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1、第二节 生物学的研究方法教材分析（一）教学分析：本节课以一个经典的实验统领全部内容，是新的课程标准中第一个一级主题“科学探究”在初一学生面前第一次较完整的显现。经典实验中蕴藏了科学的实验思想、巧妙的实验设计方法。在教学过程中应注意挖掘其中内涵，以经典实验为载体，培养学生科学的思维和能力，以求初步认知科学的方法。要让学生改变过去注重知识记忆的倾向，形成积极主动的学习态度，让学生利用探究的思路，学会寻求多种途径方法获取知识，养成科学的精神和能力，本节课起着“抛砖引玉”的作用。如何引导学生从日常生活、生产实际或者学习中发现与生物学相关的问题；如何让学生描述探究过程和结论；甚至如何设计对照实验等等，都
2、是备课过程中我们应该关注的。从学生喜欢的生活中的场景、情景入手选择与学生互动的内容是处理这节课首选方案。另外，还要有意对学生进行一种精神的熏陶，即科学是人类思考问题、解决问题的方法的活生生的探索过程，其中不仅能享受发现的乐趣、成功的喜悦；还要承受挫折的痛苦、失败的悲伤，要养成不屈不挠、敢于冒险、保持好奇、勇于创新的科学精神和科学态度。（二）教学目标：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，并有兴趣参与课堂探究活动，愿与同伴合作。3、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。4、了解科学
3、家的工作方法和思维方法，体会科学家严谨求实的科学态度和锲而不舍、勇于探索的科学精神。（三）教学重点：巴斯德实验的分析与讨论；科学探究的一般过程。（四）教学难点：从巴斯德实验的过程中，概括出科学探究的大致过程；从已知科学知识与所发现问题的冲突中，筛选出有研究价值的问题。教学准备：多媒体课件；巴斯德实验的教学录象片断；巴斯德的生平录象片断；学生每小组一碗已经变酸的肉汤 、部分豌豆种子等。教学程序：一.问题感知，情景切入 1、屏幕出示在医院里，一医生正在询问一名全身过敏的学生的最近几天的饮食。创设问题情境：全身过敏的原因是什么呢？2、学生畅所欲言，发表各自的高见：可能是吃鱼的原因，可能是吃蟹子的缘故
4、从生活中的事例引导学生根据生活经验进行猜想，这是解决问题的前提。3、教师进一步启发学生：如何验证你的猜想呢？引导学生集思广益寻求解决问题的方法。对于学生的方法进行积极的评价，并追问：试着回忆一下其中有哪些十分重要的环节？4、学生的回答可能不够严谨，教师要多鼓励。科学探究的方法能使我们有效地解决日常生活中的问题，也一定能帮我们解决生物学上的疑难问题；那么科学家是怎样进行探究的？从而引入课题。二.自主学习，过程显现1.实物感知：一小组为单位分发小碗肉汤，请学生用各种感官来辨认肉汤或者观察肉汤后，用语言描述它的特征。2.问题筛选：提倡学生就肉汤的特征提出问题，并确认其中较有研究价值的。说出筛选问题的
5、理由。在这一环节中，体现了问题源于对生活细致的观察与思考，引导学生以后对生活的关注。（二）假设的确定让学生分组，并鼓励学生对自己提出的问题所导致的结果做出大胆的猜测，并且可以在多种设想的结果中，选择一种设计。如肉汤变酸是空气中的物质落在肉汤上形成的等。（三）制定计划1.投影展示友情提示：方案设计的优劣往往决定着研究的方向和问题能否解决，因此实验中应提醒学生注意以下方面：（1）实验中用到了什么原理？（2）试验需要哪些材料和用具？写出试验步骤。（3）实验中可能出现什么问题？（4）实验中遇到意外的事故如何处理？（5）试验过程中小组人员的分工如何？教师可以作为资源的提供者，提前在屏幕上打出很多实验仪器
6、的实物照片，供学生选择。材料当然一定要充足。 2.用实物展示台交流各组的计划：就其中可操作性强、材料廉价等方面进行比较。3.出示巴斯德实验的课件：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出了突出贡献；并播放影视片断，简单介绍巴斯德。4.投影巴斯德实验的问题讨论：（1）根据老师所出示的材料，以小组为单位说出巴斯德的研究是为了解决什么问题？（2）他根据提出的问题和早期的研究，做出了什么样的科学假设？和你的假设有何不同之处？你和巴斯德相比，谁的问题更有研究价值？说出理由 在学生讨论的过程中，能够针对自己的问题、假设与科学巨匠相比，若问题相近，
7、可以让学生触摸到科学的真实，为以后更多的科学探究活动奠定良好的情感基础；若有不同，更能帮助学生寻找其中的原因，引导学生积极思维、大胆猜测，进而培养尊重事实、敢于怀疑、勇于反思的科学素质。（四）实施计划1.利用实物投影和课件的相互切换：让学生对照巴斯德的实验过程，找出自己在设计中有哪些可取之处？有哪些地方需要改进的地方？并在交流的过程中，教师不断地加入到学生的思维快乐中，对问题达成共识，对语言表达进行激励和评价，达到师生的共享和合作。2.展示巴斯德实验中的两种烧瓶，出示问题：在巴斯德的实验中，设计的曲颈瓶妙在何处？在这个过程中，学生不一定说出“变量”或者“对照”这些准确的词语，但他们的脑海中确实
8、意识到了这个问题是实验成败的关键，所以他们的思维闸门猛然打开，顿悟中会出现不少的亮点：如，（1）针对问题：肉汤变酸是肉汤内的物质所为，设计的实验是两个直颈的烧瓶的处理是在肉汤煮沸后，一个密封瓶口，一个瓶口敞开，对比肉汤的变化。（2）针对问题：肉汤变酸是空气中的物质所为，便在巴斯德的曲颈瓶的精巧的构思中感受到了智慧的魅力，体会到发现的快乐。3.设置递进问题，形成问题链条：在巴斯德的实验中，除了控制变量之外，还应注意哪些问题，才能保证结果的准确、可信？学生可以借鉴生活经验，说出实验需要规范的实验操作程序、仔细观察、勤于记录、尊重实验现象等等，这种积极地参与，即创造出了一种学习的心理气氛，形成了富有
9、个性的讨论空间。又对信息进行了积累和处理。利于引导学生进入下一个教学环节：对实验法和观察法的认识。4.实验法、观察法的延伸 （1）屏幕出示教材中的“思考与练习”：没有观察就没有科学，科学发现在于仔细的观察中。以及孟德尔对豌豆种子的文字描述：要么是圆形或近似圆形的，表面即使不光滑，也只有浅浅的凹痕；要么是带有棱角的不规则形，而且表面有深深的皱褶。（2）分发豌豆种子：让学生观察它的形态特点，尝试用自己的语言说明。（3）点化“思维迷雾”：你认为科学家要得到一定量的证据，还可以通过什么途径获得？通过学生自己与科学家的文字对比，体会语言准确的重要。再对照教材中相关链接中的定义，检查自己语言的到位程度。在
10、此过程中，让学生体会到了生物探究采用的方法有很多，除了上述方法之外，还有测量法、调查法等等，殊途同归，科学的过程中没有一定之规，根据自己的大胆设想，符合科学的思维创新应该大力提倡，当然在其中也有“不着边际”的猜想类回答，初一的学生应该以鼓励为主要评价方式，给学生的思维“呼吸”的空间。（五）得出结论1.细节分析：巴斯德的实验中，实验现象说明了什么问题？得出了什么结论？2.“思维障碍设置”：你能否设想一下，如果当时烧瓶中的肉汤在巴斯德打断曲颈瓶前都变酸了呢？巴斯德会如何处理以后的实验？ 这些问题的提出，不在于学生的答案是否正确，而是让他们意识到实验现象、数据的处理与实验结论密切相关；探究过程往往不
11、是一次就顺利完成的，需要反复探索，不断改进探究方法，才能证明自己假设是否成立，让学生自己感受到探究中不仅讲究方法，而且还要专注、细心和契而不舍。精神的东西只有学生体验和感悟才能起到教育的功效。（六）表达交流找出你在这节课中，从别人的身上得到的启示有哪些？让学生在其中意识到交流的重要。能从周围获取有用的信息，使思维更有灵性。三.归纳总结，知识凝练（一） 引导小组合作交流，归纳科学探究的一般过程和研究生物学的基本方法。这是一个学生思维升华的阶段，充分利用群体的智慧，使学生的分析能力和综合能力得到进一步提升。让学生运用归纳、概括等方法对获取的信息进行整理加工，从而构建知识框架。巴斯德证明自己假设的过
12、程，就是一个科学探究的过程，回忆整个过程：（1）、生物学科学探究的一般过程大致包括哪几个步骤？（2）、爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”想一想，科学探究成功的前提是什么？成功的关键是什么？（3）整个过程中采用了哪些生物学研究方法？ （二）补充说明：无论是实验探究、调查探究还是资料分析探究等活动，大体上都包含提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流等程序，只是侧重点和难点不尽相同。在今后的学习中我们再去逐一体会和感悟。（三）学习知识的目的在于运用知识去解决生活中的实际问题，将知识与现实生活和实际紧密结合。问题设置如下：（1）、初一新生刚入学，学校将为每个学
13、生建立健康档案（身高、体重、视力、有无家族遗传病等），请你想一想将用到哪些研究方法？（2）、请大家观看一段“青霉素是怎样被发现的？”影片，请分析这个过程符合科学探究的一般程序吗？从中你有什么启发？（3）小明同学非常喜欢观察、思考生物现象。雨后的一天下午，他仔细的观察地上的蚯蚓，想到了一个问题：蚯蚓生活在地下的土中，它们到底喜欢明亮还是喜欢黑暗？你能根据小明的问题，提出自己的假设并设计一个探究活动吗？1、小组合作，找出解决问题的方法，组内交流，达成共识。尤其对于（2）、（3）两题应进行充分的交流。让学生学会运用生物学研究的方法解决实际问题，培养学生的探究意识。2、积极鼓励学生课下独立学习，按照科
14、学探究的一般程序自己设计，自己动手，完成探究活动。3、鼓励学生在学习和生活中要善于观察和发现问题。想一想，你还能提出哪些有价值的问题？课堂小结：引导学生从知识、方法等方面谈自己本节课的收获，让学生在求知中体验，在体验中求知，从中感受到成功的乐趣。教学设计说明：这节课的核心内容是生物学的研究方法，但我们要让学生得到的不仅仅是简单化了的六个环节，因为在每一个环节中，都隐含着很多科学的思考与方法，整个的探究过程，隐含着情感、态度和价值观的培养和引领。下面就设计作一简要说明：一、通过探讨巴斯德实验，明晰科学探究的一般过程。并且在各个环节中注意了细节的处理。如问题的提出：注重了教材知识内容的衔接，并在设
15、计中引导学生关注生活本身，在观察中发现问题，并通过思考的过滤筛选出“价值问题”。培养了问题意识，强化了“问题源于生活”。使学生身在生物小课堂，心在生活大世界。让生活成为学生的教科书。二、通过分析曲颈瓶，突出科学实验设计中的原则。巴斯德的曲颈瓶体现着他精巧的构思和严谨的实验设计原则，那便是设计试验的关键是避免无关变量因素的干扰，在其中我注意了两条线索：一条是介绍试验的方法和设计，另一条是实验研究的过程，并用后者统领前者，形成如下的教学思路：巴斯德发现肉汤变酸为何变酸可能是微生物引起 肉汤装瓶、煮、【观察】 【发现问题】 【提出假设】 【设计、实施实验】直颈中变酸、曲颈瓶中不酸 打破曲颈瓶口，肉汤
16、接触空气，变酸【分析结果】 【设计实验】（对比试验）结果证明肉汤变酸是因为空气中微生物导致 【分析结果，得出结论】其中包含的对照原则，是我们以后教学中的难点问题，在这节课的处理中，只是让学生有了一些感性认识。三、通过介绍巴斯德，进行情感教育。巴斯德在逆境中奋斗，正是现在的学生中所缺少的挫折教育的最好素材，他以自己坚忍不拔的毅力对人类做出了巨大的贡献，让学生在其中受到精神鼓舞和教育。本节课的最后提出的“科学家应具备的素质”，不仅是这节课的回味，也是学生整个求学生涯中应该思考和完成的“作业”。教学反思：本节课创设问题情境从学生的生活经验和知识背景出发，可以让学生感觉到所面临的问题是熟悉的，同时又是新奇的、富有挑战性的，从而使学生处于一种
