第二章生物學的研究方法名師編輯PPT課件

1、第二章第二章 生物學的研究方法生物學的研究方法第二章第二章 生物學的研究方法生物學的研究方法一、本章的主要內(nèi)容一、本章的主要內(nèi)容二、課標要求二、課標要求三、落實課程改革的理念和課程目標三、落實課程改革的理念和課程目標四、本章主要的教學目的和任務四、本章主要的教學目的和任務五、本章的重點與難點五、本章的重點與難點六、教學建議六、教學建議一、本章包括的主要內(nèi)容一、本章包括的主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 常用的生物學研究方法常用的生物學研究方法 觀察法觀察法 實驗法實驗法 其他研究方法，如調(diào)查法、文獻法、分其他研究方法，如調(diào)查法、文獻法、分類法等類法等第二節(jié)第二節(jié) 中學生學物實驗的常用工具中學生學物實驗的常

2、用工具 規(guī)范地使用解剖器規(guī)范地使用解剖器 規(guī)范地使用顯微鏡規(guī)范地使用顯微鏡二、課標要求二、課標要求 初步具有生物學實驗操作的基本技初步具有生物學實驗操作的基本技能、一定的科學探究和實踐能力，能、一定的科學探究和實踐能力，養(yǎng)成科學思維的習慣。養(yǎng)成科學思維的習慣。課程總目標：課程總目標：課程具體目標：課程具體目標：1.正確使用顯微鏡等生物學實驗中常用的工具和儀器，具備一定的實驗操作能力。 2.初步具有收集和利用課內(nèi)外的圖文資料及其他信息的能力。 3.初步學會生物科學探究的一般方法，發(fā)展學生提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力。在科學探究中發(fā)展合作能力、實踐能力

3、和創(chuàng)新能力。 4.樂于探索生命的奧秘，具有實事求是的科學態(tài)度、一定的探索精神和創(chuàng)新意識。 三、本章地位：力圖落實三、本章地位：力圖落實課程改革的理念和課程目標課程改革的理念和課程目標（一）本章注重落實的課程理念（一）本章注重落實的課程理念1.1.提高所有學生的科學素養(yǎng)，特別是生物提高所有學生的科學素養(yǎng)，特別是生物科學素養(yǎng)?？茖W素養(yǎng)。 2.2.倡導通過積極主動的科學探究過程進行倡導通過積極主動的科學探究過程進行學習。學習。3.3.關注學生的學習過程。關注學生的學習過程。4.4.關注學生在生物學學習實踐活動中所表關注學生在生物學學習實踐活動中所表現(xiàn)出來的情感、態(tài)度和價值觀?，F(xiàn)出來的情感、態(tài)度和價值

4、觀。1. 提高所有學生的科學素養(yǎng)，特別是生物科提高所有學生的科學素養(yǎng)，特別是生物科 學素養(yǎng)。學素養(yǎng)。 科學素養(yǎng)包括科學知識、科學方法、科學精神和科學態(tài)度等多方面。 生物科學素養(yǎng)是指公民在社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策中所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態(tài)度與價值觀。 本章通過學習生物學的研究方法為培養(yǎng)學生的科學方法和探究能力打下基礎。 科學方法科學方法 科學方法是人們在認識和改造世科學方法是人們在認識和改造世界的實踐活動中總結出來的正確的思界的實踐活動中總結出來的正確的思維方式和行為方式。維方式和行為方式。 科學研究的一般方法包括觀察法、科學研究的一般方法包括觀察法、分類法、調(diào)

5、查法、實驗法、數(shù)學方法、分類法、調(diào)查法、實驗法、數(shù)學方法、系統(tǒng)論方法、信息論方法和控制論方系統(tǒng)論方法、信息論方法和控制論方法等，其中，實驗法是生物學研究常法等，其中，實驗法是生物學研究常用的方法。用的方法。 在生物學的研究中，常常是多種在生物學的研究中，常常是多種研究方法綜合運用。研究方法綜合運用。 對于初中學生，其年齡、生對于初中學生，其年齡、生理、心理特點及原有的知識與理、心理特點及原有的知識與能力基礎，決定了初中學生能能力基礎，決定了初中學生能夠并應該學會如下一些基本方夠并應該學會如下一些基本方法：觀察、分類、測量和統(tǒng)計、法：觀察、分類、測量和統(tǒng)計、交流與預測、提出問題與作出交流與預測、

6、提出問題與作出假設、找出并控制可變因素進假設、找出并控制可變因素進行實驗等。行實驗等。2.2.倡導通過積極主動的科學探究過程進行學習。倡導通過積極主動的科學探究過程進行學習。 生物科學不僅僅是一堆事實和理論，更是一個過程，包括對生物及其相關事物進行觀察和描述、提出問題、從各種信息渠道查找信息、提出假設、設計實驗驗證假設、思維判斷、作出解釋，并能和他人協(xié)作工作和交流。 在這一過程中學生可以把科學知識與觀察、推理、思維技能結合起來，從而能動地獲得對于生物科學的理解，強化創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。 關于探究能力的培養(yǎng)關于探究能力的培養(yǎng) 客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象 通過觀察或從實

7、際生活中提出與生物學相關的可以探通過觀察或從實際生活中提出與生物學相關的可以探究的問題究的問題 分析問題，闡明與研究該問題相關的知識分析問題，闡明與研究該問題相關的知識 確認變量確認變量 作出假設和預期作出假設和預期 設計可行的實驗方案設計可行的實驗方案 實施實驗方案，收集證據(jù)實施實驗方案，收集證據(jù) 利用數(shù)學方法處理、解釋數(shù)據(jù)利用數(shù)學方法處理、解釋數(shù)據(jù) 根據(jù)證據(jù)作出合理判斷根據(jù)證據(jù)作出合理判斷 用準確的術語、圖表介紹研究方法和結果，闡明觀點用準確的術語、圖表介紹研究方法和結果，闡明觀點 聽取他人意見，利用證據(jù)和邏輯對自己的結論進行辯聽取他人意見，利用證據(jù)和邏輯對自己的結論進行辯護以及作必要的反

8、思和修改護以及作必要的反思和修改科學探究的過程科學探究的過程 提出問題 作出假設 設計實驗 完成實驗，收集數(shù)據(jù) 分析數(shù)據(jù) ，得出結論 本章學生初次進行探究實驗，其目的是讓學生體驗科學探究的過程 ，因此教材給出探究的各環(huán)節(jié)，沒有要求學生作設計。3.3.關注學生的學習過程。關注學生的學習過程。 既關注學生學習的結果，更關注學生學習過程中的變化和發(fā)展； 既關注學生生物學學習的水平，更關注學生在生物學學習實踐活動中所表現(xiàn)出來的情感、態(tài)度和價值觀。 4.4.關注學生在生物學學習實踐活動中所關注學生在生物學學習實踐活動中所表現(xiàn)出來的情感、態(tài)度和價值觀。表現(xiàn)出來的情感、態(tài)度和價值觀。 通過初中生物學學習，形

9、成尊重客觀事實和服從真理的的科學態(tài)度，具有求實、創(chuàng)新、和勇于實踐的科學精神以及獨立思考、樂于合作交流的習慣。 通過初中生物學學習，熱愛自然、熱愛生物和人類，熱愛生物科學。珍愛生命，理解人與生物和諧發(fā)展的意義。提高環(huán)境保護意識。 （二）本章注重落實的課程目標（二）本章注重落實的課程目標 通過初中生物學學習，應使學生通過初中生物學學習，應使學生能夠正能夠正確使用解剖鏡、顯微鏡等常用器具確使用解剖鏡、顯微鏡等常用器具，在，在觀察和實驗過程中掌握觀察和實驗過程中掌握采集和處理實驗采集和處理實驗材料材料、制作臨時裝片和徒手切片、解剖、制作臨時裝片和徒手切片、解剖動植物、作簡單的生理實驗等操作技能。動植物

10、、作簡單的生理實驗等操作技能。 通過初中生物學學習，應使學生通過初中生物學學習，應使學生嘗試和嘗試和體驗科學觀察和實驗的基本過程，學會體驗科學觀察和實驗的基本過程，學會記錄和整理觀察和實驗結果，記錄和整理觀察和實驗結果，初步學會初步學會從生物學及其相關自然科學的角度提出從生物學及其相關自然科學的角度提出問題、分析問題、理解問題，報告結論。問題、分析問題、理解問題，報告結論。 通過初中生物學學習，應使學生通過初中生物學學習，應使學生學會與學會與他人合作，能比較清楚地表達和交流解他人合作，能比較清楚地表達和交流解決問題的過程與結果，決問題的過程與結果，并初步形成評價并初步形成評價與反思的意識。與反

11、思的意識。 四、本章主要的教學目的和任務四、本章主要的教學目的和任務 知識目標知識目標1.使學生說出生物學的幾種研究方法，舉例說出應用使學生說出生物學的幾種研究方法，舉例說出應用觀察法的注意事項，描述實驗法的基本過程。觀察法的注意事項，描述實驗法的基本過程。2.使學生能識別中學生物學常用的解剖器。使學生能識別中學生物學常用的解剖器。3.使學生說出顯微鏡的結構，解釋顯微鏡的基本原理，使學生說出顯微鏡的結構，解釋顯微鏡的基本原理，會計算顯微鏡的放大倍數(shù)。會計算顯微鏡的放大倍數(shù)。 能力目標能力目標1.通過學生探究光對鼠婦分布影響的實驗，使其嘗試通過學生探究光對鼠婦分布影響的實驗，使其嘗試用實驗法進行

12、生物學研究的基本過程。用實驗法進行生物學研究的基本過程。2.使學生能夠規(guī)范地使用常用的解剖器，會使用和養(yǎng)使學生能夠規(guī)范地使用常用的解剖器，會使用和養(yǎng)護顯微鏡。護顯微鏡。 情感、態(tài)度與價值觀情感、態(tài)度與價值觀 1.通過參加鼠婦實驗的過程，使學生體通過參加鼠婦實驗的過程，使學生體驗進行科學研究要實事求是，要嚴謹、驗進行科學研究要實事求是，要嚴謹、認真，要有合作精神。認真，要有合作精神。 2.使學生感受實驗操作的樂趣，體驗實驗使學生感受實驗操作的樂趣，體驗實驗室工作的細致，形成遵守實驗室紀律和室工作的細致，形成遵守實驗室紀律和愛護實驗設備的習慣，逐步確立實事求愛護實驗設備的習慣，逐步確立實事求是的科

13、學態(tài)度。是的科學態(tài)度。 五、本章的重點與難點五、本章的重點與難點1.本章的重點本章的重點 生物學的幾種研究方法，觀察法和實生物學的幾種研究方法，觀察法和實驗法，通過驗法，通過“探究光對鼠婦分布的影探究光對鼠婦分布的影響響”體驗實驗法的基本過程。體驗實驗法的基本過程。 識別和規(guī)范地使用常用的解剖器（名識別和規(guī)范地使用常用的解剖器（名稱、解剖剪的規(guī)范使用）。稱、解剖剪的規(guī)范使用）。 顯微鏡的結構、基本原理和使用及養(yǎng)顯微鏡的結構、基本原理和使用及養(yǎng)護的方法。護的方法。2.本章的難點本章的難點 使學生了解在生物學的研究中，常使學生了解在生物學的研究中，常常是多種研究方法綜合運用。常是多種研究方法綜合運

14、用。 使學生對應用實驗法探究光對鼠婦使學生對應用實驗法探究光對鼠婦分布的影響產(chǎn)生興趣，并體驗實驗分布的影響產(chǎn)生興趣，并體驗實驗法的基本過程法的基本過程 。 解剖剪的規(guī)范使用。解剖剪的規(guī)范使用。 顯微鏡的基本原理和調(diào)焦等操作方顯微鏡的基本原理和調(diào)焦等操作方法。法。 六、教學建議六、教學建議1.指導學生掌握一定的學習方法指導學生掌握一定的學習方法 。2.指導學生體驗實驗法的全過程。指導學生體驗實驗法的全過程。3.給學生充分的時間練習解剖器的使給學生充分的時間練習解剖器的使用。用。4.生生互動，認識顯微鏡的結構；生生互動，認識顯微鏡的結構； 照圖自學，練習顯微鏡的使用。照圖自學，練習顯微鏡的使用。1

15、.指導學生掌握一定的學習方法指導學生掌握一定的學習方法 。 如如sq3r法。法。 學習第一節(jié)課文時，教師在學習第一節(jié)課文時，教師在指導學生閱讀的過程中，可以設指導學生閱讀的過程中，可以設計問題串，引導學生思考并逐步計問題串，引導學生思考并逐步掌握一些學法。掌握一些學法。sq3r法簡介（詳見教參法簡介（詳見教參p16） sq3r法是自學的方法之一。法是自學的方法之一。 s(survey)縱覽：縱覽就是先盡量弄清楚縱覽：縱覽就是先盡量弄清楚所讀材料的目的之所在，閱讀作者的序所讀材料的目的之所在，閱讀作者的序言后記，仔細查看目錄和索引，閱讀各言后記，仔細查看目錄和索引，閱讀各章的提要或小結（如果有的

16、話），迅速章的提要或小結（如果有的話），迅速瀏覽一下全書，以便對整個概貌有一個瀏覽一下全書，以便對整個概貌有一個了解。了解。 q(question)提問：瀏覽自己準備細讀的提問：瀏覽自己準備細讀的那些章節(jié)時，要認真琢磨其中的某些觀那些章節(jié)時，要認真琢磨其中的某些觀點，并且把它和已掌握的有關觀點相對點，并且把它和已掌握的有關觀點相對比、相聯(lián)系，并隨手記下所想到的問題。比、相聯(lián)系，并隨手記下所想到的問題。 1r(read)閱讀：通常要求讀得慢而閱讀：通常要求讀得慢而透徹，要把各章節(jié)中的大小標題牢記透徹，要把各章節(jié)中的大小標題牢記在腦子里，沒有大小標題的，自己應在腦子里，沒有大小標題的，自己應當概括

17、地予以寫出。當概括地予以寫出。 2r(recite)背誦：不是逐字逐句地復背誦：不是逐字逐句地復誦或默記，而是在理解的基礎上，把誦或默記，而是在理解的基礎上，把有關章節(jié)的中心思想能提綱挈領地復有關章節(jié)的中心思想能提綱挈領地復述出來，當然也可把某些極其重要的述出來，當然也可把某些極其重要的東西背誦出來。東西背誦出來。 3r(revise)復習：需要長時間保留在復習：需要長時間保留在記憶中的材料必須反復復習。記憶中的材料必須反復復習。2.指導學生體驗實驗法的全過程。指導學生體驗實驗法的全過程。 鼓勵學生提出問題。鼓勵學生提出問題。 指導學生構想假設。指導學生構想假設。 設計問題串，促進學生理解實驗

18、法的基設計問題串，促進學生理解實驗法的基本過程。本過程。 鼓勵學生自己發(fā)現(xiàn)問題并嘗試用實驗法鼓勵學生自己發(fā)現(xiàn)問題并嘗試用實驗法解決問題。解決問題。 鼓勵學生提出問題。鼓勵學生提出問題。 教師要鼓勵學生在觀察與捕捉鼠婦教師要鼓勵學生在觀察與捕捉鼠婦時發(fā)現(xiàn)和提出問題。時發(fā)現(xiàn)和提出問題。 科學起源于好奇心。由于人們對自科學起源于好奇心。由于人們對自身、對周圍世界、對宇宙空間的各種現(xiàn)身、對周圍世界、對宇宙空間的各種現(xiàn)象有強烈的好奇心，因而能夠發(fā)現(xiàn)問題，象有強烈的好奇心，因而能夠發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，進而尋找事實去解決問題，提出問題，進而尋找事實去解決問題，從而產(chǎn)生了科學。從而產(chǎn)生了科學。 科學的實質(zhì)是人

19、們能夠提出問題并科學的實質(zhì)是人們能夠提出問題并認為這些問題是可以解答的。認為這些問題是可以解答的。 發(fā)現(xiàn)一個問題往往比解決一個問題更發(fā)現(xiàn)一個問題往往比解決一個問題更重要。重要。 愛因斯坦愛因斯坦 求學問，先學問；只學答，非學問。求學問，先學問；只學答，非學問。 李政道李政道 實驗是從提出一個科學問題開始的。實驗是從提出一個科學問題開始的。科學問題是指能夠通過收集數(shù)據(jù)而回答科學問題是指能夠通過收集數(shù)據(jù)而回答的問題。的問題。 提出問題的數(shù)量提出問題的數(shù)量鼓勵好奇心鼓勵好奇心提出問題的質(zhì)量提出問題的質(zhì)量可以探究的問題，即可以探究的問題，即能夠通過收集數(shù)據(jù)而回答的問題。能夠通過收集數(shù)據(jù)而回答的問題。選

20、擇適合探究的問題：選擇適合探究的問題： 問題是否具有探究性問題是否具有探究性 現(xiàn)有的知識、條件能否解決該問題現(xiàn)有的知識、條件能否解決該問題 該問題是否與教學目標相關該問題是否與教學目標相關 在指導學生完成鼠婦實驗，體驗實驗法的在指導學生完成鼠婦實驗，體驗實驗法的過程后，教師可以鼓勵學生研究自己或過程后，教師可以鼓勵學生研究自己或小組感興趣的問題。小組感興趣的問題。 指導學生構想假設指導學生構想假設 假設是對實驗結果的預測。假設是對實驗結果的預測。 和所有的預測一樣，假設是和所有的預測一樣，假設是建立在觀察和以往的知識經(jīng)驗上建立在觀察和以往的知識經(jīng)驗上的。但與許多預測不同的是，假的。但與許多預測

21、不同的是，假設必須能夠被檢驗。設必須能夠被檢驗。 嚴格的假設應該采用嚴格的假設應該采用“如如果果，那么，那么”的句式。假的句式。假設其實是對即將進行的實驗的一設其實是對即將進行的實驗的一個粗略概括。個粗略概括。 例如：某學生為消滅家里下水道附例如：某學生為消滅家里下水道附近的鼠婦希望了解其食性，因此提出近的鼠婦希望了解其食性，因此提出問題：問題：“鼠婦愛吃甜的食物還是愛吃鼠婦愛吃甜的食物還是愛吃咸的食物？咸的食物？” 對此問題所作出的假設是：如果對此問題所作出的假設是：如果擺在鼠婦面前有甜食和咸食，多數(shù)鼠擺在鼠婦面前有甜食和咸食，多數(shù)鼠婦選擇咸食，那么鼠婦愛吃咸的食物。婦選擇咸食，那么鼠婦愛吃

22、咸的食物。 該組學生設計并完成多組對照實該組學生設計并完成多組對照實驗，得出了驗，得出了“鼠婦愛吃甜食鼠婦愛吃甜食”的結論。的結論。 （證實和證偽）（證實和證偽） 強調(diào)實驗設計的單因子變量原則強調(diào)實驗設計的單因子變量原則 單因子變量原則單因子變量原則即控制其他因即控制其他因素不變，而只改變其中某一因素，素不變，而只改變其中某一因素，觀察其對實驗結果的影響。（鼠婦觀察其對實驗結果的影響。（鼠婦實驗中只研究光的影響，不能同時實驗中只研究光的影響，不能同時研究潮濕問題）研究潮濕問題）可以引導學生分析：同時存在陰暗、潮濕可以引導學生分析：同時存在陰暗、潮濕 兩方面差異的情況，鼠婦的分布究竟是受兩方面差

23、異的情況，鼠婦的分布究竟是受什么影響的，從學生答案的分歧中，體會什么影響的，從學生答案的分歧中，體會設置單因子變量的重要性。設置單因子變量的重要性。 設計問題串，促進學生理解實驗法設計問題串，促進學生理解實驗法的基本過程的基本過程。如：實驗操作后可以討論：如：實驗操作后可以討論：1. 實驗有誤差嗎？產(chǎn)生誤差的原因是什么？實驗有誤差嗎？產(chǎn)生誤差的原因是什么？怎樣改進實驗可以減小誤差？怎樣改進實驗可以減小誤差？2. 實驗結果與你的預期一致嗎？實驗結果與你的預期一致嗎？ 如果你做如果你做的一次實驗結果與你的預期恰好一致，的一次實驗結果與你的預期恰好一致，是不是可以得出結論？是不是可以得出結論？3.

24、為什么還要做全班實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計工作？為什么還要做全班實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計工作？4. 如果實驗結果與你的預期不同，可以修如果實驗結果與你的預期不同，可以修改數(shù)據(jù)嗎？改數(shù)據(jù)嗎？ 解決實驗組、對照組的設置解決實驗組、對照組的設置 實驗中設立對照組，使實驗結果具有實驗中設立對照組，使實驗結果具有說服力。通常說服力。通常,一個實驗分為實驗組一個實驗分為實驗組和對照組。和對照組。 實驗組實驗組是接受實驗變量處理的對是接受實驗變量處理的對象組，即非自然狀態(tài)。如：鼠婦實驗象組，即非自然狀態(tài)。如：鼠婦實驗中的未遮光處，相對其陰暗的生活環(huán)中的未遮光處，相對其陰暗的生活環(huán)境屬非自然狀態(tài)。境屬非自然狀態(tài)。 對照組對照組亦稱

25、控制組亦稱控制組,對實驗假設對實驗假設而言而言,是不接受實驗變量處理的對象是不接受實驗變量處理的對象組，即自然狀態(tài)。如：遮光處。組，即自然狀態(tài)。如：遮光處。 鼓勵學生自己發(fā)現(xiàn)問題并嘗試用實鼓勵學生自己發(fā)現(xiàn)問題并嘗試用實驗法解決問題。驗法解決問題。 鼓勵學生研究自己感興趣的問題，鼓勵學生研究自己感興趣的問題，或小組同學共同感興趣的問題。或小組同學共同感興趣的問題。 指導學生在他們所提出的問題中選指導學生在他們所提出的問題中選擇一個小組有能力解決的問題。擇一個小組有能力解決的問題。 指導學生進行簡單的實驗設計，鼓指導學生進行簡單的實驗設計，鼓勵學生自己準備材料，小組協(xié)作完勵學生自己準備材料，小組協(xié)作完成實驗。成實驗。 給學生展示實驗成果的機會，使學給學生展示實驗成果的機會，使學生體驗設計與完成實驗的成就感。生體驗設計與完成實驗的成就感。 3.給學生充分的時間練習解剖器的使用給學生充分的時間練習解剖器的使用 可以讓學生對照書上的圖，模仿操作。（注意可以讓學生對照書上的圖，模仿操作。（注