能获取直观信息，但可能不够深入；实验可以控制变量得出准确结论，但有些现象难以在实验条件下重现；调查能获取较大范围的信息，但可能存在误差；查阅资料可以借鉴前人的研究成果，但资料可能存在过时或不准确的情况。综合运用这些方式，可以相互补充，更全面、准确地认识自然现象。例如研究某种濒危动物的生存状况，既要实地观察其栖息地和行为，又可以通过调查周边居民了解相关信息，还需要查阅历史资料了解其种群数量变化，必要时开展实验研究其对环境变化的适应能力。 3.在观察叶片时，先用肉眼观察，再用放大镜观察，最后摸一摸、闻一闻，这样做的好处是什么？ 肉眼观察：可以对叶片的整体形态、大小、颜色、叶形等有一个初步的、宏观的认识，了解叶片的大致特征。 放大镜观察：能更清晰地观察到叶片的一些细节，如叶脉的分布、叶片表面的纹理等，比肉眼观察更细致。 摸一摸：可以感受叶片的质地，是光滑的还是粗糙的，是厚实的还是薄的等，从触觉方面获取信息。 闻一闻：能了解叶片是否有特殊气味，这些气味信息也有助于对叶片所属植物种类等方面的判断。多种观察方式结合，能从不同角度全面获取叶片的信息，对叶片有更深入、更完整的认识。 4.观察需要进行测量，测量不同物理量分别需要哪些工具？例如测量质量、长度、温度、酸碱度分别用什么工具？ 测量质量：常用托盘天平（在实验室中），日常生活中也会用到电子秤等。 测量长度：直尺、卷尺、游标卡尺（测量精度要求较高时使用）等。 测量温度：温度计（如玻璃液体温度计、数字温度计等 ）。 测量酸碱度：pH试纸（能粗略测量酸碱度）、pH计（可精确测量溶液的酸碱度）。 调查法思考 1.调查是科学探究的常用方法之一，以下哪些属于调查？哪些不属于调查？请说明理由。 全国人口普查 观察蜘蛛结网 森林资源清查 抽样了解某市学生近视情况 全国人口普查是对全国人口信息的全面收集、森林资源清查是对森林资源情况的收集统计、抽样了解某市学生近视情况是通过抽样推断整体近视情况，属于调查 观察蜘蛛结网仅为对蜘蛛结网行为的观察，不属于调查 2.在“调查校园生物种类”的活动中，为什么选择合适的调查路线、设计生物调查表格、做好归类和整理是可取的，而只记录个人喜好的生物是不可取的？ 合适路线可全面覆盖校园区域，避免遗漏生物种类。 ◦ 调查表格使记录规范清晰，便于后续分析。 ◦ 归类整理能清晰呈现生物多样性，利于总结结果。 只记录个人喜好生物不可取的原因：会使调查结果不客观、不完整，无法真实反映校园生物多样性。 3.如果在调查过程中，调查范围过大，不能逐一调查时应该怎么处理？ 采用抽样调查，从总体中抽取有代表性的样本进行调查，再推断总体情况。 1.生物学研究的最基本方法是 （ ） A. 解剖和分析 B. 探究和实践 C. 观察和实验 D. 取样和实验 【答案】C 【解析】观察和实验是生物学研究的最基本方法。观察可以让我们直接获取生物的信息，而实验则可以验证我们的假设和推测。解剖和分析、探究和实践、取样和实验都属于生物学研究的方法，但不是最基本的方法。所以答案选C。 2.认识自然首先要学会观察，你觉得认识自然现象可能需要（ ） ①用眼睛看 ②用脑思考 ③用仪器和工具 A. 只有① B. 只有② C. 只有③ D. ①②③都是 【答案】D 【解析】认识自然现象需要综合运用多种方式。用眼睛看可以直接获取自然现象的直观信息；用脑思考可以对观察到的现象进行分析和总结；用仪器和工具可以帮助我们更深入、更准确地观察自然现象。所以①②③都是认识自然现象可能需要的，答案选D。 3.调查是科学探究常用的方法之一。下列不属于调查的是( ) A. 全国人口普查 B. 观察蜘蛛结网 C. 森林资源清查 D. 抽样了解某市学生近视情况 【答案】B 【解析】调查是为了达到设想的目的，制定某一计划全面或比较全面地收集研究对象的某一方面情况的各种材料，并作出分析、综合，得到某一结论的研究方法。全国人口普查是对全国人口情况的全面调查；森林资源清查是对森林资源的调查；抽样了解某市学生近视情况是通过抽样的方式对学生近视情况进行调查。而观察蜘蛛结网是对蜘蛛行为的观察，不属于调查范畴，故答案选B。 4.在“调查校园生物种类”的活动中，下列做法不可取的是（ ） A. 选择合适的调查路线 B. 只记录个人喜好的生物 C. 设计生物调查表格 D. 做好归类和整理 【答案】B 【解析】在进行“调查校园生物种类”活动时，选择合适的调查路线能够更全面、有序地进行调查；设计生物调查表格便于记录调查到的生物信息；做好归类和整理可以使调查结果更清晰、有条理。而只记录个人喜好的生物会导致调查结果不全面，不能真实反映校园生物的种类情况，所以这种做法不可取，答案选B。 难点回顾与反思 1.回顾观察的六大要点，思考在实际观察生物时，哪一点最难做到？为什么？  分析：观察的六大要点包括目的要明确；运用视觉、触觉、听觉、嗅觉等多种不同感知方式；有一定的观察顺序，步骤清楚；记录要全面准确，要在观察中随时记录；发现和思考的问题；对持续时间较长的观察要有耐心。不同的人可能觉得不同的要点最难做到。例如，有人可能觉得“对持续时间较长的观察要有耐心”最难，因为长时间集中注意力进行观察容易使人感到疲倦和厌烦；有人可能觉得“记录要全面准确，要在观察中随时记录”较难，因为在观察过程中可能会因为专注于观察而忘记及时记录，或者难以准确描述观察到的现象。 2.设计科学合理的调查方案及生物调查表是本节课的难点之一。请思考在设计调查方案时，需要考虑哪些因素才能保证方案的科学性和合理性？  分析：设计调查方案时，需要考虑以下因素： 明确调查目的：确定为什么要进行调查，要调查什么内容。 确定调查对象：明确要调查的生物或事物的范围。 选择调查方法：根据调查对象和目的，选择合适的调查方法，如普查或抽样调查。 设计调查路线：确保能够全面、有序地观察到调查对象。 合理分组：根据调查的工作量和学生的实际情况进行合理分组，明确每个组员的任务。 制定记录方法：设计科学合理的生物调查表，确保能够准确记录调查到的信息。 考虑时间和资源：合理安排调查时间，确保有足够的时间完成调查；同时要考虑所需的资源，如工具、材料等。 拓展阅读 阅读关于李时珍编写《本草纲目》的详细故事，了解他在观察和研究药物过程中遇到的困难以及他是如何克服的。思考从李时珍的事迹中，我们可以学习到哪些科学精神和研究方法？  要点：李时珍编写《本草纲目》时，亲自到各地采集药物标本，不畏艰难险阻，走遍了大江南北。他在观察药物时，不仅用眼睛看，还亲自品尝药物的味道，感受药物的功效。他对每一种药物都进行了详细的记录和研究，经过近三十年的努力，终于完成了这部伟大的著作。从李时珍的事迹中，我们可以学习到他严谨认真、实事求是的科学精神，以及长期坚持、勇于实践的研究方法。 能力提升 1.选择一种常见的植物或动物，运用观察法进行观察，并按照观察的六大要点进行记录。观察结束后，撰写一份观察报告，包括观察目的、观察方法、观察结果和结论等内容。 要点：观察目的：明确要观察的植物或动物的特征、行为等方面。 观察方法：说明使用的观察工具（如肉眼、放大镜等）和观察方式（如直接观察、测量等）。 观察结果：详细记录观察到的现象，包括植物的形态、颜色、结构，动物的行为、习性等。 结论：根据观察结果，总结出所观察的植物或动物的特点。 2.假设要调查学校周边公园内的生物种类，请设计一份科学合理的调查方案和生物调查表。  要点：调查方案： 调查目的：了解学校周边公园内的生物种类。 调查对象：公园内的所有生物。 调查方法：采用普查和抽样调查相结合的方法。 调查路线：设计一条能够覆盖公园主要区域的调查路线。 分组安排：将学生分成若干小组，每组负责不同的区域。 时间安排：选择合适的时间进行调查，如周末或节假日。 工具准备：准备好放大镜、望远镜、相机、笔记本等工具。 生物调查表： 调查人班级 调查地点：学校周边公园 调查时间 天气情况 生物名称 数量 生活环境 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.1.2 生物学的研究方法（导学案） 第一课时 【知识目标】 1.知道观察法是生物学研究的基本方法。 2.知道调查法，能区分观察法和调查法。 3.观察生物标本，描述标本的特征。体验归纳科学研究方法的基本过程。 4.体验科学探究中要实事求是，要严谨认真，要有合作精神。 【素养目标】 1.科学思维 ◦ 对比李时珍采集药物标本与现代工具观察案例，归纳观察法的共性与发展（如工具革新提升精度）。 ◦ 通过分析"森林资源清查"案例，理解抽样调查的统计逻辑。 2. 科学探究 ◦ 在叶片观察活动中，体验"假设→验证→修正"的探究流程（如用放大镜验证肉眼观察结果）。 ◦ 小组合作设计调查路线，强化方案可行性与分工协作能力。 3. 科学态度与社会责任 ◦ 结合《本草纲目》编写历程，体会科学家"严谨记录、长期坚持"的实证精神。 ◦ 讨论人口普查数据的社会意义，关注生物学方法在资源管理中的应用价值。 【学习重点】 1.观察法和调查法的概念、要点及应用； 2.区分观察法和调查法； 3.生物的归类方法 【学习难点】 1.掌握观察的六大要点并在实践中运用； 2.设计科学合理的调查方案及生物调查表 1．生物学研究通常从观察开始 （1） 是生物学研究的基本方法，指人们通过 、 、 、 等多种不同的方式感知、认识和研究生物。 （2）应用观察法研究生物学问题时，观察的 要明确；要运用 、 、 和 等多种不同感知方式；要有一定的 ，步骤清楚；要 、 地记录；要在观察中随时记录发现和思考的问题；对于持续时间较长的观察要 。 （3） 也是生物学研究常用的方法之一。例如，对某区域生物种类与数量的统计、中小学生健康状况调查等。 一、问题探究→观察法与调查法 观察法相关探究 1.请查阅资料，了解除了本节课提到的显微镜、望远镜、放大镜、远红外相机、北斗定位追踪器、摄像机等观察工具外，还有哪些现代先进的观察工具被应用于生物学研究中，它们各自的作用是什么？ 2.对比李时珍采集药物标本和现代科学家利用先进工具进行生物观察，分析观察法在不同时代的共性和发展变化，思考工具革新对生物学研究的重要意义。 调查法相关探究 1.以“森林资源清查”为例，深入分析抽样调查的统计逻辑。如果要对一片大面积的森林进行树木种类和数量的调查，如何设计抽样调查方案才能使结果更准确可靠？ 2.讨论人口普查数据对社会发展的重要意义，查阅资料了解人口普查数据在资源管理、政策制定等方面的具体应用案例。 二、问题思考→观察法与调查法 观察法思考 1.生物学研究的最基本方法是什么？为什么说观察和实验是生物学研究的最基本方法？ 2.认识自然现象可能需要哪些方式？为什么需要综合运用这些方式？ 3.在观察叶片时，先用肉眼观察，再用放大镜观察，最后摸一摸、闻一闻，这样做的好处是什么？ 4.观察需要进行测量，测量不同物理量分别需要哪些工具？例如测量质量、长度、温度、酸碱度分别用什么工具？ 调查法思考 1.调查是科学探究的常用方法之一，以下哪些属于调查？哪些不属于调查？请说明理由。 全国人口普查 观察蜘蛛结网 森林资源清查 抽样了解某市学生近视情况 2.在“调查校园生物种类”的活动中，为什么选择合适的调查路线、设计生物调查表格、做好归类和整理是可取的，而只记录个人喜好的生物是不可取的？ 3.如果在调查过程中，调查范围过大，不能逐一调查时应该怎么处理？ 1.生物学研究的最基本方法是 （ ） A. 解剖和分析 B. 探究和实践 C. 观察和实验 D. 取样和实验 2.认识自然首先要学会观察，你觉得认识自然现象可能需要（ ） ①用眼睛看 ②用脑思考 ③用仪器和工具 A. 只有① B. 只有② C. 只有③ D. ①②③都是 3.调查是科学探究常用的方法之一。下列不属于调查的是( ) A. 全国人口普查 B. 观察蜘蛛结网 C. 森林资源清查 D. 抽样了解某市学生近视情况 4.在“调查校园生物种类”的活动中，下列做法不可取的是（ ） A. 选择合适的调查路线 B. 只记录个人喜好的生物 C. 设计生物调查表格 D. 做好归类和整理 难点回顾与反思 1.回顾观察的六大要点，思考在实际观察生物时，哪一点最难做到？为什么？ 2.设计科学合理的调查方案及生物调查表是本节课的难点之一。请思考在设计调查方案时，需要考虑哪些因素才能保证方案的科学性和合理性？  拓展阅读 阅读关于李时珍编写《本草纲目》的详细故事，了解他在观察和研究药物过程中遇到的困难以及他是如何克服的。思考从李时珍的事迹中，我们可以学习到哪些科学精神和研究方法？  能力提升 1.选择一种常见的植物或动物，运用观察法进行观察，并按照观察的六大要点进行记录。观察结束后，撰写一份观察报告，包括观察目的、观察方法、观察结果和结论等内容。   2.假设要调查学校周边公园内的生物种类，请设计一份科学合理的调查方案和生物调查表。  / 学科网（北京）股份有限公司 $$