1.1.3 生物学研究的基本方法 教学设计—2026-2027学年北师大版生物七年级上册

该初中生物学教学设计聚焦“生物学研究的基本方法”，核心为实验法的7个步骤及对照、单一变量、重复原则。通过播放科学家实验短视频导入，引导学生结合已有知识说出观察、调查等方法，搭建从生活认知到科学方法的学习支架。 此资料以核心素养为统领，通过响尾蛇追寻猎物案例分析培养科学思维，小组设计“光照对鼠妇分布影响”实验强化探究实践，结合科学家事迹渗透态度责任。运用案例研讨、模拟实验等学科特色方法，配合动画及实验任务单，助力学生掌握实验设计，为教师提供互动性强的教学方案。

1.1.3 生物学研究的基本方法 教学设计 一、教学基本信息 学情分析：七年级学生刚接触生物学科，对生物学研究充满好奇心，但对科学探究的方法和步骤缺乏系统认识。学生具备基础的观察能力和动手能力，但实验设计能力、变量控制意识较弱。需要通过经典案例分析和模拟实验设计，引导学生理解实验法的基本步骤和原则，培养科学探究能力。 教学理念：以学生为主体、教师为主导，全程穿插师生活动，通过经典案例分析、小组讨论、模拟实验设计等方式，让学生在真实探究情境中理解生物学研究的基本方法，培养科学思维和探究实践能力。 二、核心素养教学目标 1. 生命观念 通过学习生物学研究的基本方法，认识到生物学是一门以实验为基础的自然科学，树立科学的生命观和世界观，理解生命现象可以通过科学方法进行探究和解释。 2. 科学思维 通过分析响尾蛇追寻猎物的经典实验，培养归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等科学思维能力，理解对照实验和单一变量原则的逻辑内涵，能够运用科学思维分析实验设计的合理性。 3. 探究实践 掌握实验法研究的一般步骤（提出问题、收集信息、作出假设、设计方案、实施实验、分析现象、得出结论），能够识别实验中的自变量、因变量和无关变量，设计简单的对照实验，培养科学探究能力和实践操作能力。 4. 态度责任 认识科学探究需要严谨求实的科学态度和坚持不懈的探索精神，培养热爱科学、勇于探究的品质，增强用科学方法解决实际问题的社会责任意识，树立实事求是、尊重证据的科学精神。 三、教学重难点 重点：实验法研究的一般步骤（7步）；对照实验的设计原则（对照原则、单一变量原则、重复原则）。 难点：理解对照实验中自变量、因变量、无关变量的关系；能够针对具体生物学问题设计合理的实验方案。 四、教学准备 多媒体课件（响尾蛇追寻猎物实验动画、生物学研究方法图片）、实验设计任务单、鼠妇/黄粉虫等实验材料（可选） 五、教学过程 （一）情境导入（5分钟） 教师活动：播放一段科学家进行生物学实验的短视频（如达尔文观察生物、袁隆平进行杂交水稻实验），展示生物学研究的多样场景，提问引导："同学们，生物学家是如何研究生命现象的？他们使用了哪些方法？你觉得生物学研究最重要的方法是什么？" 学生活动：认真观看视频，结合已有知识自由发言，说出观察、实验、调查等方法，表达对生物学研究的理解。 师生互动总结：教师梳理学生发言，肯定学生的思考，顺势导入新课：生物学研究的方法有很多种，包括观察法、调查法、实验法、分类法、测量法、文献法、比较法等，其中实验法是现代生物学研究的重要方法。今天我们就一同学习1.1.3《生物学研究的基本方法》，重点探究实验法的基本步骤和原则。 （二）新知讲授与互动探究（32分钟） 模块1：生物学研究的常用方法（6分钟） 教师活动：展示一组生物学研究场景图片（野外观察、问卷调查、实验室实验、生物分类、标本测量、查阅文献），提问："这些图片分别对应哪种生物学研究方法？你能说出每种方法的特点吗？" 学生活动：观察图片，思考并回答，尝试说出观察法、调查法、实验法、分类法、测量法、文献法等方法的特点。 教师活动：结合学生回答，归纳讲解生物学研究的常用方法：①观察法——在自然状态下，研究者用自己的感官或借助工具，对客观事物进行系统的感知、考察和描述；②调查法——为了达到设想的目的，制定计划，全面或比较全面地收集研究对象某一方面情况的各种材料，并作出分析、综合，得到结论；③实验法——利用特定的材料和器具，通过有目的、有步骤的实验操作和观察、记录、分析，发现或验证科学结论；④其他方法——分类法、测量法、文献法、比较法等。强调：实验法是现代生物学研究的重要方法，它通过控制变量来探究因果关系，是科学探究的核心方法。追问："你能举出一个用实验法进行生物学研究的例子吗？" 学生活动：思考并举例，如探究种子萌发的条件、探究光对鼠妇生活的影响等。 师生共同总结：教师点评学生举例，强调实验法的核心是通过控制条件来验证假设，接下来我们将通过一个经典实验来学习实验法的具体步骤。 模块2：经典案例分析——响尾蛇是如何追寻猎物的（10分钟） 教师活动：展示响尾蛇图片和"响尾蛇是如何追寻它放走的猎物的"实验背景资料，讲解：响尾蛇是一种毒蛇，它在捕食时，会先咬伤猎物，然后放走猎物，等猎物中毒死亡后再去追寻。科学家提出了一个问题：响尾蛇是根据什么标记去追寻受伤的猎物的？提问："如果你是科学家，你会作出怎样的假设？" 学生活动：阅读资料，思考并作出假设，可能的假设包括：响尾蛇根据视力追寻、根据气味追寻、根据毒液的气味追寻、根据猎物的体温追寻等。 教师活动：肯定学生的假设，讲解科学家的假设：响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻受伤的猎物的。然后展示实验设计：①分组编号：取一只被响尾蛇袭击而中毒死亡的老鼠（A组）和一只没被响尾蛇袭击过的死老鼠（B组）；②形成对照：分别用A、B两只死老鼠，沿着事先设定的弯曲路径，拖行一段较长的路程；③在相同条件下进行实验：让同一条响尾蛇分别去追寻两只死老鼠。提问引导："这个实验中，两只老鼠的唯一区别是什么？为什么要这样设计？哪一组是实验组，哪一组是对照组？" 学生活动：观察实验设计，小组讨论，回答：唯一区别是老鼠是否被响尾蛇袭击中毒；这样设计是为了形成对照实验，排除其他因素的干扰；A组（被袭击的老鼠）是实验组，B组（未被袭击的老鼠）是对照组。 教师活动：点评学生回答，讲解实验结果：响尾蛇只追寻A组（被袭击中毒的）老鼠，而不追寻B组老鼠。提问："根据实验结果，我们能得出什么结论？" 学生活动：分析实验结果，得出结论：响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻受伤的猎物的。 师生共同总结：教师梳理，通过这个经典实验，我们看到了科学探究的完整过程。接下来我们来总结实验法研究的一般步骤。 模块3：实验法研究的一般步骤（8分钟） 教师活动：引导学生回顾响尾蛇实验的过程，提问："刚才的响尾蛇实验，科学家经历了哪些步骤？请大家按照顺序说一说。" 学生活动：回顾实验过程，尝试按顺序说出实验步骤：提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、得出结论等。 教师活动：结合学生回答，系统讲解实验法研究的7个一般步骤：①发现并提出问题——科学探究始于观察和疑问，问题要用疑问句表述；②收集与问题相关的信息——通过查阅文献、观察、调查等方式收集信息，为作出假设提供依据；③作出假设——根据已有知识和收集的信息，对问题的答案提出可能的设想，假设要用肯定句表述；④设计实验方案——包括选择材料、设计方法步骤、设置对照、控制变量等；⑤实施实验并记录——按照实验方案进行操作，认真观察并记录实验现象和数据；⑥分析实验现象——对实验记录进行整理、分析，判断实验结果是否支持假设；⑦得出结论——根据实验分析结果，总结出科学结论。进一步强调：如果实验结果不支持假设，需要重新作出假设或修改实验方案，再次进行实验。提问："在这7个步骤中，你认为最关键的是哪一步？为什么？" 学生活动：思考并回答，说出自己认为最关键的步骤及理由，如设计实验方案是关键，因为它决定了实验的科学性和可靠性。 师生共同总结：教师点评，强调每一个步骤都很重要，其中设计实验方案是核心，需要遵循科学的原则。接下来我们学习实验设计的基本原则。 模块4：实验设计的基本原则——对照、单一变量、重复（8分钟） 教师活动：回顾响尾蛇实验的设计，提问："在响尾蛇实验中，科学家是如何保证实验结果的可靠性的？他们遵循了哪些原则？" 学生活动：回顾实验设计，思考并回答，说出设置对照、控制变量等做法。 教师活动：结合学生回答，系统讲解实验设计的三大基本原则：①对照原则——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以外，其他条件都相同的实验，叫做对照实验。对照实验分为实验组和对照组，实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组是不接受实验变量处理的对象组。②单一变量原则——在一组对照实验中，只能有一个变量（即要研究的条件），其他条件都应保持相同且适宜。变量分为自变量（实验中人为改变的条件）、因变量（随着自变量变化而变化的变量）、无关变量（除自变量外，可能影响实验结果的其他因素，需要保持相同且适宜）。③重复原则——在同样条件下重复实验多次，或设置多个实验对象，以减少实验误差，避免偶然因素的影响，提高实验结果的可靠性。进一步组织"实验设计小挑战"：给出探究问题"光照对鼠妇分布有影响吗？"，让学生分组设计实验方案，指出自变量、因变量、无关变量，以及实验组和对照组。 学生活动：小组合作，设计实验方案，明确变量和对照，展示分享设计方案。 师生共同总结：教师点评各组的实验设计，纠正常见错误（如变量不唯一、没有设置对照、样本数量太少等），强调科学的实验设计是得出可靠结论的前提。鼓励学生在今后的生物学学习中，勇于提出问题，善于设计实验，用科学的方法探究生命的奥秘。 （三）课堂练习与巩固（5分钟） 教师活动：出示3道课堂练习题，引导学生独立完成后同桌互查。1.在探究"温度对霉菌生活的影响"实验中，实验变量是（ ）A.湿度 B.温度 C.光照 D.空气 2.下列关于对照实验的说法，正确的是（ ）A.对照实验可以有多个变量 B.对照组和实验组的所有条件都不同 C.除实验变量外，其他条件都应相同且适宜 D.重复实验会增加误差 3.简述实验法研究的一般步骤。 学生活动：独立完成练习，同桌互查纠错，主动分享答案和解题思路。 师生互动：教师公布答案（1.B 2.C），针对第3题的答题规范进行讲解，强调按7个步骤的顺序完整作答，纠正遗漏步骤或顺序错误的问题。 （四）课堂小结（3分钟） 教师活动：引导学生回顾本节课知识框架，用提问方式串联知识点："今天我们学习了生物学研究的基本方法，谁能说说实验法研究包括哪几个步骤？实验设计需要遵循哪些原则？" 学生活动：回顾所学，主动发言，用自己的话总结本节课核心内容。 师生共同总结：教师完善总结，形成知识脉络：生物学研究方法（观察法、调查法、实验法等）→实验法7步骤（提出问题→收集信息→作出假设→设计方案→实施实验→分析现象→得出结论）→实验设计三原则（对照、单一变量、重复）。鼓励学生在今后的学习和生活中，运用科学的方法探究问题，培养严谨求实的科学态度和勇于探索的科学精神。 六、板书设计 1.1.3 生物学研究的基本方法 一、生物学研究的常用方法 观察法、调查法、实验法（重要方法）、分类法、测量法、文献法、比较法 二、实验法研究的一般步骤（7步） 1.发现并提出问题 2.收集与问题相关的信息 3.作出假设 4.设计实验方案 5.实施实验并记录 6.分析实验现象 7.得出结论 三、实验设计的基本原则 1.对照原则（实验组+对照组） 2.单一变量原则（自变量、因变量、无关变量） 3.重复原则（减少误差，避免偶然） 七、教学反思 本节课通过经典案例分析、小组讨论、实验设计挑战等多种师生互动方式，学生参与度较高，对实验法的基本步骤和对照实验原则理解较为深入。响尾蛇经典实验的运用有效激发了学生的探究兴趣。但部分学生在"实验设计小挑战"中，对自变量、因变量、无关变量的区分仍不够清晰，后续应加强变量分析的专项训练。课堂练习中发现学生对实验法7个步骤的记忆不够牢固，需通过口诀和反复练习强化记忆。如果条件允许，可在课后安排"探究光照对鼠妇分布的影响"实际实验，让学生在动手操作中深化对实验法的理解。 学科网（北京）股份有限公司 $