1.1.2探究实践是研究生命现象的重要途径教学设计2025-2026学年济南版生物七年级上册

该初中生物学教学设计聚焦科学探究一般环节及对照实验设计，以我国人工合成牛胰岛素成就导入激发兴趣，通过巴斯德实验动画还原过程，用问题链梳理“问题-假设-方案-实施-结论-交流”流程，搭建流程图学习支架，衔接生活现象与科学方法。 特色在于以经典实验为载体培育科学思维，通过小组合作设计番茄光照实验落实探究实践，融入我国科技成就渗透态度责任，运用动画、思维导图辅助理解，提升学生实验设计与证据分析能力，为教师提供可操作的素养导向探究教学范例。

《第二节 探究实践是研究生命现象的重要途径》教学设计 基本信息 课题 探究实践是研究生命现象的重要途径 学科及年级 初中生物，七年级上册 教材版本 济南版义务教育教科书·生物学七年级上册 【课时教材分析】 本课时选自济南版七年级上册第一章第二节“探究实践是研究生命现象的重要途径”，是学生系统学习生物学研究方法的起始课。教材以我国科学家首次人工合成牛胰岛素的重大科学成就为引子，激发学生的民族自豪感与科学探索兴趣。通过分析巴斯德肉汤腐败实验的经典案例，引导学生理解科学探究的基本流程：发现问题→作出假设→设计实验→实施实验→得出结论→表达交流。教材还介绍了观察法、实验法、调查法、文献法等常用研究方法，并强调实践在解决现实问题中的核心地位。本节内容不仅承载着方法论的教学功能，更是培养学生科学思维、实证精神和创新能力的重要载体，为后续章节中开展实验探究活动奠定理论基础和操作规范。 【课时学情分析】 七年级学生刚接触生物学，对生命现象充满好奇，具备一定的生活经验和观察能力，但尚未形成系统的科学探究意识和方法体系。他们在小学阶段可能接触过简单的实验活动，但对“变量控制”“对照实验”“假设验证”等核心概念理解模糊，容易将日常观察与科学探究混为一谈。部分学生存在“实验就是照着步骤做”的机械思维，缺乏主动提出问题和设计解决方案的能力。此外，学生逻辑推理能力和抽象思维正处于发展阶段，面对巴斯德实验中复杂的因果关系链（如瓶颈形状与微生物进入的关系）可能存在理解障碍。因此，教学中需通过真实情境创设、可视化图示辅助、小组合作讨论等方式，帮助学生逐步构建科学探究的认知框架，提升其证据意识和批判性思维水平。 【课时设计思想】 本课教学设计以“培养具有实证精神和创新素养的未来公民”为核心理念，遵循“从生活走向科学，从科学回归实践”的基本路径。采用“问题驱动—情境探究—合作建构—迁移应用”的教学模式，以“如何证明肉汤腐败是由空气中微生物引起的？”这一真实科学问题为主线，贯穿整节课。通过还原巴斯德实验的历史情境，引导学生像科学家一样思考，经历完整的探究过程。注重知识的生成性，避免直接灌输结论，而是让学生在质疑、讨论、模拟设计中自主建构对“对照实验”“变量控制”等关键概念的理解。同时融入我国科学家合成牛胰岛素的案例，强化科技报国的价值引领。最后以“阳台番茄栽培方案优化”为任务驱动，实现方法论向生活实践的迁移，体现生物学的实用性与综合性。 【教学目标】 科学观念： 1. 能说出科学探究的一般环节包括发现问题、作出假设、制订方案、实施方案、得出结论、表达交流，并理解各环节之间的逻辑关系。 2. 理解对照实验的设计原则，能识别实验中的变量（自变量、因变量、无关变量），并解释设置对照组的意义。 科学思维： 1. 能基于生活现象提出可探究的科学问题，并尝试作出符合科学事实的假设。 2. 能运用归纳与演绎的方法分析巴斯德实验的过程与结果，推理出“微生物来自空气”的结论，并评估证据的可靠性。 探究实践： 1. 能通过小组合作设计简单的对照实验方案，初步掌握控制单一变量的基本技能。 2. 能使用图表或文字准确记录实验现象，尝试对数据进行分析并形成初步结论。 态度责任： 1. 感受我国科学家在生命科学研究中的杰出贡献，增强民族自豪感和科技报国的责任意识。 2. 认识到科学探究需要严谨求实的态度、坚持不懈的精神和团队协作的品质，养成尊重证据、敢于质疑的科学态度。 【教学重难点】 【教学重点】 科学探究的一般环节；对照实验的设计原理与变量控制方法。 【教学难点】 理解巴斯德实验中S形长颈瓶的设计妙处及其在排除干扰因素中的作用；能够独立设计简单的对照实验方案。 【教学课时】 1课时（45分钟） 【教学策略】 采用议题式教学法确立核心探究问题，结合情境探究法还原历史实验场景，运用合作探究法组织小组设计实验方案，辅以讲授法精讲关键概念。倡导自主学习、合作学习与探究学习相结合的学习方式，利用PPT图示、实验动画、小组展评等多种手段促进深度学习。 【教学准备】 教师准备：多媒体课件（含图1.1-6牛胰岛素合成、图1.1-7巴斯德实验、图1-9阳台环境等教材插图）、巴斯德实验动画视频、实验设计记录单、评价量表。学生准备：教材、笔记本、笔。 【教学过程】 教学活动 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 激趣启思 一、情境对话导入，引发认知冲突 （1）、展示教材图1.1-6，讲述中国科学奇迹 教师手持教材，翻至第9页，指着图1.1-7： “同学们，请看这张珍贵的历史照片——这是1965年我国科学家在实验室里进行牛胰岛素人工合成实验的场景。经过6年零9个月的不懈努力，他们成功用非生命的化学物质合成了具有完整生物活性的蛋白质——牛胰岛素。这项成果震惊了世界，标志着人类在揭示生命本质的道路上迈出了关键一步。那么，是什么力量让科学家们能够破解生命的密码？答案就藏在‘探究’二字之中。” （2）、设问过渡，聚焦核心议题 “其实，早在一百多年前，法国科学家巴斯德就用一个看似简单的实验，解答了一个困扰人类已久的谜题：鲜美的肉汤为什么会变质发臭？有人说是肉汤自己‘生’出了小生物，也有人说这些微生物是从空气中来的。到底哪种说法正确？今天，我们就化身小小科学家，一起走进巴斯德的实验室，揭开这个谜底。” 1. 观察教材插图，聆听教师讲述，感受我国科学家的伟大成就。 2. 思考教师提出的问题，回忆生活中肉汤变质的现象，产生探究欲望。 利用我国重大科技成就激发民族自豪感，建立情感共鸣；通过生活化问题引发认知冲突，自然引出本课核心探究主题，激发学习动机。 新知探究 建构模型 一、还原经典实验，梳理探究流程 （1）、播放动画，整体感知实验过程 播放精心制作的巴斯德实验动画：画面依次呈现A瓶直颈烧瓶、B瓶S形长颈烧瓶，两瓶均装入等量肉汤并煮沸灭菌。三天后，A瓶肉汤浑浊变质，B瓶仍清澈透明。四年后，B瓶依然未变。随后镜头拉近，展示打断B瓶长颈后，肉汤迅速变质的过程。动画结束后提问：“请复述实验的主要步骤，并描述你观察到的现象。” （2）、分步解析，提炼探究环节 引导学生对照教材第9页图1.1-7，逐步分析： “第一步，科学家观察到什么现象？——肉汤放置久了会腐败。这属于科学探究的哪个环节？——发现问题。” “第二步，针对这一现象，人们提出了两种不同的看法，巴斯德认为‘微生物来自空气’，这在科学探究中叫什么？——作出假设。” “第三步，为了验证假设，他设计了A、B两个瓶子，这两个瓶子有什么不同？其他条件是否相同？——A瓶直颈，B瓶S形弯颈，其余条件都一样。这就是我们常说的‘对照实验’，其中A瓶是实验组，B瓶是对照组。” “第四步，将两瓶放在相同环境下观察变化，这是——实施方案。” “第五步，根据A瓶变质、B瓶不变质的结果，可以得出什么结论？——支持‘微生物来自空气’的假设。” “第六步，巴斯德发表论文，接受同行质疑，并用60种浸液重复实验来回应，这就是——表达交流与验证。” 随讲解在黑板绘制流程图：发现问题 → 作出假设 → 设计方案 → 实施方案 → 得出结论 → 表达交流。 （3）、深度追问，突破理解难点 “为什么S形长颈瓶能阻止微生物进入？请大家发挥想象力，如果微生物像小鸟一样会飞，直颈瓶就像一条直通天空的道路，它们可以直接飞进去；而S形长颈就像一道弯曲的屏障，空气可以流通，但携带微生物的尘埃颗粒会在弯道处因重力作用沉降下来，无法到达肉汤。这就是S形设计的精妙之处！” “当长颈被打断后，相当于拆除了屏障，微生物再次进入，导致肉汤变质。这一反一正的证据，强有力地支持了巴斯德的假设。” 1. 观看动画，认真记录实验步骤与现象。 2. 回答教师提问，尝试概括实验流程。 3. 参与讨论，理解S形瓶颈的作用机制。 4. 在笔记本上同步绘制科学探究流程图。 通过动画直观呈现复杂实验过程，降低认知负荷；采用“问题链”引导学生逐层剖析，自主归纳科学探究六环节；借助比喻化解抽象概念，帮助学生深刻理解对照实验的设计智慧。 深化理解 迁移应用 二、小组合作探究，模拟实验设计 （1）、发布任务，明确要求 “现在，我们来挑战一个新任务：小明计划在阳台上种番茄，但他担心光照不足会影响生长。请你作为科学顾问，帮他设计一个实验，验证‘光照强度是否影响番茄幼苗的生长高度’。”发放实验设计记录单，包含以下栏目：研究问题、假设、实验材料、实验步骤（含实验组与对照组设置）、预期结果。 （2）、组织小组讨论，提供思维支架 将学生分为四人小组，提示：“要设计对照实验，必须确保只有一个变量不同，其他条件都要相同。在这个实验中，我们要改变的是什么？——光照强度。那么哪些因素要保持一致？——番茄品种、花盆大小、土壤类型、浇水频率、温度等。” 巡视指导，鼓励学生画出示意图，如用台灯模拟不同光照，一组强光下，一组弱光下，其余条件完全相同。 （3）、组织展示点评，强化规范表达 邀请2-3组代表上台展示设计方案，其他同学依据评价量表（科学性、完整性、可操作性）进行点评。教师总结：“优秀的实验设计必须做到‘单一变量、等量对照、重复实验’三大原则。比如可以设置三组：全日照组、半遮阴组、全遮阴组，每组种植5株同龄幼苗，连续观察两周，测量株高取平均值，这样数据更可靠。” 1. 阅读任务卡，明确探究目标。 2. 小组分工合作，讨论并填写实验设计记录单。 3. 绘制实验装置草图，模拟变量控制。 4. 小组代表展示方案，接受同伴质疑与建议。 将方法论应用于真实生活问题，实现知识迁移；通过合作探究培养团队协作能力；借助展评活动促进批判性思维发展，巩固对照实验的核心设计理念。 拓展延伸 联系实际 三、回归教材案例，感悟科学精神 （1）、重温小明移栽番茄案例 引导学生翻回教材第12页“分析讨论”栏目：“我们再来看小明移栽番茄的故事。他先是查阅资料了解番茄需求，再勘察阳台环境，然后拟定初步方案，听取家人意见后修订完善。这个过程其实就是一个典型的‘实践解决问题’的路径：现实需求→信息收集→方案设计→征求意见→优化改进→实施方案。” 提问：“这与科学探究的流程有哪些相似之处？又有什么不同？” 归纳：“两者都强调基于证据做决策，但实践活动更注重可行性、经济性和人文因素，体现了多学科融合的特点。” （2）、升华价值，培育科学态度 “无论是巴斯德几十年如一日的实验验证，还是我国科学家六年磨一剑的人工合成，都告诉我们：真正的科学发现从来不是灵光乍现，而是建立在严谨设计、反复验证、勇于质疑的基础之上。希望同学们也能在今后的学习中，保持好奇心，敢于提问，善于动手，用科学的方法去认识这个世界。” 1. 阅读教材案例，对比科学探究与实践解决问题的异同。 2. 思考并回答教师提问，理解科学研究的严谨性与持久性。 3. 反思自身学习态度，树立实事求是的科学观。 关联教材前后内容，构建知识网络；通过比较分析提升元认知能力；渗透科学史教育，弘扬科学家精神，落实立德树人根本任务。 课堂小结 巩固提升 四、思维导图梳理，形成知识结构 （1）、引导学生共同构建板书框架 “今天我们学到了什么？谁能用一句话概括？” 在学生回答基础上，师生共同完善板书： 核心问题：如何研究生命现象？ 方法路径：探究 + 实践 探究流程：问题→假设→方案→实施→结论→交流 关键方法：对照实验（单一变量、等量对照） 实践路径：需求→调研→设计→优化→执行 科学精神：求真、务实、坚持、合作 1. 主动发言，总结本课所学。 2. 完善笔记，形成个性化知识结构图。 帮助学生系统梳理知识脉络，强化记忆；通过参与式小结提升归纳能力，实现由零散知识向结构化认知的转变。 【作业设计】 一、基础巩固题 1. 填空：科学探究一般包括________、________、制订方案、实施方案、________、表达交流等主要环节。 2. 判断：在对照实验中，除了要研究的变量外，其他条件应尽量保持相同。（ ） 3. 简答：巴斯德实验中，为什么要将B瓶的长颈打断？这样做有什么意义？ 二、拓展探究题 设计一个实验，探究“水分多少对绿豆种子萌发的影响”。请写出你的实验方案，包括： （1）提出的问题： （2）作出的假设： （3）实验材料： （4）实验步骤（注明实验组与对照组）： （5）预期结果： 三、阅读推荐 查阅资料，了解“鹅颈瓶实验”的更多细节，并写一段话介绍巴斯德对微生物学的贡献（不少于100字）。 【板书设计】 第二节 探究实践是研究生命现象的重要途径 ┌──────────────┐ │ 核心问题：如何研究生命现象？ │ └──────────────┘ ↓ ┌─────────────┐ │ 方法路径：探究 + 实践 │ └─────────────┘ ↓ ↓ ┌─────────┐ ┌──────────┐ │ 科学探究流程 │ │ 实践解决问题路径 │ └─────────┘ └──────────┘ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 发现问题 → 作出假设 → 设计方案 → 实施方案 → 得出结论 → 表达交流 ↑ 对照实验：单一变量、等量对照 ↑ 经典案例：巴斯德肉汤实验 现实需求 → 信息收集 → 方案设计 → 征求意见 → 优化改进 → 实施执行 科学精神：求真 务实 坚持 合作 【教学反思】 本节课以“巴斯德实验”为核心载体，成功构建了科学探究方法的认知框架。通过动画演示与层层设问，多数学生能够准确说出探究六环节，并理解对照实验的设计精髓，尤其是在解释S形瓶颈作用时，学生表现出浓厚兴趣和较强的理解力。小组实验设计环节充分调动了学生的主动性，部分小组能提出设置多梯度光照、增加重复样本等优化建议，反映出较高的思维品质。然而，仍有少数学生在区分“假设”与“结论”时存在混淆，未来需加强逻辑训练。此外，课堂时间较为紧张，展评环节未能让更多小组充分展示，下次可考虑压缩导入时间或采用小组互评方式提高效率。总体而言，本课较好实现了知识传授与素养培育的统一，为后续实验课打下了坚实基础。 学科网（北京）股份有限公司 $