資源簡介

第三節(jié) 生物學(xué)的探究方法
【教學(xué)目標(biāo)】
1.分析和討論“巴斯德實(shí)驗(yàn)”過程，概述科學(xué)探究的大致過程和研究方法。
明確“控制實(shí)驗(yàn)變量，設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)”是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。
2.能從觀察的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并逐步養(yǎng)成獨(dú)立學(xué)習(xí)的習(xí)慣。
3.了解科學(xué)家的工作方法和思維方法，體會(huì)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和鍥而不舍、勇于探索的科學(xué)精神。
【重難點(diǎn)】
1.概述科學(xué)探究的大致過程和研究方法。
2.能自主發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)一些簡單實(shí)驗(yàn)。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
　　多媒體課件；巴斯德實(shí)驗(yàn)的教學(xué)錄像片斷；巴斯德的生平錄像片斷；學(xué)生每小組一碗已經(jīng)變酸的肉湯 、部分豌豆種子等。
【教學(xué)過程】
一、創(chuàng)設(shè)情境、導(dǎo)入新課
　　1.屏幕出示在醫(yī)院里，一醫(yī)生正在詢問一名全身過敏的學(xué)生的最近幾天的飲食。創(chuàng)設(shè)問題情境：全身過敏的原因是什么呢？
　　2.學(xué)生暢所欲言，發(fā)表各自的高見：可能是吃魚的原因，可能是吃蟹子的緣故……從生活中的事例引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想，這是解決問題的前提。
　　3.教師進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生：如何驗(yàn)證你的猜想呢？引導(dǎo)學(xué)生集思廣益尋求解決問題的方法。對(duì)于學(xué)生的方法進(jìn)行積極的評(píng)價(jià)，并追問：試著回憶一下其中有哪些十分重要的環(huán)節(jié)？
　　4.學(xué)生的回答可能不夠嚴(yán)謹(jǐn)，教師要多鼓勵(lì)。科學(xué)探究的方法能使我們有效地解決日常生活中的問題，也一定能幫我們解決生物學(xué)上的疑難問題；那么科學(xué)家是怎樣進(jìn)行探究的？從而引入課題。
二、自主學(xué)習(xí)，過程顯現(xiàn)
（一）發(fā)現(xiàn)并提出問題
1.實(shí)物感知：以小組為單位分發(fā)小碗肉湯，請(qǐng)學(xué)生用各種感官來辨認(rèn)肉湯或者觀察肉湯后，用語言描述它的特征。
　 2.問題篩選：提倡學(xué)生就肉湯的特征提出問題，并確認(rèn)其中較有研究價(jià)值的。說出篩選問題的理由。在這一環(huán)節(jié)中，體現(xiàn)了問題源于對(duì)生活細(xì)致的觀察與思考，引導(dǎo)學(xué)生以后對(duì)生活的關(guān)注。
假設(shè)的確定
（二）作出假設(shè)
讓學(xué)生分組，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己提出的問題所導(dǎo)致的結(jié)果做出大膽的猜測(cè)，并且可以在多種設(shè)想的結(jié)果中，選擇一種設(shè)計(jì)。如肉湯變酸是空氣中的物質(zhì)落在肉湯上形成的等。
（三）制定計(jì)劃
　　1.方案設(shè)計(jì)的優(yōu)劣往往決定著研究的方向和問題能否解決，因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)提醒學(xué)生注意以下方面：
　　（1）實(shí)驗(yàn)中用到了什么原理？
　　（2）試驗(yàn)需要哪些材料和用具？寫出試驗(yàn)步驟。
　　（3）實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)什么問題？
　　（4）實(shí)驗(yàn)中遇到意外的事故如何處理？
　　（5）試驗(yàn)過程中小組人員的分工如何？
　　教師可以作為資源的提供者，提前在屏幕上打出很多實(shí)驗(yàn)儀器的實(shí)物照片，供學(xué)生選擇。
　　2.用實(shí)物展示臺(tái)交流各組的計(jì)劃：就其中可操作性強(qiáng)、材料廉價(jià)等方面進(jìn)行比較。
　　3.出示巴斯德實(shí)驗(yàn)的課件：告知學(xué)生在兩個(gè)世紀(jì)前，人們遇到了同樣的問題，被困惑了長達(dá)20年之久，是一位法國生物學(xué)家巴斯德為此做出了突出貢獻(xiàn)；并播放影視片斷，簡單介紹巴斯德。
　　4.投影巴斯德實(shí)驗(yàn)的問題討論：
（1）根據(jù)老師所出示的材料，以小組為單位說出巴斯德的研究是為了解決什么問題？
　　（2）他根據(jù)提出的問題和早期的研究，做出了什么樣的科學(xué)假設(shè)？和你的假設(shè)有何不同之處？你和巴斯德相比，誰的問題更有研究價(jià)值？說出理由。
　　在學(xué)生討論的過程中，能夠針對(duì)自己的問題、假設(shè)與科學(xué)巨匠相比，若問題相近，可以讓學(xué)生觸摸到科學(xué)的真實(shí)，為以后更多的科學(xué)探究活動(dòng)奠定良好的情感基礎(chǔ)；若有不同，更能幫助學(xué)生尋找其中的原因，引導(dǎo)學(xué)生積極思維、大膽猜測(cè)，進(jìn)而培養(yǎng)尊重事實(shí)、敢于懷疑、勇于反思的科學(xué)素質(zhì)。
（四）實(shí)施計(jì)劃
　　1.利用實(shí)物投影和課件的相互切換：讓學(xué)生對(duì)照巴斯德的實(shí)驗(yàn)過程，找出自己在設(shè)計(jì)中有哪些可取之處？有哪些地方需要改進(jìn)的地方？并在交流的過程中，教師不斷地加入到學(xué)生的思維快樂中，對(duì)問題達(dá)成共識(shí)，對(duì)語言表達(dá)進(jìn)行激勵(lì)和評(píng)價(jià)，達(dá)到師生的共享和合作。
　　2.展示巴斯德實(shí)驗(yàn)中的兩種燒瓶，出示問題：在巴斯德的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)的曲頸瓶妙在何處？
　　在這個(gè)過程中，學(xué)生不一定說出“變量”或者“對(duì)照”這些準(zhǔn)確的詞語，但他們的腦海中確實(shí)意識(shí)到了這個(gè)問題是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，所以他們的思維閘門猛然打開，頓悟中會(huì)出現(xiàn)不少的亮點(diǎn)：如，（1）針對(duì)問題：肉湯變酸是肉湯內(nèi)的物質(zhì)所為，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是兩個(gè)直頸的燒瓶的處理是在肉湯煮沸后，一個(gè)密封瓶口，一個(gè)瓶口敞開，對(duì)比肉湯的變化。（2）針對(duì)問題：肉湯變酸是空氣中的物質(zhì)所為，便在巴斯德的曲頸瓶的精巧的構(gòu)思中感受到了智慧的魅力，體會(huì)到發(fā)現(xiàn)的快樂。
　　3.設(shè)置遞進(jìn)問題，形成問題鏈條：在巴斯德的實(shí)驗(yàn)中，除了控制變量之外，還應(yīng)注意哪些問題，才能保證結(jié)果的準(zhǔn)確、可信？
　　學(xué)生可以借鑒生活經(jīng)驗(yàn)，說出實(shí)驗(yàn)需要規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作程序、仔細(xì)觀察、勤于記錄、尊重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等等，這種積極地參與，即創(chuàng)造出了一種學(xué)習(xí)的心理氣氛，形成了富有個(gè)性的討論空間。又對(duì)信息進(jìn)行了積累和處理。利于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：對(duì)實(shí)驗(yàn)法和觀察法的認(rèn)識(shí)。
　 4.實(shí)驗(yàn)法、觀察法的延伸
　　（1）屏幕出示教材中的“思考與練習(xí)”：沒有觀察就沒有科學(xué)，科學(xué)發(fā)現(xiàn)在于仔細(xì)的觀察中。以及孟德爾對(duì)豌豆種子的文字描述：要么是圓形或近似圓形的，表面即使不光滑，也只有淺淺的凹痕；要么是帶有棱角的不規(guī)則形，而且表面有深深的皺褶。
　 （2）分發(fā)豌豆種子：讓學(xué)生觀察它的形態(tài)特點(diǎn)，嘗試用自己的語言說明。
　 （3）點(diǎn)化“思維迷霧”：你認(rèn)為科學(xué)家要得到一定量的證據(jù)，還可以通過什么途徑獲得？
　　通過學(xué)生自己與科學(xué)家的文字對(duì)比，體會(huì)語言準(zhǔn)確的重要。再對(duì)照教材中相關(guān)鏈接中的定義，檢查自己語言的到位程度。在此過程中，讓學(xué)生體會(huì)到了生物探究采用的方法有很多，除了上述方法之外，還有測(cè)量法、調(diào)查法等等，殊途同歸，科學(xué)的過程中沒有一定之規(guī)，根據(jù)自己的大膽設(shè)想，符合科學(xué)的思維創(chuàng)新應(yīng)該大力提倡，當(dāng)然在其中也有“不著邊際”的猜想類回答，初一的學(xué)生應(yīng)該以鼓勵(lì)為主要評(píng)價(jià)方式，給學(xué)生的思維“呼吸”的空間。
（五）得出結(jié)論
　　①細(xì)節(jié)分析：巴斯德的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了什么問題？得出了什么結(jié)論？
　　②“思維障礙設(shè)置”：你能否設(shè)想一下，如果當(dāng)時(shí)燒瓶中的肉湯在巴斯德打斷曲頸瓶前都變酸了呢？巴斯德會(huì)如何處理以后的實(shí)驗(yàn)？
　　這些問題的提出，不在于學(xué)生的答案是否正確，而是讓他們意識(shí)到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)論密切相關(guān)；探究過程往往不是一次就順利完成的，需要反復(fù)探索，不斷改進(jìn)探究方法，才能證明自己假設(shè)是否成立，讓學(xué)生自己感受到探究中不僅講究方法，而且還要專注、細(xì)心和契而不舍。精神的東西只有學(xué)生體驗(yàn)和感悟才能起到教育的功效。
（六）表達(dá)交流
　　找出你在這節(jié)課中，從別人的身上得到的啟示有哪些？讓學(xué)生在其中意識(shí)到交流的重要。能從周圍獲取有用的信息，使思維更有靈性。
三、歸納總結(jié)，知識(shí)凝練
　　（一）引導(dǎo)小組合作交流，歸納科學(xué)探究的一般過程和研究生物學(xué)的基本方法。這是一個(gè)學(xué)生思維升華的階段，充分利用群體的智慧，使學(xué)生的分析能力和綜合能力得到進(jìn)一步提升。讓學(xué)生運(yùn)用歸納、概括等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行整理加工，從而構(gòu)建知識(shí)框架。
　　巴斯德證明自己假設(shè)的過程，就是一個(gè)科學(xué)探究的過程，回憶整個(gè)過程：
　　（1）生物學(xué)科學(xué)探究的一般過程大致包括哪幾個(gè)步驟？
　　（2）愛因斯坦說過：“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要。”想一想，科學(xué)探究成功的前提是什么？成功的關(guān)鍵是什么？
　 （3）整個(gè)過程中采用了哪些生物學(xué)研究方法？
　 （二）補(bǔ)充說明：無論是實(shí)驗(yàn)探究、調(diào)查探究還是資料分析探究等活動(dòng)，大體上都包含提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論和表達(dá)交流等程序，只是側(cè)重點(diǎn)和難點(diǎn)不盡相同。在今后的學(xué)習(xí)中我們?cè)偃ブ鹨惑w會(huì)和感悟。
　 （三）學(xué)習(xí)知識(shí)的目的在于運(yùn)用知識(shí)去解決生活中的實(shí)際問題，將知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活和實(shí)際緊密結(jié)合。問題設(shè)置如下：
　 （1）初一新生剛?cè)雽W(xué)，學(xué)校將為每個(gè)學(xué)生建立健康檔案（身高、體重、視力、有無家族遺傳病等），請(qǐng)你想一想將用到哪些研究方法？
　 （2）請(qǐng)大家觀看一段“青霉素是怎樣被發(fā)現(xiàn)的？”影片，請(qǐng)分析這個(gè)過程符合科學(xué)探究的一般程序嗎？從中你有什么啟發(fā)？
　 （3）小明同學(xué)非常喜歡觀察、思考生物現(xiàn)象。雨后的一天下午，他仔細(xì)的觀察地上的蚯蚓，想到了一個(gè)問題：蚯蚓生活在地下的土中，它們到底喜歡明亮還是喜歡黑暗？你能根據(jù)小明的問題，提出自己的假設(shè)并設(shè)計(jì)一個(gè)探究活動(dòng)嗎？
　　1、小組合作，找出解決問題的方法，組內(nèi)交流，達(dá)成共識(shí)。尤其對(duì)于（2）、（3）兩題應(yīng)進(jìn)行充分的交流。讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用生物學(xué)研究的方法解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)。
　　2、積極鼓勵(lì)學(xué)生課下獨(dú)立學(xué)習(xí)，按照科學(xué)探究的一般程序自己設(shè)計(jì)，自己動(dòng)手，完成探究活動(dòng)。
　　3、鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中要善于觀察和發(fā)現(xiàn)問題。想一想，你還能提出哪些有價(jià)值的問題？
　　課堂小結(jié)：引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)、方法等方面談自己本節(jié)課的收獲，讓學(xué)生在求知中體驗(yàn)，在體驗(yàn)中求知，從中感受到成功的樂趣。
【當(dāng)堂檢測(cè)】
1．科學(xué)探究的一般過程的排列順序是( )
①發(fā)現(xiàn)問題并提出問題②作出假設(shè)③表達(dá)交流④制定計(jì)劃⑤實(shí)施計(jì)劃⑥得出結(jié)論
A．①②③④⑤⑥ B．①②④⑤⑥③
C．①②④③⑤⑥ D．①②④⑤③⑥
2．在探究“光對(duì)鼠婦生活影響”的實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)盒一邊遮光，另一邊不遮光，這是為了( )
A．提供一種無光的條件 B．便于觀察
C．控制變量 D．設(shè)置一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)
3．生物科學(xué)工作者利用_________、_________、_____________、_________等方法來研究生物科學(xué)，其中_________是現(xiàn)代生物學(xué)研究的重要方法。
4．探究的一般過程是從_________開始的。然后可以根據(jù)自己的_________和_________，_________嘗試著對(duì)這一問題的答案作出_________。
【板書設(shè)計(jì)】
第三節(jié) 生物學(xué)的探究方法
科學(xué)探究的一般步驟：
1提出問題:要具有研究價(jià)值。
2作出假設(shè)：符合科學(xué)事實(shí)（前提）。
3制定計(jì)劃：制定恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)探究計(jì)劃（關(guān)鍵）。
4實(shí)施計(jì)劃：包括方法和步驟，以及所需材料和用具等。
5得出結(jié)論：要實(shí)事求是。
6表達(dá)交流：總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足與改善方法。
【教學(xué)反思】
　　本節(jié)課創(chuàng)設(shè)問題情境從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)背景出發(fā)，可以讓學(xué)生感覺到所面臨的問題是熟悉的，同時(shí)又是新奇的、富有挑戰(zhàn)性的，從而使學(xué)生處于一種想知而未知、欲罷而不能的心理狀態(tài)，引起強(qiáng)烈的求知欲望。例如：上課開始，創(chuàng)設(shè)與生活相關(guān)的問題情境：以學(xué)生全身過敏，過敏的原因是什么呢？從而引導(dǎo)學(xué)生作出猜測(cè)，并試圖查出原因。在此過程中，即使學(xué)生對(duì)“科學(xué)探究”有了感性認(rèn)識(shí)，又產(chǎn)生了強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和探索知識(shí)的情感。
　　科學(xué)知識(shí)教育是科學(xué)素質(zhì)教育的有效載體，科學(xué)知識(shí)的積累、創(chuàng)造與發(fā)展都是一代代科學(xué)家艱辛探索的智慧結(jié)晶，其科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程就是最直觀生動(dòng)的素材。但是，在這節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)生對(duì)科學(xué)探究，由于是第一次接觸，所以課堂的推進(jìn)是有挑戰(zhàn)的。要想讓學(xué)生系統(tǒng)而條理的運(yùn)用多種研究方法，調(diào)動(dòng)各種思維形式，使探究成為一種學(xué)習(xí)中的習(xí)慣。思維途徑需要在以后的學(xué)習(xí)中，潛移默化的浸透和完善。

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