113生物學研究的基本方法教學設計-生物七年級上冊北師大版

第1單元探索生命第1章認識生物和生物學《第3節(jié)生物學研究的基本方法》教學設計教材分析一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是生物學教學的重要基礎部分，它承接了前面生物學知識的引入，為后續(xù)深入學習各種生物學現(xiàn)象、規(guī)律以及開展生物學實驗探究活動奠定了方法論基礎。教材主要闡述了生物學研究的基本步驟，包括觀察、提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論和表達交流等環(huán)節(jié)，并且通過具體的生物學研究實例，如探究光對鼠婦生活的影響，詳細講解了如何在實際研究中運用這些方法，使學生對抽象的研究方法有了更直觀、更具體的認識，有助于培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力，提高學生運用生物學知識解決實際問題的意識和能力。學情分析二、學情分析學生在之前的生物學學習中，已經(jīng)對一些生物學現(xiàn)象有了初步的認識和了解，但對于生物學研究的方法還比較陌生。他們具有較強的好奇心和求知欲，喜歡通過直觀的現(xiàn)象和實踐活動來獲取知識，但在邏輯思維和科學探究能力方面還需要進一步培養(yǎng)和提高。在教學過程中，需要從學生熟悉的生活實例出發(fā)，引導他們逐步理解和掌握生物學研究的基本方法，激發(fā)他們主動參與探究活動的興趣，提高他們的學習積極性和主動性。教學目標三、教學目標1.知識目標闡明生物學研究的一般步驟。舉例說明觀察、實驗等生物學研究的基本方法在科學探究中的應用。2.能力目標通過分析具體的生物學研究案例，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和信息處理能力。組織學生開展簡單的生物學探究實驗，提高學生的實驗操作能力、觀察能力和數(shù)據(jù)收集與分析能力。引導學生撰寫實驗報告，培養(yǎng)學生的書面表達能力和科學交流能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和勇于探索的科學精神。讓學生體會生物學研究與生活實際的緊密聯(lián)系，增強學生對生物學學科的興趣和熱愛。教學重難點四、教學重難點1.教學重點生物學研究的基本步驟：觀察、提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論和表達交流。實驗法在生物學研究中的應用，包括變量的控制、實驗數(shù)據(jù)的收集與分析等。2.教學難點如何引導學生提出有價值的問題，并作出合理的假設。幫助學生理解實驗設計中變量的控制原則，以及如何避免無關變量的干擾。教法學法五、教法學法1.教法講授法：系統(tǒng)講解生物學研究的基本方法和步驟，使學生對知識有初步的理解和認識。案例分析法：通過分析具體的生物學研究案例，如探究光對鼠婦生活的影響、探究饅頭在口腔中的變化等，讓學生深入理解生物學研究方法在實際中的應用，培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力。實驗探究法：組織學生開展簡單的生物學實驗探究活動，如探究溫度對金魚呼吸頻率的影響等，讓學生親身體驗生物學研究的過程，提高學生的實踐能力和科學探究能力。討論法：在教學過程中，適時組織學生進行小組討論，如討論實驗設計方案、分析實驗結果等，激發(fā)學生的思維，培養(yǎng)學生的合作學習能力和交流能力。2.學法自主學習法：引導學生自主閱讀教材、查閱資料，了解生物學研究的基本方法和相關知識，培養(yǎng)學生的自主學習能力和信息獲取能力。合作學習法：在實驗探究和小組討論活動中，讓學生通過小組合作的方式共同完成任務，培養(yǎng)學生的團隊合作精神和協(xié)作能力。探究學習法：鼓勵學生積極參與生物學實驗探究活動，在探究過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、設計實驗、實施實驗并得出結論，培養(yǎng)學生的探究意識和探究能力。教學過程六、教學過程（一）導入新課（5分鐘）展示一些生物學研究的成果圖片，如克隆羊多利、基因編輯嬰兒等，提問學生：“這些偉大的生物學成果是如何取得的呢？”引導學生思考生物學研究的方法，從而引出本節(jié)課的主題——生物學研究的基本方法。設計意圖：通過展示生物學研究的震撼成果，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，使學生對生物學研究方法產(chǎn)生濃厚的興趣，為后續(xù)教學活動的開展奠定良好的基礎。（二）知識講解（20分鐘）生物學研究的基本步驟觀察：講解觀察是生物學研究的第一步，是指研究者有目的、有計劃地感知研究對象，獲取相關信息的過程?？梢酝ㄟ^肉眼觀察、借助儀器觀察等方式進行。例如，觀察植物的形態(tài)結構、動物的行為習性等。強調(diào)觀察要全面、細致、實事求是，并及時記錄觀察結果。提出問題：在觀察的基礎上，引導學生思考如何從觀察到的現(xiàn)象中提出有價值的問題。例如，在觀察鼠婦的生活環(huán)境時，發(fā)現(xiàn)鼠婦總是在陰暗潮濕的地方活動，就可以提出“光會影響鼠婦的生活嗎？”這樣的問題。鼓勵學生積極思考，大膽提出問題，并對學生提出的問題進行點評和引導。作出假設：針對提出的問題，讓學生嘗試作出假設。假設是對問題的一種推測性回答，需要有一定的依據(jù)。例如，對于“光會影響鼠婦的生活嗎？”這個問題，可以作出假設“鼠婦喜歡生活在陰暗的環(huán)境中，光會對鼠婦的生活產(chǎn)生不利影響”。向?qū)W生解釋假設不是隨意的猜測，而是基于已有的知識和經(jīng)驗對問題的一種合理推測。制定計劃：以探究光對鼠婦生活的影響為例，詳細講解如何制定實驗計劃。包括確定實驗材料（如鼠婦、培養(yǎng)皿、遮光板等）、實驗裝置的設計、變量的控制（本實驗中的變量是光，除光以外的其他條件如溫度、濕度、土壤等都要保持相同且適宜）、實驗步驟的安排（如將鼠婦平均分成兩組，一組置于有光環(huán)境，一組置于無光環(huán)境，每隔一段時間觀察記錄鼠婦的分布情況等）以及數(shù)據(jù)收集的方法等。強調(diào)實驗計劃要科學合理、具有可操作性。實施計劃：按照制定好的實驗計劃進行實驗操作，要求學生嚴格遵守實驗操作規(guī)程，認真觀察實驗現(xiàn)象，及時記錄實驗數(shù)據(jù)。在學生實驗過程中，教師巡視指導，及時解決學生遇到的問題，確保實驗順利進行。得出結論：對收集到的數(shù)據(jù)進行分析處理，根據(jù)實驗結果判斷假設是否成立。如果實驗結果與假設一致，則說明假設得到了驗證；如果實驗結果與假設不一致，則需要重新審視假設，分析原因，可能是實驗設計存在缺陷，也可能是假設本身不合理。例如，在探究光對鼠婦生活的影響實驗中，如果無光環(huán)境中的鼠婦數(shù)量明顯多于有光環(huán)境中的鼠婦數(shù)量，就可以得出“光對鼠婦的生活有影響，鼠婦喜歡生活在陰暗的環(huán)境中”的結論。表達交流：組織學生將自己的實驗結果和結論以書面報告或口頭匯報的形式與其他同學進行交流分享。在交流過程中，鼓勵學生相互提問、相互評價，共同探討實驗中存在的問題和改進方法。通過表達交流，不僅可以提高學生的書面表達和口頭表達能力，還可以促進學生之間的思想碰撞，拓寬學生的思維視野。設計意圖：通過系統(tǒng)講解生物學研究的基本步驟，并結合具體實例進行分析，使學生對抽象的知識有更直觀、更清晰的理解，為學生開展實驗探究活動提供理論指導。（三）實驗探究（25分鐘）1.組織學生開展“探究溫度對金魚呼吸頻率的影響”實驗。提出問題：引導學生觀察金魚在不同水溫環(huán)境中的呼吸情況，提出“溫度會影響金魚的呼吸頻率嗎？”的問題。作出假設：讓學生根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗，作出假設。例如，“溫度升高，金魚的呼吸頻率會加快”。2.制定計劃實驗材料：金魚若干條、魚缸、溫度計、加熱棒、冰塊等。實驗裝置：準備三個相同的魚缸，分別標記為A、B、C，向每個魚缸中加入適量的水，并放入一條金魚。變量控制：本實驗的變量是溫度，A魚缸水溫保持在常溫（約25℃），B魚缸水溫通過加熱棒升高到30℃，C魚缸水溫通過加冰塊降低到20℃。除溫度外，其他條件如水質(zhì)、金魚大小、光照等都要保持相同且適宜。實驗步驟：先將三個魚缸中的水溫調(diào)節(jié)到設定溫度，并穩(wěn)定10分鐘。用計時器計時1分鐘，觀察并記錄每個魚缸中金魚在1分鐘內(nèi)的呼吸次數(shù)，重復測量3次，取平均值作為該溫度下金魚的呼吸頻率。改變水溫，按照上述步驟再次測量金魚在不同溫度下的呼吸頻率。實施計劃：學生分組進行實驗操作，教師巡視指導，提醒學生注意安全，正確使用實驗儀器，認真觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)。得出結論：各小組對實驗數(shù)據(jù)進行整理分析，繪制溫度與金魚呼吸頻率的關系曲線，根據(jù)曲線得出結論，判斷假設是否成立。表達交流：每個小組選派代表匯報本小組的實驗結果和結論，其他小組進行提問和評價。教師對各小組的實驗情況進行總結，肯定學生的優(yōu)點，指出存在的問題和不足，并對實驗結果進行進一步的分析和拓展。設計意圖：通過讓學生親自動手開展實驗探究活動，使學生在實踐中體驗生物學研究的過程，提高學生的實驗操作能力、觀察能力、數(shù)據(jù)收集與分析能力以及合作學習能力，培養(yǎng)學生的科學探究精神和創(chuàng)新思維。（四）課堂小結（10分鐘）引導學生回顧生物學研究的基本步驟：觀察、提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論和表達交流。強調(diào)在實驗探究過程中變量控制的重要性，以及如何根據(jù)實驗結果得出合理的結論并進行有效的表達交流?？偨Y本次實驗探究活動中各小組的表現(xiàn)，對學生在實驗過程中展現(xiàn)出的科學態(tài)度、團隊合作精神和創(chuàng)新思維給予肯定和表揚，同時鼓勵學生在今后的學習和生活中繼續(xù)運用生物學研究方法去探索更多的生物學奧秘。設計意圖：通過課堂小結，幫助學生梳理本節(jié)課的知識要點，加深學生對生物學研究基本方法的理解和記憶，同時對學生的學習成果進行評價和反饋，增強學生的學習自信心和成就感。（五）鞏固練習（10分鐘）展示一些與生物學研究方法相關的練習題，如根據(jù)給定的實驗現(xiàn)象提出問題、作出假設，分析實驗設計中的變量控制是否合理，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結論等。讓學生獨立完成練習，然后同桌之間相互批改、討論，教師巡視指導，最后對學生普遍存在的問題進行集中講解。設計意圖：通過鞏固練習，及時檢測學生對本節(jié)課知識的掌握情況，發(fā)現(xiàn)學生在學習過程中存在的問題和不足，以便有針對性地進行輔導和強化訓練，加深學生對知識的理解和運用能力。（六）布置作業(yè)（5分鐘）讓學生選擇自己感興趣的生物學現(xiàn)象，設計一個簡單的實驗探究方案，包括提出問題、作出假設、制定計劃等步驟，并寫出實驗設計思路。查閱資料，了解一種生物學研究的新技術或新方法，并撰寫一篇短文介紹其原理、應用及發(fā)展前景。設計意圖：通過布置作業(yè)，進一步鞏固學生所學的生物學研究方法知識，培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新思維能力，同時拓寬學生的生物學知識面，提高學生的綜合素養(yǎng)。板書設計七、板書設計生物學研究的基本方法基本步驟觀察提出問題作出假設制定計劃實施計劃得出結論表達交流實驗法應用實例探究光對鼠婦生活的影響變量：光實驗設計：……結果與結論：……探究溫度對金魚呼吸頻率的影響變量：溫度實驗設計：……結果與結論：……設計意圖：板書設計簡潔明了，重點突出生物學研究的基本步驟和實驗法應用實例，有助于學生在課堂學習過程中更好地理解和掌握知識要點，同時也便于學生在課后復習時回顧和總結。教學反思八、教學反思在本節(jié)課的教學過程中，通過多種教學方法的綜合運用，學生對生物學研究的基本方法有了較為全面的理解和掌握，并且在實驗探究活動中表現(xiàn)出了較高的積極性和參與度。但