第一章

走進(jìn)生命世界第2節(jié)生物學(xué)的研究方法年級(jí)七年級(jí)授課時(shí)間1課時(shí)課題第2節(jié)生物學(xué)的研究方法（第二課時(shí)）教材分析本章節(jié)為北京版（2024）七年級(jí)上冊(cè)第一章《走近生命世界》的核心內(nèi)容，聚焦生物學(xué)研究的基本方法——科學(xué)探究，尤其是實(shí)驗(yàn)法的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。教材以科學(xué)史（弗萊明的青霉素發(fā)現(xiàn)）為線索，通過(guò)真實(shí)案例引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)探究的本質(zhì)和過(guò)程。內(nèi)容從觀察法入手，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在驗(yàn)證假設(shè)中的關(guān)鍵作用，并通過(guò)青霉素抑菌實(shí)驗(yàn)的剖析，直觀展示如何控制變量、設(shè)置對(duì)照及重復(fù)實(shí)驗(yàn)以確保結(jié)論可靠性。本課為后續(xù)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)（如探究光對(duì)鼠婦分布的影響）奠定方法論基礎(chǔ)。教材設(shè)計(jì)注重從現(xiàn)象到本質(zhì)的思維訓(xùn)練：通過(guò)“觀察現(xiàn)象→提出問(wèn)題→做出假設(shè)→實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)結(jié)果→得出結(jié)論”的完整探究鏈條，幫助學(xué)生建立實(shí)證意識(shí)，理解生物學(xué)知識(shí)的形成過(guò)程。教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】1.理解實(shí)驗(yàn)法的一般過(guò)程。理解實(shí)驗(yàn)法的三個(gè)原則及其意義；2.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)；3.通過(guò)青霉素的發(fā)現(xiàn)探究中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路，學(xué)會(huì)控制變量的方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)解決生活中的問(wèn)題；4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)法的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)探究的精神和實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)、合作的態(tài)度【素養(yǎng)目標(biāo)】1.科學(xué)思維：通過(guò)亞里士多德與弗萊明的案例對(duì)比，理解觀察與實(shí)驗(yàn)的互補(bǔ)性，培養(yǎng)基于證據(jù)的邏輯推理能力。運(yùn)用“單一變量”原則設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單對(duì)照實(shí)驗(yàn)（如探究溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響），提升控制變量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維。2.科學(xué)探究：模仿青霉素實(shí)驗(yàn)，嘗試提出可探究的生物學(xué)問(wèn)題（如“洗手能否減少細(xì)菌？”），并設(shè)計(jì)含對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)重復(fù)原則的實(shí)踐（如多次測(cè)量數(shù)據(jù)），形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。3.社會(huì)責(zé)任：討論青霉素對(duì)二戰(zhàn)傷員救治的意義，體會(huì)科學(xué)研究對(duì)人類(lèi)健康的貢獻(xiàn)，激發(fā)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。結(jié)合抗生素濫用問(wèn)題，辯證看待科學(xué)成果的應(yīng)用，形成合理使用科技產(chǎn)品的價(jià)值觀。教學(xué)重、難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】1.理解實(shí)驗(yàn)法的一般過(guò)程和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)原則及其意義；2.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)和控制變量的方法；3.了解青霉素發(fā)現(xiàn)的重要過(guò)程?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1.運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法的原則和思路解決實(shí)際生物學(xué)問(wèn)題；2.理解科學(xué)探究中綜合運(yùn)用多種研究方法的重要性。教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)新課導(dǎo)入情境導(dǎo)入：述二戰(zhàn)時(shí)期的故事，在二戰(zhàn)后期，青霉素開(kāi)始大量用于戰(zhàn)爭(zhēng)。在青霉素誕生之前，很多士兵因?yàn)槭軅腥緛?lái)不及消毒而去世，自從青霉素生產(chǎn)以來(lái)，大大減少了二戰(zhàn)中士兵的傷亡人數(shù)，為各國(guó)都作出了不朽的貢獻(xiàn)。引出問(wèn)題，展示圖片，觀察這個(gè)培養(yǎng)皿中的現(xiàn)象，大家有什么想法？為什么青霉可以抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)呢？ 總結(jié)說(shuō)：大家提出了很有價(jià)值的問(wèn)題和假設(shè)，像這樣從觀察現(xiàn)象到提出問(wèn)題、作出假設(shè)，然后去探究原因的過(guò)程，其實(shí)就是科學(xué)探究的一部分。那在生物學(xué)研究中，我們?cè)撊绾螄?yán)謹(jǐn)?shù)厝ヲ?yàn)證這些假設(shè)呢？通過(guò)觀察弗萊明培養(yǎng)皿中的細(xì)菌和青霉菌以及抑菌圈的圖片，思考回答相應(yīng)問(wèn)題。新知探究一、科學(xué)探究的基本方法亞里士多德通過(guò)觀察，指出某些動(dòng)物是一類(lèi)動(dòng)物，之后科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)其觀察結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生思考，亞里士多德的故事給我們帶來(lái)的啟示是什么？從這個(gè)故事可以看出，科學(xué)探究在生物學(xué)研究中有著怎樣的地位呢？展示青霉素二戰(zhàn)時(shí)期的重要作用圖片，在青霉素誕生之前，很多士兵因?yàn)槭軅腥緛?lái)不及消毒去世，自從青霉素生產(chǎn)以來(lái)，大大減少了二戰(zhàn)中士兵的傷亡人數(shù)。大家觀察弗萊明的培養(yǎng)皿，看看有什么現(xiàn)象，能提出什么問(wèn)題呢？思考亞里士多德的故事帶來(lái)的啟示什么，科學(xué)探究在生物學(xué)研究中的地位。觀察并思考培養(yǎng)皿中的現(xiàn)象，并提出問(wèn)題青霉為什么能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)？二、實(shí)驗(yàn)法及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則展示青霉素發(fā)現(xiàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，提出問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要遵循哪些原則呢？引導(dǎo)同學(xué)思考提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的第一個(gè)原則就是對(duì)照原則，我們會(huì)設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行人為處理，對(duì)照組不做處理。這樣做是為了更清晰地看出實(shí)驗(yàn)因素所產(chǎn)生的作用。比如在青霉素實(shí)驗(yàn)中，有接種青霉的實(shí)驗(yàn)組和不接種青霉的對(duì)照組。大家想想，對(duì)照原則能起到什么作用呢？進(jìn)而講解單一變量原則和重復(fù)原則，并強(qiáng)調(diào)其重要性。思考回答問(wèn)題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循哪些原則并認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的三個(gè)原則。三、實(shí)驗(yàn)法的一般過(guò)程結(jié)合青霉素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，提出問(wèn)題：青霉素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，從觀察現(xiàn)象到最后得出結(jié)論，經(jīng)歷了哪些步驟呢？大家試著總結(jié)一下。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)法的一般過(guò)程包括：觀察現(xiàn)象、提出問(wèn)題、作出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論、再討論。提出，在生物學(xué)的研究中，通常需要綜合運(yùn)用多種方法，除了實(shí)驗(yàn)法，還有哪些常用的生物研究方法呢？使學(xué)生了解觀察法、調(diào)查法、文獻(xiàn)法、分類(lèi)法、比較法等。梳理并掌握實(shí)驗(yàn)法的一般過(guò)程，了解常用的生物研究方法?！玖?xí)題鞏固】1.請(qǐng)回答下列有關(guān)科學(xué)研究方法的問(wèn)題：（1）要了解校園生物的種類(lèi)，應(yīng)采用（）法。（2）要了解馬與驢在外形上的相同和不同之處，應(yīng)采用（）法。（3）要了解魚(yú)的尾鰭在游泳中的作用，如果單憑觀察難以得出結(jié)論，可采用（）法。答案：（1）調(diào)查；（2）觀察；（3）實(shí)驗(yàn)解析：（1）要了解校園生物的種類(lèi)，需要對(duì)校園內(nèi)的生物進(jìn)行全面的調(diào)查和記錄，所以應(yīng)采用調(diào)查法。（2）要了解馬與驢在外形上的相同和不同之處，通過(guò)直接觀察馬和驢的外形特征即可，所以應(yīng)采用觀察法。（3）要了解魚(yú)的尾鰭在游泳中的作用，單憑觀察難以得出準(zhǔn)確結(jié)論，需要通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如剪掉尾鰭或固定尾鰭等方法來(lái)進(jìn)行研究，所以可采用實(shí)驗(yàn)法。2.弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉菌能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的過(guò)程主要運(yùn)用了（）A.實(shí)驗(yàn)法B.觀察法C.調(diào)查法D.文獻(xiàn)法答案：A解析：弗萊明在發(fā)現(xiàn)青霉菌能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的過(guò)程中，觀察到青霉菌周?chē)?xì)菌不能生長(zhǎng)的現(xiàn)象后，提出問(wèn)題、作出假設(shè)，并且設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得出青霉產(chǎn)生某種能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的物質(zhì)這一結(jié)論，整個(gè)過(guò)程主要運(yùn)用了實(shí)驗(yàn)法。觀察法只是其中的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要是為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供現(xiàn)象依據(jù)；調(diào)查法是對(duì)事物進(jìn)行全面的調(diào)查統(tǒng)計(jì)；文獻(xiàn)法是通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料來(lái)獲取信息，均不符合弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉菌能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的主要研究過(guò)程，所以選A。檢測(cè)學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)情況課堂小結(jié)板書(shū)設(shè)計(jì)第2節(jié)生物學(xué)的研究方法第2課時(shí)科學(xué)探究一、科學(xué)探究1.重要途徑2.基本方法：觀察、實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)法以青霉素發(fā)現(xiàn)為例1.過(guò)程：觀察現(xiàn)象提出問(wèn)題作出假設(shè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論再討論2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則對(duì)照原則單一變量原則重復(fù)原則三、常用生物研究方法觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、文獻(xiàn)法、分類(lèi)法、比較法等課后作業(yè)1．實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要方法。下列研究中使用了實(shí)驗(yàn)法的是（）A．調(diào)查學(xué)校的近視情況 B．比較光照強(qiáng)度對(duì)植物生長(zhǎng)的影響C．收集癌癥防治的資料 D．使用望遠(yuǎn)鏡觀察母鳥(niǎo)的育雛行為【答案】B【解析】A．調(diào)查法是科學(xué)探究常用的方法之一。調(diào)查時(shí)首先要明確調(diào)查目的和調(diào)查對(duì)象，并制訂合理的調(diào)查方案。有時(shí)因?yàn)檎{(diào)查的范圍很大，不可能逐一調(diào)查，就要選取一部分調(diào)查對(duì)象作為樣本。調(diào)查過(guò)程中要如實(shí)記錄。對(duì)調(diào)查的結(jié)果要進(jìn)行整理和分析，有時(shí)要用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所以調(diào)查學(xué)校的近視情況屬于調(diào)查法，未人為控制變量，故A不符合題意。B．實(shí)驗(yàn)法是利用特定的器具和材料，通過(guò)有目的、有步驟的實(shí)驗(yàn)操作和觀察、記錄分析，發(fā)現(xiàn)或驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論。所以比較光照強(qiáng)度對(duì)植物生長(zhǎng)的影響需設(shè)置不同光照條件的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，屬于實(shí)驗(yàn)法，故B符合題意。C．文獻(xiàn)法就是搜集和分析研究各種現(xiàn)存的有關(guān)文獻(xiàn)資料，從中選取信息，以達(dá)到某種調(diào)查研究目的方法。它所要解決的是如何在浩如煙海的文獻(xiàn)群中選取適用于課題的資料，并對(duì)這些資料做出恰當(dāng)分析和使用。所以收集癌癥防治資料屬于文獻(xiàn)法，未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，故C不符合題意。D．觀察是科學(xué)探究的一種基本方法?？茖W(xué)觀察可以直接用肉眼，也可以借助放大鏡、顯微鏡等儀器，或利用照相機(jī)、錄像機(jī)、攝像機(jī)等工具，有時(shí)還需要測(cè)量。實(shí)驗(yàn)是在人為控制研究對(duì)象的條件下進(jìn)行的觀察。用望遠(yuǎn)鏡觀察母鳥(niǎo)育雛行為屬于觀察法，未人為干預(yù)變量，故D不符合題意。故選B。2．某生物小組為證明紅葉谷的黃櫨葉片變紅與溫度變化有關(guān)，將黃櫨盆景放置在不同溫度的恒溫箱內(nèi)處理，這種探究方法是（

）A．觀察法 B．調(diào)查法 C．實(shí)驗(yàn)法 D．測(cè)量法【答案】C【解析】A．觀察法是在自然狀態(tài)下，研究者按照一定的目的和計(jì)劃，用自己的感官外加輔助工具，對(duì)客觀事物進(jìn)行系統(tǒng)的感知、考察和描述，以發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論，A不符合題意。B．調(diào)查法通過(guò)問(wèn)卷或訪談收集數(shù)據(jù)，與變量控制無(wú)關(guān)，故B不符合題意。C．實(shí)驗(yàn)法是利用特定的器具和材料，通過(guò)有目的、有步驟的實(shí)驗(yàn)操作和觀察、記錄分析，發(fā)現(xiàn)或驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論。為證明黃櫨葉片變紅與溫度變化的關(guān)系，需將黃櫨盆景放置在不同溫度的恒溫箱內(nèi)進(jìn)行處理，這種生物學(xué)探究方法是實(shí)驗(yàn)法，故C符合題意。D．測(cè)量法僅通過(guò)工具獲取數(shù)據(jù)，不涉及變量干預(yù)，故D不符合題意。故選C。3．為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果只與探究條件有關(guān)，每組探究實(shí)驗(yàn)設(shè)置的變量是（）A．一個(gè) B．多個(gè) C．沒(méi)有變量 D．沒(méi)有規(guī)定【答案】A【解析】A．實(shí)驗(yàn)中只能有一個(gè)變量，其他條件相同，才能準(zhǔn)確判斷該變量對(duì)結(jié)果的影響，故A符合題意。B．多個(gè)變量會(huì)導(dǎo)致無(wú)法確定具體是哪個(gè)變量影響結(jié)果，故B不符合題意。C．沒(méi)有變量則無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，故C不符合題意。D．變量必須嚴(yán)格規(guī)定，否則實(shí)驗(yàn)無(wú)法得出有效結(jié)論，故D不符合題意。故選A。4．鳥(niǎo)類(lèi)是大自然的精靈，是人類(lèi)的朋友。小華參加學(xué)校觀鳥(niǎo)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，用望遠(yuǎn)鏡觀察黃嘴白鷺等鳥(niǎo)類(lèi)，調(diào)查紅樹(shù)林等地鳥(niǎo)類(lèi)分布情況并做記錄，查閱資料，制作仿生作品。在這個(gè)過(guò)程中，小華沒(méi)有用到的科學(xué)方法是（）A．觀察法 B．調(diào)查法 C．實(shí)驗(yàn)法 D．資料查閱法【答案】C【解析】A．小華“用望遠(yuǎn)鏡觀察黃嘴白鷺等鳥(niǎo)類(lèi)”，直接通過(guò)感官或工具獲取鳥(niǎo)類(lèi)的形態(tài)、行為等信息，用到了觀察法，A正確。B．小華“調(diào)查紅樹(shù)林等地鳥(niǎo)類(lèi)分布情況并做記錄”，通過(guò)實(shí)地考察收集鳥(niǎo)類(lèi)分布的數(shù)據(jù)，用到了調(diào)查法，B正確。C．實(shí)驗(yàn)法的核心是通過(guò)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，控制變量，探究某種因素對(duì)研究對(duì)象的影響（如“探究某條件對(duì)鳥(niǎo)的影響”）。小華的活動(dòng)中沒(méi)有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置、控制變量或進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，未用到實(shí)驗(yàn)法，C錯(cuò)誤。D．小華“查閱資料”獲取相關(guān)知識(shí)，用到了資料查閱法，D正確。故選C。5．科學(xué)研究方法包括①觀察法、②實(shí)驗(yàn)法、③調(diào)查法、④文獻(xiàn)法等。明代醫(yī)藥學(xué)家李時(shí)珍在修訂《本草綱目》時(shí)，查閱歷代《本草》典籍獲取資料，走訪藥農(nóng)與樵夫了解藥物使用經(jīng)驗(yàn)，實(shí)地考察藥物生長(zhǎng)環(huán)境，并親自品嘗草藥驗(yàn)證藥性。在這一過(guò)程中用到的科學(xué)研究方法有（）A．① B．②③ C．②③④ D．①②③④【答案】D【解析】①觀察法：實(shí)地考察藥物生長(zhǎng)環(huán)境屬于觀察法，通過(guò)直接觀察植物的自然生長(zhǎng)狀態(tài)、形態(tài)特征等獲取第一手資料；②實(shí)驗(yàn)法：親自品嘗草藥驗(yàn)證藥性屬于實(shí)驗(yàn)法，通過(guò)人為干預(yù)（品嘗）來(lái)驗(yàn)證藥物的性質(zhì)和作用，屬于可控條件下的驗(yàn)證行為；③調(diào)查法：走訪藥農(nóng)與樵夫了解藥物使用經(jīng)驗(yàn)屬于調(diào)查法，通過(guò)訪談、詢(xún)問(wèn)等方式收集他人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和信息，屬于典型的調(diào)查研究手段；④文獻(xiàn)法：查閱歷代《本草》典籍獲取資料屬于文獻(xiàn)法，通過(guò)檢索和分析已有文獻(xiàn)資料，獲取歷史研究成果和數(shù)據(jù)，為修訂工作提供