生物学的探究方法

1.1.3生物学的探究方法

教学目标

知识与能力

1.分析和讨论“巴斯德实验”过程，概述科学探究的大致过程和研究方法。

2.明确“控制实验变量，设计对照实验”是实验成功的关键。

过程与方法

能从观察的现象中发现问题，设计一些简单实验，逐步养成独立学习的习惯。

情感态度价值观

1.了解科学家的工作方法、思维方法和科学精神。

2.使学生有兴趣参与课堂探究活动，愿与同伴合作。

教学重难点

教学重点

1.知道“控制实验变量，设计对照实验”是实验成功的关键。

2.“巴斯德实验”过程。

教学难点

概述科学探究的大致过程和研究方法。

课前准备

课件、实验材料用具等。

教学过程

情境导入

鲜美的肉汤放置久了会变腐败，这是谁搞的“恶作剧”呢？

微生物是肉汤本身产生的，还是从空气中进入的呢？

19世纪中期，法国生物学家巴斯德通过一个巧妙的探究实验找到了答案。

讲授新课

一、探究的基本过程

巴斯德认为，使肉汤变质的微生物来自于空气。他设计了探究实验来验证他的看法。科学探究方法是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。我们只有运用正确的生物学探究方法，才能科学地认识生命现象。

巴斯德正是由于正确的运用了生物学的探究方法，证明了使食物变质的元凶是微生物。

为了便于分析，我们将巴斯德的实验分步进行分析

1.将肉汤煮沸的目的是杀死其中可能存在的微生物，这样就排除了肉汤中含有微生物的干扰。

2.肉汤放凉后，在自然环境下观察肉汤的变化。3天后，A烧瓶里的肉汤中变质；B曲颈瓶里不但没有微生物，而且直到4年后，曲颈瓶里的肉汤仍然新鲜如初，在这里，A瓶是让进入微生物，是与B瓶进行对照的，我们称之为对照组。B瓶只控制了不让微生物进入，我们称为实验组。微生物的进入与否我们称之为变量。

变量科学实验中，能够变化的条件或因素称为变量。

想一下，在巴斯德的实验中，变量是什么？

[曲颈瓶中微生物的有无]

3.把B曲颈瓶的长颈打断，使瓶口能竖直接触空气，这样空气和微生物都可以进入肉汤，所以肉汤变质了，可以得到结论，是来自空气的微生物使肉汤变质。

这样的实验前后对照，增强了实验的说服力。

我们归纳一下巴斯德实验的步骤和现象。

巴斯德的实验设计如下

1.把肉汤分别注入两个烧瓶里。A是普通烧瓶，瓶口竖直向上；B 是瓶口拉长呈“S”形的曲颈瓶。两个烧瓶的瓶口都是敞开的。

2.把A、B两个烧瓶内的肉汤分别煮沸，杀死其中可能存在的微生物。

4.把B曲颈瓶的长颈打断，使瓶口能竖直接触空气，不久，肉汤也浑浊变质了。

对照实验

在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其他条件都相同的实验。

对照实验包括实验组和对照组，对照组一般都是在理想条件下，排除一切可能影响实验的因素；实验组一般只控制研究因素，其他条件都处于理想状态。

你能说出在巴斯德的实验中，哪个是实验组，哪个是对照组？

[B为实验组，A为对照组]

1.巴斯德的研究是为了解决什么问题？根据提出的问题，他作出了怎样的科学假设？

提出问题肉汤腐败是肉汤自身产生的微生物，还是由空气中的微生物进入其内引起的？

作出假设使肉汤变质的微生物来自于空气。

2.在巴斯德实验中，曲颈瓶的设计妙在何处？

弯曲的瓶颈能使外界空气进入，而其中的微生物无法进入瓶内的肉汤中。

4.根据实验结果，巴斯德可以得出什么结论？

使肉汤变质的微生物来自于空气。

巴斯德证明自己假设的过程，就是一个科学探究的过程。生物学的科学探究过程通常涉及提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达交流等。

能够提出有研究价值的问题，并作出符合科学事实的假设，是探究成功的前提；制订出恰当的科学探究计划，则是探究成功的关键。

探究计划包括方法和步骤，以及所需要的材料、器具等。

科学探究过程往往不是一次就能顺利完成的。人们需要反复探索，不断改进探究方法，如改进实验条件、材料或器具等，最终才能证明作出的假设是否成立。

巴斯德的成功之处，在于他设计了曲颈瓶，改进了实验器具，以巧妙的探究方法证明了自己的假设。

二、探究的常用方法

在生物学探究过程中可采用的方法很多，如观察法、实验法、测量法、调查法等。在实际工作中，往往需要多种探究方法并用。

1.观察法

研究者按照一定的目的和计划，通过感官和辅助工具，对客观事物进行系统的感知、考察和描述，以发现或验证科学结论。

观察可以直接用肉眼，也可借助放大镜、显微镜、望远镜等仪器，或利用照相机、摄像

机、录音机等工具。

观察不同一于般的观察，要有明确的目的，观察要全面、细致和实事求是，并及时记录下来，对于需要较长时间的观察，要有计划和耐心。

观察时要积极思考，多问几个“为什么”。在观察的基础上，还要同别人交流看法，进行讨论。

2.实验法

利用特定的材料和器具，通过有目的、有步骤地操作和观察、记录、分析，发现或验证科学结论。

3.测量法

利用尺子、秒表、温度计等工具，对确定对象的高度、速度、温度等进行测量，用数据对事物作出量化描述。

4.调查法

人们对生命现象进行科学探究时，往往既需要观察和实验，又需要对证据、数据等进行分析、判断。通常用文字、图表等多种方式呈现探究结果，以便于和他人交流、合作。

课堂小结

你能说出本节我们学习的主要内容是什么吗？

生物学的研究离不开科学探究，它通常涉及提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达交流等环节。

科学探究需要通过观察、实验、测量、调查等多种途径来获得事实和证据。

设置对照实验、控制单一变量、增加重复次数等是提高实验结果可靠性的重要途径。

板书设计

生物学的探究方法

一、探究的基本过程

提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流等。

二、探究常用的方法

观察法、实验法、测量法、调查法等