1.2 生物学研究的基本方法（导学案） 2026-2027学年苏科版初中生物七年级上册

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 导学案（苏科版·七年级上册） 学习目标（四维核心素养） ①生命观念：认同生命活动有规律，生物与环境相互依存，珍爱生命；②科学思维：能依据证据判断、分析变量，归纳科学探究一般过程；③探究实践：能提出问题、作出假设，设计实施简单探究实验；④态度责任：尊重事实、严谨求实，爱护实验对象，乐于用科学方法解决实际问题。 重难点 重点：掌握观察法、实验法等生物学研究的基本方法，理解科学探究的一般过程，以及实验设计应遵循的三大原则及其内涵。难点：在实验设计中精准控制单一变量、合理设置对照，能依据实验证据分析现象，作出科学的结论。 课前预习案 【预习目标】 结合教材预习第2节内容，初步了解生物学研究的基本方法，梳理科学探究的一般过程，认识观察法和实验法的特点，为课中探究做好知识和思维准备。 【知识梳理——核心填空】 1. 生物学研究的基本方法主要有________法和________法等。运用感官或借助放大镜、显微镜等仪器，对研究对象进行有目的、有计划的观察并如实记录，属于________法；人为设置实验条件，通过比较对照来研究生命现象，属于________法。 2. 科学探究的一般过程依次是：提出________、作出________、制定________、实施________、得出________、表达________。 3. 法国科学家巴斯德通过曲颈瓶实验证明：肉汤腐败是由________进入肉汤繁殖引起的，从而否定了“生物可以自然发生”的观点。 4. 在对照实验中，除要研究的________不同外，其他条件都应保持________，这样才能使实验结果科学、可靠。 5. 除观察法和实验法外，生物学研究还常用________法、________法等来获得资料、分析问题。 6. 科学观察要有明确的________，并按一定计划进行，同时要如实、客观地________观察到的现象。 【预习自测】 （一）单项选择 1. 下列研究活动中，属于“观察法”的是（　　） A. 用显微镜观察洋葱鳞片叶表皮细胞 B. 探究光照对菜豆种子萌发的影响 C. 调查校园内植物的种类并作记录 D. 用放大镜观察并记录蚂蚁的取食行为 2. 科学探究中，对问题的答案作出可能的猜测，这一环节称为（　　） A. 提出问题　　B. 作出假设　　C. 制定计划　　D. 得出结论 3. 在“探究水温对金鱼呼吸频率的影响”实验中，被研究的变量是（　　） A. 金鱼的种类　　B. 水的体积　　C. 水温　　D. 金鱼的呼吸频率 4. 巴斯德曲颈瓶实验中，作为对照组和实验组的是（　　） A. 普通烧瓶和曲颈瓶　　B. 曲颈瓶和普通烧瓶 C. 两只曲颈瓶　　D. 两只普通烧瓶 5. 科学探究中，“拟订探究方案、确定材料用具、设置对照”这一环节属于（　　） A. 提出问题　　B. 作出假设　　C. 制定计划　　D. 实施计划 6. 下列做法符合“单一变量原则”的是（　　） A. 只改变一个变量，其他条件保持相同 B. 同时改变多个变量，观察结果 C. 不设置对照，直接记录现象 D. 任意改变实验条件，灵活操作 （二）判断改错（正确打“√”，错误打“×”） 7. 观察和实验都是生物学研究的基本方法。（　　） 8. 作出假设时，可以凭主观想象随意猜测。（　　） 9. 科学探究中的表达交流可有可无，实验做完即可。（　　） 10. 重复多次实验并取平均值，可以减少偶然误差。（　　） 11. 观察时借助放大镜、显微镜等仪器，可以看得更清楚。（　　） 12. 巴斯德的实验证明肉汤腐败是自然发生的。（　　） 13. 观察和调查同属于科学探究的常用方法。（　　） （三）简答 14. 请用自己的话说一说：科学的观察与平时随意的观察有什么不同？ 15. 在巴斯德的实验中，为什么要对两个烧瓶里的肉汤都进行加热灭菌？ 课中探究案 【合作探究】 探究活动一　从巴斯德实验看科学探究的过程 情境：巴斯德发现肉汤放置一段时间后会变酸腐败。他提出疑问，并根据观察作出推测，设计了曲颈瓶与普通烧瓶的对比实验：两个烧瓶装入等量肉汤并同样加热灭菌，普通烧瓶敞口，曲颈瓶的弯曲瓶颈能阻挡空气中的细菌，静置后观察肉汤的变化。 1. 根据上述情境，完成下列各题： （1）①巴斯德提出的问题是________。 ②巴斯德作出的假设是________。 ③实验中的对照组是________，实验组是________。 ④实验中被控制的单一变量是________。 ⑤实验结果：普通烧瓶肉汤腐败，曲颈瓶肉汤未腐败。据此得出的结论是________。 （2）请按科学探究的先后顺序，将“得出结论、提出问题、实施实验、作出假设、表达交流、制定计划”排序：________。 （3）为什么两个烧瓶都要加热灭菌？如果有一个烧瓶不灭菌，实验结果还能说明问题吗？请简要说明理由。 （4）巴斯德实验的结果对“自然发生论”提出了怎样的挑战？为什么说这一实验很有说服力？ 探究活动二　设计并实施“水温变化对金鱼呼吸频率的影响”实验 2. 某小组提出探究问题：“水温变化对金鱼的呼吸频率有影响吗？” （1）请你根据生活经验作出假设：________。 （2）该实验的变量（自变量）是________，观测指标（因变量）是________，可以用________作为计数标准。 （3）为控制单一变量，除水温外，还应保持相同的条件有哪些？请列举至少三项：________。 （4）为使结果更可靠，计数时应重复________次并取________值，以减少________误差。 （5）实验过程中应如何对待金鱼？实验结束后应如何处理金鱼？请写出两点：________。 （6）实验中为什么要让金鱼在每种水温下先适应一段时间再计数？如果一换水温立即计数，可能出现什么问题？ （7）实验中设置常温组（对照组）有什么作用？如果只设置一个高温组，能说明问题吗？ 探究活动三　从实验中归纳实验三大原则 3. 结合上面的探究活动，思考并回答下列问题： （1）实验为什么要设置对照组？如果不设置对照，实验结果可能产生什么问题？ （2）实验为什么要遵循“单一变量原则”？ （3）“重复多次计数并取平均值”体现了实验的哪一原则？其目的是什么？ （4）请用一句话概括：实验设计的三大原则分别是什么？ 【课堂检测】 （一）填空 1. 科学探究的一般过程是：提出问题→________→制定计划→实施计划→________→表达和交流。 2. 实验设计的三大原则分别是________原则、________原则和________原则。 3. 生物学研究中，常用的基本方法有________法、________法等。 4. 观察肉眼看不见的微小生物，常需要借助________等仪器。 5. 在“水温变化对金鱼呼吸频率的影响”实验中，自变量是________，因变量是________。 （二）单项选择 6. 探究实验设计时，必须设置对照并遵循单一变量原则，目的是（　　） A. 增加实验材料的数量　　B. 保证实验结果是由该变量引起的 C. 让实验更快完成　　D. 减少实验次数 7. 下列做法不能体现“重复原则”的是（　　） A. 每个水温梯度计数3次取平均值　　B. 各组同学分工合作 C. 同一实验重复多做几次　　D. 计数误差大的数据剔除后重新测定 8. 在探究实验中，与实验组作比较、用于排除无关因素干扰的一组，称为（　　） A. 实验组　　B. 对照组　　C. 重复组　　D. 空白组 （三）判断 9. 作出假设一定要与事实完全相符，否则实验必然失败。（　　） 10. 显微镜是观察肉眼看不到的微小生物的重要仪器。（　　） 11. 科学探究中，得出的结论与假设不一致时，应修改实验结果。（　　） 12. 科学观察与日常观察没有什么区别。（　　） （四）实验探究 13. 为探究“光照对绿豆种子萌发是否有影响”，某同学设计实验：取甲、乙两组培养皿，各放入10粒饱满的绿豆种子，甲组放在有光处，乙组放在黑暗处，其余条件（温度、水分、空气）完全相同。请回答： （1）该实验作出的假设是________。 （2）实验中的变量是________，对照组是________组，实验组是________组。 （3）乙组放黑暗处、甲组放有光处进行对比，体现了________原则；两组其余条件完全相同，体现了________原则。 （4）多放几粒种子、多做几次实验，是为了遵循________原则，使结果更________。 （五）简答 14. 小明想研究“洗手能否减少手上的细菌数量”。请你帮他简要设计一个探究方案，写出其中的探究问题、作出的假设和实验中的对照设计。 板书设计 第2节　生物学研究的基本方法 一、基本方法：观察法、实验法（调查法、文献研究法等） 二、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→表达交流 三、实验设计三大原则： 1. 对照原则：设置对照组，明确变量的影响 2. 单一变量原则：只改变一个变量，其他条件相同 3. 重复原则：多次实验取平均值，减少误差 参考答案 【课前预习案】 知识梳理 1. 观察；实验；观察；实验 2. 问题；假设；计划；计划；结论；交流 3. 空气中的细菌 4. 变量；相同（一致） 5. 调查；文献研究 6. 目的；记录 预习自测 （一）1. D　2. B　3. C　4. A　5. C　6. A （二）7. √　8. ×　9. ×　10. √　11. √　12. ×　13. √ 14. 科学的观察有明确的目的和计划，要如实、客观地记录观察对象的特点，并对结果进行分析判断；平时随意的观察往往没有明确目的，也不作系统记录。因此，科学观察比随意观察更有目的性、计划性和客观性。（大意正确即可） 15. 加热灭菌是为了杀死肉汤中原有的细菌，使实验中只有“空气中的细菌能否进入”这一个变量，从而保证实验结果的科学、可靠。若有一瓶不灭菌，就无法确定肉汤腐败是由原来肉汤中的细菌还是空气中进入的细菌引起的。（大意正确即可） 【课中探究案】 探究活动一 1.（1）①肉汤为什么会腐败？　②肉汤腐败是由空气中的细菌进入引起的。　③对照组是普通烧瓶，实验组是曲颈瓶。　④细菌能否进入肉汤。　⑤肉汤腐败是空气中的细菌进入引起的（假设成立）。 （2）提出问题→作出假设→制定计划→实施实验→得出结论→表达交流 （3）加热灭菌是为了杀死肉汤中原有的细菌，确保实验中只有一个变量；若有烧瓶不灭菌，实验就有两个变量，无法确定肉汤腐败的原因，实验结果就不能说明问题。（大意正确即可） （4）巴斯德的实验证明肉汤腐败不是自然发生的，而是由空气中的细菌进入引起的，有力地否定了“自然发生论”；因为实验设置了对照、控制了变量，结果可信、有说服力。（大意正确即可） 探究活动二 2.（1）示例：水温升高，金鱼的呼吸频率会加快（或水温降低，呼吸频率会减慢）。（合理即可） （2）水温；金鱼的呼吸频率；每分钟鳃盖开合的次数。 （3）金鱼的种类、大小、数量，水的体积，实验时间等都应保持相同（答出三项即可）。 （4）3；平均；偶然。 （5）操作轻柔，不伤害金鱼；实验结束后将金鱼放回适宜温度的水中（适宜环境）。（合理即可） （6）让金鱼在每种水温下适应一段时间，可以使呼吸频率趋于稳定，测得的数据更准确；若一换水温立即计数，金鱼呼吸尚未稳定，测得的数据波动大、误差大，会影响结论。（大意正确即可） （7）设置常温组（对照组）是为了与高温组、低温组作比较，排除其他因素的干扰，明确呼吸频率的变化确实是由水温引起的；若只设置高温组，没有对照，就无法判断呼吸频率的变化是否由水温变化引起。（大意正确即可） 探究活动三 3.（1）设置对照组是为了与实验组作比较，排除无关因素的干扰，从而明确实验结果确实是由实验变量引起的；若不设置对照，就难以判断现象的变化是由什么因素导致的。 （2）只有保证除变量外其他条件都相同，才能确定实验结果是由该变量引起的，保证实验的科学性、严谨性。 （3）体现了重复原则；目的是通过多次重复减少偶然误差，使实验结果更可靠。 （4）对照原则、单一变量原则和重复原则。 课堂检测 （一）1. 作出假设；得出结论　2. 对照；单一变量；重复　3. 观察；实验　4. 显微镜　5. 水温；金鱼的呼吸频率 （二）6. B　7. B　8. B （三）9. ×　10. √　11. ×　12. × （四）13.（1）光照对绿豆种子萌发有影响（或没有影响）。　（2）光照；甲；乙。　（3）对照；单一变量。　（4）重复；可靠。 （五）14. 示例：探究问题——洗手能减少手上的细菌数量吗？作出假设——洗手能减少手上的细菌数量。设计：取两块相同的培养基（或培养皿），一块用洗手前的手接触，另一块用洗手后的手接触，其他培养条件完全相同，观察菌落数量。若洗手后接触的培养基上菌落数量明显较少，则说明假设成立。（方案合理即可） 学科网（北京）股份有限公司 $