113生物学研究的基本方法教学设计-生物七年级上册北师大版

第1单元探索生命第1章认识生物和生物学《第3节生物学研究的基本方法》教学设计教材分析一、教材分析本节内容是生物学教学的重要基础部分，它承接了前面生物学知识的引入，为后续深入学习各种生物学现象、规律以及开展生物学实验探究活动奠定了方法论基础。教材主要阐述了生物学研究的基本步骤，包括观察、提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流等环节，并且通过具体的生物学研究实例，如探究光对鼠妇生活的影响，详细讲解了如何在实际研究中运用这些方法，使学生对抽象的研究方法有了更直观、更具体的认识，有助于培养学生的科学思维和科学探究能力，提高学生运用生物学知识解决实际问题的意识和能力。学情分析二、学情分析学生在之前的生物学学习中，已经对一些生物学现象有了初步的认识和了解，但对于生物学研究的方法还比较陌生。他们具有较强的好奇心和求知欲，喜欢通过直观的现象和实践活动来获取知识，但在逻辑思维和科学探究能力方面还需要进一步培养和提高。在教学过程中，需要从学生熟悉的生活实例出发，引导他们逐步理解和掌握生物学研究的基本方法，激发他们主动参与探究活动的兴趣，提高他们的学习积极性和主动性。教学目标三、教学目标1.知识目标阐明生物学研究的一般步骤。举例说明观察、实验等生物学研究的基本方法在科学探究中的应用。2.能力目标通过分析具体的生物学研究案例，培养学生的逻辑思维能力和信息处理能力。组织学生开展简单的生物学探究实验，提高学生的实验操作能力、观察能力和数据收集与分析能力。引导学生撰写实验报告，培养学生的书面表达能力和科学交流能力。3.情感态度与价值观目标培养学生严谨的科学态度和勇于探索的科学精神。让学生体会生物学研究与生活实际的紧密联系，增强学生对生物学学科的兴趣和热爱。教学重难点四、教学重难点1.教学重点生物学研究的基本步骤：观察、提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流。实验法在生物学研究中的应用，包括变量的控制、实验数据的收集与分析等。2.教学难点如何引导学生提出有价值的问题，并作出合理的假设。帮助学生理解实验设计中变量的控制原则，以及如何避免无关变量的干扰。教法学法五、教法学法1.教法讲授法：系统讲解生物学研究的基本方法和步骤，使学生对知识有初步的理解和认识。案例分析法：通过分析具体的生物学研究案例，如探究光对鼠妇生活的影响、探究馒头在口腔中的变化等，让学生深入理解生物学研究方法在实际中的应用，培养学生的分析问题和解决问题的能力。实验探究法：组织学生开展简单的生物学实验探究活动，如探究温度对金鱼呼吸频率的影响等，让学生亲身体验生物学研究的过程，提高学生的实践能力和科学探究能力。讨论法：在教学过程中，适时组织学生进行小组讨论，如讨论实验设计方案、分析实验结果等，激发学生的思维，培养学生的合作学习能力和交流能力。2.学法自主学习法：引导学生自主阅读教材、查阅资料，了解生物学研究的基本方法和相关知识，培养学生的自主学习能力和信息获取能力。合作学习法：在实验探究和小组讨论活动中，让学生通过小组合作的方式共同完成任务，培养学生的团队合作精神和协作能力。探究学习法：鼓励学生积极参与生物学实验探究活动，在探究过程中发现问题、提出假设、设计实验、实施实验并得出结论，培养学生的探究意识和探究能力。教学过程六、教学过程（一）导入新课（5分钟）展示一些生物学研究的成果图片，如克隆羊多利、基因编辑婴儿等，提问学生：“这些伟大的生物学成果是如何取得的呢？”引导学生思考生物学研究的方法，从而引出本节课的主题——生物学研究的基本方法。设计意图：通过展示生物学研究的震撼成果，激发学生的好奇心和求知欲，使学生对生物学研究方法产生浓厚的兴趣，为后续教学活动的开展奠定良好的基础。（二）知识讲解（20分钟）生物学研究的基本步骤观察：讲解观察是生物学研究的第一步，是指研究者有目的、有计划地感知研究对象，获取相关信息的过程。可以通过肉眼观察、借助仪器观察等方式进行。例如，观察植物的形态结构、动物的行为习性等。强调观察要全面、细致、实事求是，并及时记录观察结果。提出问题：在观察的基础上，引导学生思考如何从观察到的现象中提出有价值的问题。例如，在观察鼠妇的生活环境时，发现鼠妇总是在阴暗潮湿的地方活动，就可以提出“光会影响鼠妇的生活吗？”这样的问题。鼓励学生积极思考，大胆提出问题，并对学生提出的问题进行点评和引导。作出假设：针对提出的问题，让学生尝试作出假设。假设是对问题的一种推测性回答，需要有一定的依据。例如，对于“光会影响鼠妇的生活吗？”这个问题，可以作出假设“鼠妇喜欢生活在阴暗的环境中，光会对鼠妇的生活产生不利影响”。向学生解释假设不是随意的猜测，而是基于已有的知识和经验对问题的一种合理推测。制定计划：以探究光对鼠妇生活的影响为例，详细讲解如何制定实验计划。包括确定实验材料（如鼠妇、培养皿、遮光板等）、实验装置的设计、变量的控制（本实验中的变量是光，除光以外的其他条件如温度、湿度、土壤等都要保持相同且适宜）、实验步骤的安排（如将鼠妇平均分成两组，一组置于有光环境，一组置于无光环境，每隔一段时间观察记录鼠妇的分布情况等）以及数据收集的方法等。强调实验计划要科学合理、具有可操作性。实施计划：按照制定好的实验计划进行实验操作，要求学生严格遵守实验操作规程，认真观察实验现象，及时记录实验数据。在学生实验过程中，教师巡视指导，及时解决学生遇到的问题，确保实验顺利进行。得出结论：对收集到的数据进行分析处理，根据实验结果判断假设是否成立。如果实验结果与假设一致，则说明假设得到了验证；如果实验结果与假设不一致，则需要重新审视假设，分析原因，可能是实验设计存在缺陷，也可能是假设本身不合理。例如，在探究光对鼠妇生活的影响实验中，如果无光环境中的鼠妇数量明显多于有光环境中的鼠妇数量，就可以得出“光对鼠妇的生活有影响，鼠妇喜欢生活在阴暗的环境中”的结论。表达交流：组织学生将自己的实验结果和结论以书面报告或口头汇报的形式与其他同学进行交流分享。在交流过程中，鼓励学生相互提问、相互评价，共同探讨实验中存在的问题和改进方法。通过表达交流，不仅可以提高学生的书面表达和口头表达能力，还可以促进学生之间的思想碰撞，拓宽学生的思维视野。设计意图：通过系统讲解生物学研究的基本步骤，并结合具体实例进行分析，使学生对抽象的知识有更直观、更清晰的理解，为学生开展实验探究活动提供理论指导。（三）实验探究（25分钟）1.组织学生开展“探究温度对金鱼呼吸频率的影响”实验。提出问题：引导学生观察金鱼在不同水温环境中的呼吸情况，提出“温度会影响金鱼的呼吸频率吗？”的问题。作出假设：让学生根据已有的知识和生活经验，作出假设。例如，“温度升高，金鱼的呼吸频率会加快”。2.制定计划实验材料：金鱼若干条、鱼缸、温度计、加热棒、冰块等。实验装置：准备三个相同的鱼缸，分别标记为A、B、C，向每个鱼缸中加入适量的水，并放入一条金鱼。变量控制：本实验的变量是温度，A鱼缸水温保持在常温（约25℃），B鱼缸水温通过加热棒升高到30℃，C鱼缸水温通过加冰块降低到20℃。除温度外，其他条件如水质、金鱼大小、光照等都要保持相同且适宜。实验步骤：先将三个鱼缸中的水温调节到设定温度，并稳定10分钟。用计时器计时1分钟，观察并记录每个鱼缸中金鱼在1分钟内的呼吸次数，重复测量3次，取平均值作为该温度下金鱼的呼吸频率。改变水温，按照上述步骤再次测量金鱼在不同温度下的呼吸频率。实施计划：学生分组进行实验操作，教师巡视指导，提醒学生注意安全，正确使用实验仪器，认真观察并记录实验数据。得出结论：各小组对实验数据进行整理分析，绘制温度与金鱼呼吸频率的关系曲线，根据曲线得出结论，判断假设是否成立。表达交流：每个小组选派代表汇报本小组的实验结果和结论，其他小组进行提问和评价。教师对各小组的实验情况进行总结，肯定学生的优点，指出存在的问题和不足，并对实验结果进行进一步的分析和拓展。设计意图：通过让学生亲自动手开展实验探究活动，使学生在实践中体验生物学研究的过程，提高学生的实验操作能力、观察能力、数据收集与分析能力以及合作学习能力，培养学生的科学探究精神和创新思维。（四）课堂小结（10分钟）引导学生回顾生物学研究的基本步骤：观察、提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流。强调在实验探究过程中变量控制的重要性，以及如何根据实验结果得出合理的结论并进行有效的表达交流。总结本次实验探究活动中各小组的表现，对学生在实验过程中展现出的科学态度、团队合作精神和创新思维给予肯定和表扬，同时鼓励学生在今后的学习和生活中继续运用生物学研究方法去探索更多的生物学奥秘。设计意图：通过课堂小结，帮助学生梳理本节课的知识要点，加深学生对生物学研究基本方法的理解和记忆，同时对学生的学习成果进行评价和反馈，增强学生的学习自信心和成就感。（五）巩固练习（10分钟）展示一些与生物学研究方法相关的练习题，如根据给定的实验现象提出问题、作出假设，分析实验设计中的变量控制是否合理，根据实验数据得出结论等。让学生独立完成练习，然后同桌之间相互批改、讨论，教师巡视指导，最后对学生普遍存在的问题进行集中讲解。设计意图：通过巩固练习，及时检测学生对本节课知识的掌握情况，发现学生在学习过程中存在的问题和不足，以便有针对性地进行辅导和强化训练，加深学生对知识的理解和运用能力。（六）布置作业（5分钟）让学生选择自己感兴趣的生物学现象，设计一个简单的实验探究方案，包括提出问题、作出假设、制定计划等步骤，并写出实验设计思路。查阅资料，了解一种生物学研究的新技术或新方法，并撰写一篇短文介绍其原理、应用及发展前景。设计意图：通过布置作业，进一步巩固学生所学的生物学研究方法知识，培养学生的自主学习能力和创新思维能力，同时拓宽学生的生物学知识面，提高学生的综合素养。板书设计七、板书设计生物学研究的基本方法基本步骤观察提出问题作出假设制定计划实施计划得出结论表达交流实验法应用实例探究光对鼠妇生活的影响变量：光实验设计：……结果与结论：……探究温度对金鱼呼吸频率的影响变量：温度实验设计：……结果与结论：……设计意图：板书设计简洁明了，重点突出生物学研究的基本步骤和实验法应用实例，有助于学生在课堂学习过程中更好地理解和掌握知识要点，同时也便于学生在课后复习时回顾和总结。教学反思八、教学反思在本节课的教学过程中，通过多种教学方法的综合运用，学生对生物学研究的基本方法有了较为全面的理解和掌握，并且在实验探究活动中表现出了较高的积极性和参与度。但