高中第2节 生物科学的学习过程学案教案

班级_________ 学号________姓名__________
[课题] 第一章生物科学和我们第2节生物科学的学习过程
[学习目标]
1、说明学习生物科学需要正确的方法。

2、尝试像科学家一样实验
[学习重点]
主要是引导学生了解生物科学的学习过程。

[学习难点]
尝试像科学家一样思考
[学习方法]
自主探究
[课堂导学]
二、像科学家一样实验：科学实验
用科学的实验方法，透过现象看本质，常用的科学方法有
1、观察：观察必须________、__________，并如实___________。

2、测量：会正确使用测量工具。

测量应力求___________，要多次测量求其_____________。

记录测量结果时使用________________单位。

3、实验设计：巧妙地_________________是生物科学研究中检验预测正确性的最佳途径。

4、收集数据和分析数据，如实地收集数据，再运用数学知识__________
___________________________，得出独到的见解，并通过_____________
___________________的形式与他人交流。

5、安全实验：科学实验需要确保实验___________。

只有完全理解并能自觉遵守实验安
全守则才能确保实验安全。

[知识归类]新课标第一网
一、自然发生学说实验归纳：
二、生物探究实验的程序
1、一般程序
2、完整内容
(1)实验名称、目的：明确做什么实验，实验要解决什么问题。

(2)假设：即对可见现象作出的一种可检测的解释。

(3)预期：在检测一个假设之前，先提出实验的预期结果。

(4)实验：按照实验设计原则具体设计实验的方法步骤。

(5)观察和收集数据：通过观察、客观记录实验现象，得出实验结果，并通过一定方式将实验结果呈现出来。

(6)分析、推论：对记录的数据(包括现象和结果)进行整理分析，并推导得出结论。

(7)交流：写出书面实验报告与他人交流。

三、实验设计的基本理论和原则
1、“变量”理论
在实验中，变量是指可被操纵的特定因素或条件。

据其在实验中的作用，可分为两类：
(1)实验变量与反应变量
①实验变量：也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。

②反应变量：亦称因变量，指实验中由实验变量而引起的变化和结果。

通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。

(2)无关变量与额外变量
①无关变量：也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。

②额外变量：也称干扰变量，指实验中由无关变量所引起的变化和结果。

显然，额外变量会对反应变量起干扰作用。

在实验设计和操作中，各实验组中的无关变量应完全相同，这样就可以避免实验结果的差异是由无关变量引起的可能性，便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。

2、实验设计的原则
(1)科学性原则
①实验原理：符合科学的基本知识和基本原理。

②材料选择：符合实验要求，操作简便，经济易得。

③实验方法：科学、严谨，如巴斯德的颈瓶，既保证瓶内有足够的空气，又防止外来微生物的干扰。

④结果处理：科学、合理，符合数量统计的基本原则。

(2)平行重复原则
足够的重复，避免偶然性，减少误差。

(3)单一变量原则
一个实验变量对应一个反应变量，尽量避免无关变量的干扰，如雷迪实验中的控制的单一变量是肉是否与苍蝇接触。

(4)对照原则
①空白对照：只对实验组处理，对照组不作任何处理。

如雷迪的实验，对照组中的肉不与苍蝇接触。

②自身对照：实验与对照均在同一对象上进行，不另设对照，如尼达姆发现肉汤放置几天会变浊变臭，肉汤的前后变化即为自身对照。

③相互对照：几个实验组相互对照，不另设对照组，如斯巴兰扎尼实验，分别用软木塞密封和熔化玻璃密封、煮沸2min和1h，共设置四个实验组相互对照。

④条件对照：对照组和实验组给予不同条件处理，如巴斯德对煮沸后的酵母菌浸液的瓶子一组密封，另一组为不密封的颈瓶。

关键点：①明确探究实验应该遵循的实验原则和要求。

②依据对照原则和单一变量原则补充实验步骤。

③根据实验步骤分析得出预期的结果和结论。

[典型例题]
例1、下列哪种说法使斯巴兰扎尼的实验缺少足够的证据否定“自然发生说”
A.肉汤加热时间不够长
B.软木塞不能完全隔绝细菌
C.没有设计对照实验
D.烧瓶中缺少足够的空气
[变式训练]：
巴斯德在斯巴兰扎尼实验的基础上设计了“鹅颈瓶实验”，其目的是
A.这种弯曲的“鹅颈”可以使肉汤与空气完全隔绝
B.这种带有弯曲细管的瓶是敞口的，空气可以进入，而空气中的微生物则被阻而沉积在曲颈部，不能进入瓶中
C.证明污染物来自营养液
D.验证斯巴兰扎尼的实验结论，即只有在密闭情况下才能保持无菌
例2、现有一些同样饱满的绿豆种子。

为了探究种子的活性对种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品，设计出实验的方法步骤，预测实验结果，并得出相应的结论。

(1)材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿，无菌水，表面经过消毒的新鲜绿豆种子，小烧杯，酒精灯等。

(2)方法步骤
①将种子分成两等份，一份种了放入盛有无菌水的小烧杯内，点燃酒精灯，将种子煮熟，让种子______________，另一份种子_________________。

②向培养皿内倒入适量的无菌水，将两等份种子分别放入两组培养皿中。

③将两组培养皿放在相同且适宜的环境中培养。

(3)预期实验结果：________________________________________。

(4)相应结论：__________________________________________。

[达标训练]
1、雷迪设计的实验主要应用了下列哪些原则
①科学性原则②可行性原则③单一变量原则④对照原则
A.①②
B.①
C.②
D.③④
2、尼达姆在实验中无论是用肉汤还是用植物种子和杏仁煮汤，最后汤中都出现了大量的微生物。

他分析得出结论的理由不包括
A.软木阻挡了外界微生物的进入
B.汤内原有的微生物被煮死
C.不同种类的汤作对照出现了相同的结果
D.软木上可能带有微生物
3、在斯巴兰扎尼的实验中，如果用加盖软木塞煮沸1h的烧瓶装置为实验组，那么对照组即为
A.不加盖软木塞煮沸2min的烧瓶装置
B.熔化玻璃密封煮沸2min的烧瓶装置
C.不加盖软木塞煮沸1h的烧瓶装置
D.熔化玻璃密封煮沸1h的烧瓶装置
4、生物探究实验需要采用科学的方法和程序，步骤如下：
①观察现象②分析问题③设计实验
④分析结果⑤得出结论⑥提出问题
⑦作出假设⑧进行实验
正确的排序应该是
A.⑥②③⑧⑦①④⑤
B.⑥②④③⑧①⑦⑤
C.①⑥②⑦③⑧④⑤
D.①②⑥③⑧⑦④⑤
5、下列关于实验安全的说法错误的是
A.实验中试管口必须朝向自己不能朝向他人
B.实验中试管口切勿朝向自己或他人
C.化学药品不要随意倒进水槽中
D.只有完全理解并能自觉遵守实验安全守则，才能确保实验安全
6、下列关于科学实验的说法错误的是
A.用一种或多种感官去收集信息的过程就是观察
B.预测是根据现有证据和既往实验对将来的事件作出推论
C.预测必须是正确无误的
D.通过测量科学家能把观察的结果表达得更加精确
7、在设计对照实验时，应当注意的问题是
A.所有的变量都相同
B.所有的变量都不相同
C.除实验变量外其他变量都不相同
D.除实验变量外其他变量都相同
8、现有一植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，探究光的有无对该种子萌发的影响，某同学进行了如下实验：①向垫有滤纸的培养皿中倒入适量的水，将一定量的种子放入培养皿中；②将培养皿置于黑暗、25℃、空气状况适宜且相同的条件下培养一段时间，观察种子的萌发情况。

你认为下列最适宜作实验对照组的是
A.另一组置于有光条件下，其他处理相同
B.另一组置于5℃条件下，其他处理相同
C.另一组置于缺氧条件下，其他处理相同
D.另一组置于有光、5℃条件下，其他处理相同
9、一位学生想研究蜗牛爱吃白菜还是爱吃卷心菜，他将两种菜叶均切成小块，并准备10个容器，在每个容器中均放置一只蜗牛和每种菜叶各一块。

三天后，对每种菜叶的面积进行测量并记录数据。

有人认为此实验不科学，其理由中不正确的是
A.实验开始时所用的菜叶的小块未经测量，它们可能不相等
B.每种菜叶的厚度可能不等，因此其实际大小可能不等
C.对蜗牛的情况未做说明
D.只需要两个相同的容器，各放入一只相同大小的蜗牛，其他相同
10、一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地愉的低。

他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此他将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。

除施肥不同外，其他田间处理措施相同。

实验结果如下表：
请分析完成问题：
(1)该农民通过________发现其种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。

通过自己的分析，提出了假设，该假设是__________________。

(2)为此他将该块肥力均匀的农田分为面积相等的五小块，进行田间实验，体现了实验设计的_________________原则。

同时除施肥不同外，其他田间处理措施相同，又体现了实验设计的_________________原则。

(3)该实验的结果是______________________________________________
_____________________________，实验结论是_______________________
__________________________________________________。