内容正文:
1.1.1 观察周边环境中的生物(教学设计)
课题
1.1.1 观察周边环境中的生物
课时安排
1课时
教材分析
本节是人教版2024版七年级上册第一单元第一章“认识生物”的第一节,也是学生进入中学后生物学的起始课。教材从“观察周边环境中的生物”入手,先让学生知道观察是科学探究的基本方法,再学习调查的一般方法,并以校园生物调查作为真实实践任务,为后续学习生物的特征、细胞结构等内容奠定方法基础。
课标依据:《义务教育生物学课程标准(2022年版2025年修订)》已不单设“科学探究”学习主题,观察、调查等科学方法作为“探究实践”核心素养的要求融入各学习主题之中。学习主题一“生物体的结构层次”的教学提示设有“调查与交流活动”,学习主题二“生物的多样性”的教学提示要求“充分利用本地的生物资源,组织学生识别生物的特征,尝试开展分类活动”。本节据此把观察的目的与原则、观察工具的选择、调查方案的设计与实施、抽样调查的统计与交流作为核心内容,为全册的探究实践打基础。
与旧教材相比,本节把调查周边环境中的生物由单纯的方法介绍改为任务驱动式实践,突出真实情境与记录规范,并新增外来入侵物种的提示,强调观察记录要服务于保护生物多样性意识的培养。中考常以设计调查方案、判断抽样调查是否合理、评价观察记录是否规范等形式命题,多与实验探究题结合考查。
核心
素养目标
生命观念:通过观察和调查校园中的生物,认识到生物的种类多样、分布与环境密切相关,初步形成生物与环境相互联系、相互影响的观念。
科学思维:通过比较肉眼与放大镜、显微镜的观察效果,学会依据观察目的选择合适工具;通过分析两份调查方案的差异,理解全面调查与抽样调查的适用条件及随机取样的必要性。
探究实践:能与人合作设计一份校园生物调查方案,按统一路线和记录表完成实地调查,并对所获数据进行分类统计与交流汇报。
态度责任:在观察与调查中做到实事求是、如实记录,爱护校园生物,不采摘、不践踏,注意活动安全,并关注加拿大一枝黄花、水葫芦等外来入侵物种的危害。
重点
和难点
教学重点:观察的基本要求和调查的一般方法。突破策略:以给校园植物挂名牌的真实任务贯穿,借四组工具观察同一片叶子的对比照片建立“观察要有明确目的”的认识,再通过两份调查方案对比归纳调查步骤与随机取样要求。
教学难点:抽样调查中随机取样的意义和调查记录的规范如实。突破策略:出示只统计开花植物、不认识就写小草两个错误方案,组织学生逐条挑错并修改,让学生在纠错中理解样本随机与记录规范对结论可靠性的影响。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
导入新课
教师出示学校绿化带的三张照片和一段短视频:同一片花坛,春天开着蒲公英,夏天长出狗尾草,秋天结满苍耳。随后呈现真实任务:学校后勤处准备给校园植物挂名牌,需要一份校园主要植物的清单,请同学们当一回校园生物调查员。
师:要完成这份清单,我们应当先做什么?生(预设):先到校园里看一看,把看到的植物记下来。师:直接去数行不行?生(预设):不行,要先想清楚调查什么、查哪些区域、怎么记、谁负责什么。师:如果校园里植物太多,一课一株都数不完,有什么办法?生(预设):可以只查一部分,再推测整体情况。
教师小结:观察要有明确目的、要全面细致、要实事求是并长期坚持;调查要有目的、有对象、有方案、有分工、有统计。本节课我们就按调查员的身份,先学方法,再走进校园。板书课题:观察周边环境中的生物。
以校园植物挂名牌的真实任务创设情境,让观察与调查从抽象方法变为学生必须使用的工具,达成学习目标1和学习目标2中关于观察要求与调查步骤的要求,激发学生参与调查的主动性。
通过直接去数行不行这一追问,暴露学生把调查等同于随便看看、随手记记的前概念,为后续学习调查方案设计和随机取样做认知铺垫,达成学习目标2的思维准备。
讲授新课
本节课以观察周边环境中的生物为主线,按认识观察、学会调查、实地调查、交流评价四个环节推进。先借助工具对比明确观察的目的性与实事求是原则,再以校园生物调查为载体学习调查的一般方法与抽样调查,最后分组完成调查记录并汇报交流。
环节一:认识观察——观察不只是看(约8分钟)
教师出示教材中关于观察的图例:用肉眼观察树叶的形状、用放大镜观察叶脉、用望远镜观察远处的鸟、用显微镜观察池塘水中的微小生物,并在投影上同步展示用四种工具观察同一片银杏叶的对比照片。教师提出问题:同样是看一片叶子,为什么结果不同?引导学生归纳观察工具的放大能力与适用范围,明确放大镜放大倍数有限、显微镜用来观察微小结构。随后教师呈现两段学生观察记录,一段只写叶子很好看,另一段写明时间、地点、叶形、叶脉、着生方式与数量,组织学生比较优劣。教师顺势提出记录规范:一条完整的观察记录应当写明观察的时间、地点、对象、天气条件和观察到的现象,必要时附上简图或照片,并注明观察人姓名。
师:观察是科学探究的基本方法,那么观察与随便看看有什么不同?生(预设):观察要有明确的目的,要知道看什么、为什么看。师:追问,如果我们想知道校园里银杏叶什么时候开始变黄,只在今天看一眼够不够?生(预设):不够,要在同一地点选同一棵树,连续观察很多天并记下日期和颜色变化。师:再追问,如果观察到的事实与自己的猜想不一样,该怎么记录?生(预设):要实事求是,看到什么记什么,不能为了证明猜想而修改记录。师:补充,观察还要全面细致,既看叶片的正面,也看背面和边缘;记录要写清时间、地点、条件。师:有同学说观察就是用眼睛看,这种说法哪里不准确?生(预设):不准确,观察可以借助放大镜、显微镜等工具,还要如实记录,只靠眼睛看不仅范围有限,而且看过就忘。
组织四人小组开展工具接力观察活动:每组领取一片银杏叶、一个放大镜和一张记录单。第一步用肉眼观察并写下三条发现;第二步用放大镜观察并补充叶脉、叶片边缘等细节。要求每人独立填写记录单后组内比对,找出只有借助工具才能看到的发现,推选一名代表用教材原话汇报观察结论。
【知识归纳】①观察是科学探究的基本方法,观察要有明确的目的;②观察要全面细致,不可只看局部、只看表面;③观察要实事求是并如实记录;④许多科学发现需要长期坚持观察;⑤常用观察工具有肉眼、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、摄像机,其中显微镜用于观察微小结构。
【评价要点】达成学习目标1:能说出观察目的明确、全面细致、实事求是、长期坚持的要求并举出反例;能说明放大镜与显微镜的适用范围差异;能按时间、地点、对象、现象四要素完成一条规范的观察记录。评价方式为记录单批阅与组内互评。
环节二:学习方法——调查的一般步骤(约10分钟)
教师创设真实任务:学校准备给校园植物挂名牌,需要一份完整的校园植物清单。教师引导学生阅读教材,把调查过程拆解为五个步骤并板书:明确调查目的与对象、制订调查方案(路线、观察点、记录表、分工)、实施调查、统计结果、交流汇报。教师用表格呈现两份调查方案:甲方案把校园划成教学区、操场区、绿化带三个区域,每区随机抽取五个一平方米的样方;乙方案只调查操场边开花的植物。教师进一步说明什么是样方:样方就是在调查区域内按一定面积划出的取样单位,校园调查中常把一平方米的草坪或一米长的绿化带作为一个样方;样方要随机确定,不能专挑植物茂盛的地方。教师还示范记录表的一种样式:横栏写区域和日期,纵栏写生物名称与数量,备注栏记录环境特点。
师:校园面积很大,生物种类很多,我们能一棵一棵数遍每一株草吗?生(预设):不能,可以只调查一部分,再推测整体情况。师:这种做法叫什么?生(预设):抽样调查。师:追问,乙方案只调查开花的植物,这样抽样可以吗?生(预设):不可以,抽样的样本要随机选取,不能专挑开花好看的,否则结果不能代表校园植物的真实情况。师:再追问,抽样调查与全面调查各在什么条件下使用?生(预设):范围小、对象少、要求精确时用全面调查;范围大、数量多时用抽样调查。师:如果只调查校园生物的种类而不统计数量,记录表应该怎么设计?生(预设):按区域或按类群列出名单,见过的在相应位置打勾即可。师:调查记录中的备注一栏要不要写?生(预设):要写,备注里可以记录这株植物生长在向阳处还是阴湿处、旁边有没有积水,这些信息能帮助我们分析生物与环境的关系。
组织学生以四人小组为单位,依据教材调查校园生物种类的提示合作设计一份校园生物调查方案,填写调查目的、调查对象、调查路线与观察点、成员分工(记录员、计数员、拍照员、安全员)、记录表样式五项内容。完成后组间交换方案,用红笔在同伴方案上标注可取之处和需要修改之处各一条,并说明理由。
【知识归纳】①调查是科学探究常用的方法,一般步骤为明确目的与对象、制订方案、实施调查、统计结果、交流汇报;②调查方案要写清路线、观察点、记录表和分工;③调查按范围分为全面调查和抽样调查,抽样调查的关键是样本随机、数量适当;④记录要如实,不能只统计自己喜欢的生物。
【评价要点】达成学习目标2:能复述调查的五个步骤;能在方案中写清至少三个观察点与四项分工;能说明抽样调查时随机取样的必要性,并指出只调查开花植物方案的不合理之处。评价方式为方案互评单与教师抽查点评。
环节三:实地调查——走进校园(约15分钟)
教师带学生按既定路线开展实地调查,行前进行三项强调:遵守纪律,不离开队伍;只观察,不采摘、不践踏草坪;注意安全,不触碰带刺和不明植物,不捕捉小动物。教师提供校园植物种类调查表,表中设置序号、名称或编号、生活区域、形态特征摘要、数量或覆盖情况、备注六列,并示范填写一栏。同时提示学生记录外来入侵物种线索,如加拿大一枝黄花、水葫芦,说明它们繁殖快、缺少天敌,会挤占本地生物的生存空间。出发前教师还示范一次用手机拍摄带编号照片的方法:先拍编号牌,再拍整株和叶片的特写,确保回教室后能对照编号辨认。
师:在调查中遇到不认识的植物,能不能随手写一个名字?生(预设):不能,可以拍照或画简图,编上临时编号,回教室后查资料再定名。师:追问,如果某株植物长得特别好看,很多同学围着看,记录表上要不要多记它几次?生(预设):不要,同一种植物只记一种,但可以在备注里写清数量。师:再追问,一份只有植物名称的调查表,能满足给校园植物挂名牌的任务吗?生(预设):不够,还要记录它生长的位置和环境,比如向阳、阴湿、水边,这样名牌才能写清它所需要的环境。师:如果调查的是校园里的小动物,能不能用同样的表?生(预设):不能,动物会移动,表中要增加活动时间、活动区域、数量估计等栏目。师:记录数量时逐个统计和写估计值,哪一种更好?生(预设):草本植物数量少可以逐个统计并用正字法记录,数量太多时写估计值并注明是估计,两种方式都要写清统计的范围。
组织学生按小组实施调查:记录员负责填写调查表,计数员负责统计数量或覆盖情况,拍照员负责拍摄带编号的照片,安全员负责清点人数与提醒纪律。要求每小组在二十分钟内完成至少十种生物的记录,并用正字法记录数量。回到教室后由组长组织汇总,把本组数据与相邻小组的数据合并,估算校园生物的种类数。调查过程中要求至少为十种生物写出形态特征摘要,如叶形、叶缘、气味、是否有刺或绒毛,为回教室后查资料定名提供依据。
【知识归纳】①实地调查要做到分工明确、路线统一、记录规范;②记录要写清生物的名称、数量、生长或活动区域和环境特点;③调查结束后要及时统计与交流,才能发现问题、完善结论;④不认识的生物不随意命名、不采集不触碰,遇到外来入侵物种要报告老师。【评价要点】达成学习目标3:能按六列表格完成不少于十种生物的记录,数据无遗漏与主观编造;能主动承担分工任务并参与汇总统计。评价方式为调查表现现场观察记录加小组数据汇总表。
环节四:统计交流——让数据说话(约10分钟)
教师组织各组汇报,用投影展示各组调查表与照片,引导全班比较不同区域的调查结果。教师把各组数据汇总成校园生物种类与数量统计表,并出示教师课前完成的参考数据作对照。随后教师引导学生分析数据中出现的差异,如有的小组在花坛记录到十八种,有的小组只记录到九种,追问差异产生的原因,并强调数量统计要标出统计日期,因为同一区域不同季节生物种类会发生变化。教师提醒学生,汇总时若某种生物被多个小组重复记录,只计一次,但要保留各组的数量数据,避免总数被人为放大,这也是统计中常见的易错点。
师:两个小组在同一个花坛统计到的种类数相差很多,可能是什么原因?生(预设):路线不同、停留时间不同,有的小组只记录了认识的生物。师:追问,怎样才能让不同组的数据可以比较?生(预设):统一路线、统一观察时间和观察范围,用同一张记录表,规定统计的时长。师:再追问,如果老师明天再带同学去同一个花坛调查,结果一定一样吗?生(预设):不一定,季节、天气、时间不同,出现的生物可能不同,所以每次调查都要写明日期和天气。师:我们调查的是校园里所有的生物,还是只在校园里走了一圈看到的部分生物?生(预设):只是在选定区域和选定时间看到的部分,所以结论要限定时间和范围。
组织学生完成两项任务:一是把本组调查表按植物类群、动物类群、其他分类汇总,统计各类群种类数与总种类数;二是以小组为单位讨论我们的调查结果能说明校园生物的哪些情况,用两句话写成结论,并写明调查区域、日期和天气。讨论结束后每组派代表用三十秒汇报结论,其他小组用结论是否有数据支撑这一标准进行点评。
【知识归纳】①调查数据要分类统计、如实汇总,结论必须有数据支撑;②比较不同小组的数据前要统一调查路线、时间与范围;③任何调查结论都要注明调查区域、日期和天气,不能把局部结论扩大为整体结论;④如实记录是科学工作者最基本的品质。【评价要点】达成学习目标4:能对调查数据作分类汇总;能写出有数据支撑、限定条件的结论;能在点评中指出同伴结论中缺乏证据的表述。评价方式为小组结论稿加课堂点评记录。
【当堂检测】1.下列关于观察和调查的说法,正确的是( )A.观察就是仔细地看,不需要借助工具 B.观察记录可以只写自己感兴趣的现象 C.抽样调查时样本应随机选取,样本数量要适当 D.调查校园生物时只需统计开花植物,便于识别(参考答案:C。解析:观察要借助工具、要全面细致并如实记录,故A、B错误;抽样必须随机且样本量适当,只统计开花植物属于主观挑选样本,D错误。)2.某小组要调查学校操场周边的生物种类,他们的方案是:三人一组,只调查操场北侧的草坪,记录表只设植物名称一栏,看到不认识的植物就写小草,一次调查后即得出结论。请你至少指出该方案中的三处不足,并提出修改建议。(参考答案:①调查范围过小且只取一处,样本不随机,应把操场周边划分成若干小区域并随机选取多个样方;②记录表栏目不全,只有植物名称,应增加生长区域、形态特征摘要、数量或覆盖情况等栏目;③不认识的生物不能随手写成小草,应编号、拍照或画简图,回教室查资料核实;④调查次数过少,应选择不同时间和天气重复调查并写明日期。解析:调查方案必须做到样本随机、记录规范、栏目完整、必要重复,结论才能真实反映情况。)
环节一、环节二以工具对比和方案对比为主线,落实学习目标1、学习目标2中观察的基本要求与调查的一般方法,评价要点为观察记录的四要素与调查方案的完整度,帮助学生在动手前先建立方法框架。
环节三以真实校园调查为载体落实学习目标3,评价要点为记录表的六列完整填写、数据真实与分工落实,同时渗透保护生物、关注外来入侵物种的态度责任目标,让学生在真实任务中使用方法。
环节四以数据统计与结论表达落实学习目标4,评价要点为分类汇总的准确性与结论是否有数据支撑,通过同伴互评实现教学评一致,避免调查活动停留在收集数据而不作分析。
板书设计
观察周边环境中的生物
一、观察——科学探究的基本方法
要求:目的明确 全面细致 实事求是 长期坚持
工具:肉眼 放大镜 望远镜 显微镜(观察微小结构)
二、调查的一般方法
步骤:明确目的与对象→制订方案→实施调查→统计结果→交流汇报
方案要素:路线 观察点 记录表 分工
三、全面调查与抽样调查
抽样关键:样本随机 数量适当 如实记录
结论要有数据支撑,并注明区域 日期 天气
作业布置
基础性作业:完成教材课后练习第1、2题,并用表格整理观察与调查的区别与联系,至少写出三点不同,第二天课上同桌互批并订正。
提升性作业:以家庭所在的小区或村庄为调查范围,制订一份生物种类调查方案,写清调查目的、抽样方式、路线与观察点、记录表栏目与安全措施,不要求实地完成调查,将方案提交学习小组评议。
拓展性作业:用手机拍摄三种校园常见植物,记录拍摄的时间、地点、天气和主要形态特征,查阅资料确认名称,为其中一种植物设计一张名片,内容包括名称、生活环境、形态特征和在校园中的作用,下周一在班级展板展示并接受同学提问。
教学反思
预设问题:学生对观察要有明确目的容易停留在口头上,实地调查时仍会走马观花,只记录好看的植物。改进设想:把能否回答预设问题作为记录表的硬性要求,出发前每组先写下两个具体问题,回到教室逐条检查记录是否真正回答了问题。
预设问题:抽样调查的随机性比较抽象,学生常把随机理解为随便。改进设想:用编号抽签模拟取样,把校园平面图划分为二十个编号样方,让各组抽签确定调查样方,再比较不同小组的结果,体会随机取样的意义。
预设问题:部分学生不认识的生物较多,容易失去耐心或主观命名。改进设想:准备校园常见植物图卡与二维码资料,规定不认识的生物统一编号并拍照,课后用班级共享表格补全名称,同时安排骨干学生担任命名核对员。
预设问题:实地调查的纪律与安全需要反复强调,个别学生会靠近水池或钻入绿化带。改进设想:实行安全员负责制,每十分钟清点一次人数,出发前明确不进入的区域并画出禁区示意图;对能力较弱的学生安排记录或拍照任务,保证人人有事可做。
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