生物七上第一章第三节 生物学的探究方法

1、 第三节 生物学的探究方法教学目标 1通过分析讨论“巴斯德实验”过程，概述科学探究的大致过程和研究方法。 2体验科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径之一。 3认同科学家严谨求实的科学态度和锲而不舍的精神。精要点拨 一 、科学探究 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。 二 、对照实验 1概念：指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之外，其他条件都相同的实验。其中不同的条件就是实验变量。如要研究“光对鼠妇生活的影响”中，光是实验变量，其他因素（如温度、土壤潮湿程度

2、）应相同。 2设计原则：一个探究实验中只能有一个实验变量，其他因素均处于相同理想状态，这样可以排除其他因素的存在而影响、干扰实验结果。 3对照组和实验组：对照组是不加入任何研究因素（即我们所说的变量）的对象组；或自然状态下不对研究因素做任何实验处理的对象组。实验组是加入研究因素的对象组；或自然状态下对研究因素做实验处理的对象组。活动建议【案例1】 “分析与讨论巴斯德实验”的教学片断（给学生出示一碗变质的肉汤），提出问题：面对眼前的肉汤，同学们能提出什么问题呢？同学们的思维非常活跃，发现了很多问题。告知学生在两个世纪前，人们遇到了同样的问题，被困惑了长达20年之久，是一位法国生物学家巴斯德为此做

3、出了突出贡献。并播放影视片断，简单介绍巴斯德。那巴斯德是什么观点呢？为了证明这个假设，我们该怎么做呢？能不能直接做实验？让学生分组讨论，设计实验。在学生思考的基础上，出示巴斯德的实验方法、步骤，进一步引导学生思考以下有关巴斯德实验的问题，并理解科学探究的基本步骤。1巴斯德用了哪些实验装置，设计了几组实验？2这几组实验装置有何相同和不同之处？这样设计的目的是什么？3在这个实验中巴斯德最大的创意是设计了曲颈瓶。其妙在何处？4在实验中，除了控制变量外，还应注意哪些问题，才能保证实验结果的准确、可信？5如果实验成功了，巴斯德据此可以得到什么结论？6如果实验失败了，你觉得该怎样去做？资源采撷自然发生说自

4、然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。如，我国古代认为的“腐草化为萤”（即萤火虫是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。在西方，亚里士多德（公元前384公元前322）就是一个自然发生论者，有的人还通过“实验”证明，将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，21天后就会产生老鼠，并且让他惊讶的是，这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。18世纪时，意大利生物学家斯巴兰让尼（17291799）发现，将肉汤置于烧瓶中加热，沸腾后让其冷却，如果将烧瓶开口放置，肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物；但如果在瓶口加上一个棉塞，再进行同样的实验，肉汤中就没有微生物繁殖。斯巴

5、兰让尼认为，肉汤中的小生物来自空气，而不是自然发生的。斯巴兰让尼的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。1860年，法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验，彻底否定了自然发生说。曲颈瓶实验巴斯德根据自己的研究实践，不相信微生物可以自然发生，认为微生物肯定必有母体。他到处宣传这一理论。这下子可激怒了自生论者。他们问巴斯德：“酵母存在地球的每一个角落里，在每一世纪的每一年里，不知道从什么地方出现，把葡萄汁酿成酒？这些从天南地北，处处把每个罐里的牛奶变酸，每瓶里的牛油变坏的小生物,来自什么地方？”为了回答这些问题，巴斯德重做了斯帕兰扎尼的实验。他在圆瓶里灌进一些酵母汤，把

6、瓶颈焊封，煮沸几分钟后搁置适当时间。结果表明，瓶里并没有微生物生长。这一实验并不能彻底驳倒自生论者。他们坐在巴斯德的书房里吵吵闹闹：“你在煮沸酵母汤时，把瓶里的空气加热了。酵母汤产生小生物所需要的是自然的空气。”面对对方的指责，巴斯德冥思苦想，决心设计一种只让天然空气进入而不许其中的微生物进入的仪器。在老教授巴拉的指导下，巴斯德终于设计、制作出了符合这一要求的仪器，即著名的曲颈瓶。实验取得了成功。他喜不自胜。在一个有学者、才子、艺术家争相参加的巴黎盛会上，巴斯德讲述了他的曲颈瓶实验，高声宣布：“自然发生学说，经过这简单实验的致命一击之后，绝不能再爬起来了。” 接着，巴斯德又创造性地做了一次大规

7、模的、半公开的实验。他和助手们将煮过的装有细菌培养液的烧瓶分放在多尘的市区、巴黎天文台的地窖里和其他环境中。发现空气越是不洁，培养液变质就越快、越严重。这说明使培养液变质的细菌不是自生的，而是来自空气。他推测，海拔越高，空气一定越洁净，培养液受细菌的污染也越轻微。为了验证这一点，他和助手们又先后登上汝拉山区的浦佩山，爬上瑞士的勃朗峰进行实验。结果，猜想得到了证实。巴斯德向科学界报告了自己的实验结果。许多听众无不为他们的冒险献身所感动，为他们的证据所折服。可是坚持自然发生说的反对派仍继续起劲地谴责巴斯德，称他是“马戏团的演员、骗子和小丑”。攻击的特别凶的是博物学家布歇（Pouch-et，一译浦舍

8、）等人。他们还采用以巴斯德之矛攻巴斯德之盾的办法，在一些瓶子里灌进干草浸液而不是酵母汤，并造成真空，赶往比利牛斯山脉的高山玛拉得塔，登上了比勃朗峰还要高出几英尺的山巅，打开瓶口。由于他们采用的是干草浸液，加之没有加热，结果在瓶中发现了微生物。借此，布歇攻击巴斯德是“以自己的瓶子作为对科学的最后通牒而惊世骇人”，要求在科学院作公开实验，而且说，如果他们的瓶子有一个打开之后而不立刻生长微生物的话，他们愿意承认错误。公开实验那天，巴斯德准时在科学院委员会做了实验。可是布歇等却吓得没敢到场。于是委员会作出了赞同巴斯德意见的决定。自主感知一、探究的基本过程 科学探究的过程大致包括六个环节，即：提出问题、

9、 、 、 、 、表达交流等。其中，探究成功的前提是能够提出有研究价值的 ，并作出符合科学事实的 ；探究成功的关键是制定出恰当的科学研究 。二、探究的常用方法生物学探究过程中，常常采用的方法主要有： 、 、 、 等。【思考讨论】 1.在巴斯德实验中，曲颈瓶的作用是什么？ 2.在进行探究实验时，可采取哪些方法来提高实验结果的可靠性？自主诊断.如果要设计“探究光对蟑螂生活的影响”实验，你认为除了下列哪项，其他条件都应保持相同?（ ） A.温度 B.湿度 C.食物 D.光照2.某生物研究小组的同学要为环保部门提供当地的有关环境污染报告，他们应采取下列哪种方法来了解当地的环境质量状况?（ ）A.观察法

10、B.调查法 C.实验法 D.模拟法3.在科学探究过程中，如果遇到障碍不能证明自己的假设是否成立，应采取相应措施，下列有关叙述中不可行的是（ ）。A.重新进行假设 B.研究制定出科学的探究计划C.改变探究方法 D.改进实验条件、器具或材料4.科学探究是探索生命的重要方法，是人们认识世界的重要途径之一。下列关于科学探究的叙述中，不正确的是（ ）A.提出问题是科学探究的第一步B.作出假设应有一定依据，不能臆断C.在对照实验中，除了变量外，其他因素也可不同D.探究实验时可以设置多组实验组5.科学家对蜜蜂群体的自然活动状况进行跟踪拍摄，这种研究方法属于（ ）A.实验法 B.观察法 C.文献法 D.分类法

11、6.如图是巴斯德著名的“曲颈瓶”实验示意图。A瓶、B瓶内都装有肉汤，甲图表示A瓶煮沸，B瓶不进行处理。一段时间后，其中一瓶仍然保鲜，另一瓶变质；接着，将保鲜那瓶的瓶颈打断(如乙图)，数日后，瓶中肉汤也变质。请回答：(1)甲图中肉汤仍保鲜的是_瓶，而将其瓶颈打断后，变质的原因是空气中的_进入瓶内。(2)甲、乙两组实验所控制的变量都是（ ）A.瓶子 B.细菌 C.肉汤乙图中控制该变量的方法是将瓶颈打断；而甲图中控制该变量的方法则是_。(3)巴斯德的“曲颈瓶”实验是否要经过重复多次才能得出科学的结论？_。7.为了探究废电池对水体的污染，某同学设计了以下实验步骤：(1)将一节5号电池破碎，浸泡在100

12、0毫升的清水中23天；(2)在4只鱼缸上分别贴上标签A、B、C、D；(3)在4只鱼缸中分别放入等量的清洁无污染的河水；(4)在4只鱼缸中分别加入50毫升、100毫升、200毫升、400毫升电池浸出液；(5)向各鱼缸中分别放入三条金鱼，定时喂养同种饲料，观察并记录情况。结果见下表：ABCD所加浸出液的体积(毫升)50100200400金鱼成活天数(天)151271(1)该同学提出的假设是 。(2)该实验第(5)步中，放入各鱼缸的金鱼必须是 。(3)通过实验，该同学得出的结论是 。(4)实验时是否需要设置对照组? 。若需要，该如何设置? 。自主提升1.为探究温度与蟋蟀鸣叫之间是否存在联系，某同学将

13、蟋蟀放在以温度为变量的环境中饲喂，并在同一时间段内统计蟋蟀的鸣叫次数，该研究过程主要采用了（ ）.观察法.实验法 .测量法.调查法2.观察是科学探究常用的一种方法。下列关于观察的叙述中，不正确的是（ ）A.观察首先要制订观察目标B.观察时要全面、仔细，并做好观察记录C.观察的特点是比较直接，所以一般不需要很长时间D.观察可以直接用肉眼或借助放大镜、显微镜等仪器3一位同学猜想：绿色植物需要沙子才能更健康地生长。为了证明她的猜想，她准备了两盆植物，其中一盆所处的环境和条件如第一幅图所示，则另一盆所处环境和条件应该是( )4以下是某同学为探究温度是否影响黄栌叶色而进行的实验设计，符合要求的是（ ）.

14、甲组用弱光照射，乙组用强光照射.甲组用光照时间长，乙组光照时间短.甲组置于低温环境中，乙组置于高温环境中.甲组土壤保持湿润，乙组土壤保持干燥 5.为了探究食品腐败的原因和细菌生存的条件，某生物小组取经过消毒的甲、乙、丙三个相同锥形瓶，按下表要求进行了实验设计。瓶号甲乙丙加入物质50毫升无菌牛奶50毫升无菌牛奶50毫升无菌牛奶瓶口处理不作处理不作处理用消毒棉球处理温度25525请据表分析，本实验设计中包含了多少组对照实验？变量是什么？（ ）A.两组，温度、空气B.两组，温度、消毒棉球 C.两组，温度、细菌D.三组，温度、空气、细菌6.春雨潇潇，滋润万物。然而有些雨水，却能腐蚀建筑和户外雕塑，使植

15、物枯萎，甚至能伤害人的皮肤和黏膜。为什么呢？这样的雨水具有较强的酸性，叫做酸雨。酸雨主要是人为地向大气中排放大量酸性物质造成的，它对生物会造成极大的危害，被称为“空中死神”，而福建省是我国主要的酸雨分布地区之一。酸雨对植物的生长会有影响吗？小宇同学就这一问题进行了探究，制定计划并实施：在一个花盆里播10粒大豆种子，等它们长成幼苗后做实验；向食醋中加清水，配制成“模拟酸雨”；向花盆里的大豆幼苗喷洒“模拟酸雨”，每天一次，观察并记录实验现象。实验结果：几天后，花盆中大豆幼苗全部死亡。请你回答下列问题：（1）此实验中小宇同学提出的问题是什么？ （2）作出的假设是什么？ 。（3）小宇同学制定的计划中有

16、没有设置对照组？ 。（4）如果需要，你认为下列哪一组可以做为其对照组？ 。A.同时设置另一盆条件完全相同的大豆幼苗，每天喷洒清水。B.同时设置另一盆条件完全相同的大豆幼苗，每天既不喷洒清水，也不喷洒“模拟酸雨”。C.同时设置另一盆条件完全相同的大豆幼苗，放在阴暗的环境中D.同时设置另一盆条件完全相同的大豆幼苗，并放要低温环境中（5）根据小宇的实验结果，你得出的结论是 。（6）有人认为只要用1粒大豆种子做实验就行了，你说呢？简述你的理由。 自主实践人们常说“煮过的蔬菜没有新鲜的蔬菜营养好”，你是怎样认为的呢？请做出假设，并设计一个实验进行验证。自主反思收获与感悟： 。花叶絮语巴斯德是19世纪法国

17、一位杰出的科学家，微生物学的奠基人，因发明了传染病预防接种法，为人类和人类饲养的家畜、家禽防治疾病做出了巨大的贡献。由于在科学上的卓越成就。使得他在整个欧洲享有很高的声誉，德国的波恩大学郑重地把名誉学位证书授予了这位赫赫有名的学者。但是，普法战争爆发后，德国强占了法国的领土，出于对自己祖国的深厚感情和对侵略者德国的极大憎恨，巴斯德毅然决然把名誉学位证书退还给了波恩大学，他说：“科学虽没有国界，但科学家却有自己的祖国。”这掷地作响的话语，充分表达了一位科学家的爱国情怀，并因此而成为一句不朽的爱国名言。99999999999999999999999999999999 参考答案 第三节 生物学的探究方法自主感知一、探究的基本过程做出假设 制订计划 实施计划 得出结论 问题 假设 计划二、探究的常用方法观察法 实验法 调查法 测量法【思考讨论】1.弯曲的瓶颈能让空气进入，而细菌不能进入。2.设置对照实验，控制单一变量，增加重复次数等自主诊断1D 2.B 3.A 4.C 5.B 6.（