科学探究的一般方法

第5节 科学探究的基本方法 一、教材分析 实验是学习生物知识的重要方法。实验一定要有相应的工具和正确使用有关工具的方法及步骤。本节教材的第一部分安排学生学习使用实验常用的工具，对常用实验器具的分类、安全操作规则做了简单的介绍，了解其用途、正确的操作方法以及安全使用法则。着重学习显微镜，要求每位学生都能独立操作。这对学生今后科学地探索生命，正确地使用各种探究器具，养成良好的实验习惯和实事求是的科学态度都有非常大的作用，它将为学生学会科学探究奠定坚实的基础。教材设计了DIY及“科学·技术·社会——电子显微镜”两个栏目，可让学生更好地掌握显微镜使用方法及了解显微镜的发展，体验显微镜在微观世界中的特殊作用，感悟科学、技术、社会三者是相互促进、共同发展的。第二部分是科学探究，科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。新课程中的科学探究通常包括6个阶段，对各个阶段提出不同的要求： 科学探究过程 课标中的基本要求

提出问题 尝试从日常生活、生产实际或学习中发现与生物学相关的问题，尝试书面或口头表述这些问题。描述已知科学知识与所发现问题的冲突。

作出假设 应用已有知识，对问题的答案提出可能的设想，估计控制变量，设计对照实验。

制定计划 拟定探究计划，列出所需要的材料与用具，选出控制变量，设计数据，得出结论。 实施实验 进行观察、调查和实验，收集数据，评价数据的可靠性。 得出结论 描述现象，处理数据，得出结论。 表达、交流 撰写探究报告，交流探究过程和结论。 为了帮助学生开展科学探究，体验科学过程与科学方法，本教材选择一则肉汤变质问题的典型案例，从中了解到科学探究的过程有：提出问题、作出假设、制定计划、实施实验、实验结果和得出结论。然后让学生进行探究“水温的变化对金鱼的呼吸次数的影响”的实验。通过实例分析、设计与实践，学生就能更加明确科学探究各个阶段的要求以及达到要求的方法。由于有前几次实验探究的训练，这项实验提高了探究要求，要求学生学会作出假设，收集数据并汇总数据，找出规律。教师对此要非常明确，一定要想方设法组织好这次实验探究活动，将之落实到实处，使学生有一个比较完整的认识。 二、学习与导学目标： 1、知识积累与疏导：认识常用的工具，熟记显微镜的结构名称。中学常用的显微镜主要是单筒式光学显微镜，利用书上插图、实物，认识显微镜，对照图1-8说出显微镜的基本结构与作用。举例说出科学探究的一般方法。尝试确定实验中的变量，并相应设计对照实验。认知率达100%。 2、技能掌握和指导：在认识显微镜的基础上，尝试使用显微镜，从而能正确使用显微镜。通过实验探究，了解科学探究的一般过程，培养学生善于从现实生活中发现问题、提出课题、开展实验探究的能力。以探究肉汤变质为例，说明探究的一般步骤；并通过探究“水温的变化对鲫鱼呼吸次数的影响”，体验探究的过程。利用率达100%。 3、智能提高与训导：在动手实践操作的基础上，通过组内讨论、交流，培养合作精神，提高交流表达能力，培养学生动手能力。培养学生善于观察、思考、推理分析问题的能力,小组集体合作能力。互动率达100%。 4、情意修炼与开导：体验科学探究的过程，培养热爱科学的情感、实事求是科学素养、勇于实践与创新的精神，逐步确立以爱护小动物为原则来设计探究性实验。在实验操作过程中，发现问题，并尝试解决问题，激发学生的学习兴趣。在实践的过程中，确立实事求是的科学态度，认同实事求是的重要性。投入率达100%。 5、观念确认与引导：强调实验在生物课学习中的重要性，指出学生只有通过动手实验，才能获得许多感性的认识，才能学会许多科学的实验方法，去探索生物世界的奥秘，从而是学生明确实验课的目的，激发其探究精神，培养学生严谨的科学态度。强调思考和假设在生命探索中的重要。只有多思考，多问为什么，才能发现问题；只有大胆作出假设，才能进一步解决问题。认同率达100%。 三、教学重、难点分析 ：本节课的重点是：学会使用显微镜。学会科学探究的基本方法，进一步提高探究能力。本节课的难点是：发现问题、提出问题、进行假设、控制变量、开展实验探究。 四、课时计划：本节内容我准备安排2课时。 第1课时：（1）学习使用实验常用的工具。 （2）学习使用显微镜。 第2课时：（1）通过案例分析，学习科学家进行探究的过程。 （2）尝试探究水温的变化对金鱼呼吸次数的影响。（这里着重讨论探究方案即制定计划） （3）尝试找出温度与呼吸频率之间的关系和规律。交流实验结果，得出普遍规律。 教学思路： 第1课时是:（1）学习使用实验常用的工具。（2）学习使用显微镜。 通过积极参与、动手、动脑，亲身经历，从而能够正确使用显微镜。 教具准备：实验中常用器材（图1-7）、显微镜、擦镜纸、载玻片、盖玻片等。 教学过程： 丰富多彩的生物界蕴藏着无限奥秘，这些奥秘等待着我们去探索，要进行科学探索就离不开一些器材。 （一） 学习使用实验常用的器材 首先让学生辨认图1-7中器材，教师加以补充归类，按照老师的示范，认识并练习使用这些器材，了解它们的用途。 1．观察器具：放大镜等。 2．解剖器具：解剖盘、解剖剪、解剖针、解剖刀、镊子、刀片等。（提醒学生注意安全） 3．加热器具：酒精灯、三角架和石棉网等。 4．通用器具：烧杯、试管、滴瓶、滴管、纱布、培养皿、研钵、滴管等。（注意强调滴管取溶液时不能倒置，以免腐蚀滴管的胶头） （二）认识显微镜的结构： 教师出示显微镜，对其进行简要介绍。显微镜是常用的探究器具，能帮助我们观察肉眼无法观察到的细微结构。显微镜的种类很多，有光学显微镜，也有电子显微镜。我们中学常用的是单筒光学显微镜。 1．学生按教科书中图1-8的说明来观察实验桌上的显微镜各部分结构，了解各部分作用。 2．播放显微镜结构及各部分的功能的课件或利用挂图逐步讲解显微镜结构及功能。 3．各小组内的同学互相提问，互相解答。 4．教师根据学生出现的问题进行指导。 （1）教师示范取镜：一手握镜臂，一手托住镜座。学生练习取镜。 （2）指导学生辨认显微镜上目镜和物镜上的放大倍数，目镜与物镜放大倍数的乘积，就是物像的放大倍数。 （3）教师演示转动粗细准焦螺旋，让学生观察镜筒升降情况，学生练习使用准焦螺旋。（注意：眼睛要在侧面看着物镜，以免造成玻片破碎或损坏镜头。） （4）观察反光镜，识别平面镜、凹面镜。外界光线强时，用平面镜，弱时用凹面镜。 （5）观察遮光器上不同光圈。外界光线强时用较小光圈，较弱用较大光圈。 5．检查学生掌握情况。（对照挂图请学生识别） （1）区分目镜和物镜。 （2）识别反光镜的凹面和平面。 （3）识别粗细准焦螺旋。 （二）使用显微镜： 1、教师边讲解边操作。 （1）取镜和安放 右手握镜臂，左手托住镜座，将显微镜放在实验台略偏左的地方。 （2）对光 ①首先选择目镜安装，然后转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 ②把较大光圈对准通光孔。 ③转动反光镜，从目镜可看到一白亮视野。 讨论： 1、转换遮光器，让不同的光圈对准通光孔，视野的明亮程度有没有发生变化？ 2、转换反光镜，比较用平面镜和凹面镜观察时，视野的明亮程度又有什么不同？ （3）观察 ①取一薄纸写上“上”或“P”字放在载玻片中央。 ②将载玻片放到载物台上通光孔中央。 ③转动粗准焦螺旋，将物镜靠近载玻片，眼睛要看着物镜，以免损坏镜头。 ④再调节粗准焦螺旋，直到看清物像为止，最后用细准焦螺旋使物像更清晰。 讨论： 1、你在视野里看到是什么字？如果这个字偏在视野的左上方，试试怎样才能将它移到视野的中间？ 2、如果将字写在一张不透明的纸上，观察的结果是否相同？ （应注意显微镜下看到的像是倒像，如果要将周围的物像移至视野中央，则应将标本向物像相反的方向移动。原则：偏向哪边就移向哪边） （4）收镜 收镜时要做到“一竖一降两旁两后”，即反光镜要竖进来，镜筒要降下来，两个物镜要偏到两旁，两个压片夹要向后。 在学生动手之前，强调显微镜使用的注意事项： 1.取送方法 因为反光镜是通过镜柄插放在镜臂下面的，目镜是插放在镜筒上的，所以它们很容易滑落而受到损害。取送显微镜一定要一手握住镜臂，一手托住镜座，在任何情况下都不允许用一只手提着显微镜。另外，也不允许学生取下反光镜和目镜到处乱照。 2.镜头的保护 目镜和物镜平时放在显微镜箱内的专用的盒内，课间要用专用的塑料袋或布袋随时罩好。镜头脏了，只能用专用的擦镜纸擦拭，擦拭时要顺着一个方向擦。牢记“先用低倍镜，后用高倍镜，能用低倍镜就不用高倍镜”的原则。特别是物镜，初中阶段通常使用低倍物镜。 3.粗、细准焦螺旋的使用 在调节粗、细准焦螺旋使镜筒下降时，一定要用眼睛直接看着镜筒缓缓下降。否则，有可能砸坏物镜和玻片标本。显微镜使用时间过长，镜筒容易出现下滑现象，要及时检查和维修。 4.转换器的使用 转动转换器时，不要用手指扳物镜。这容易使物镜镜头松动，改变焦距，影响观察的清晰度。正确的方法是： 手指握准转换器的边缘转动。 2、学生进行练习，（给每个实验小组发一张“E”片）教师巡视学生实验进行情况，对不规范操作及时纠正。 3、学生提出使用过程中遇到的问题，同学互解，教师补充归纳。 4、实验完毕，准备收放显微镜。及时做好清理。 课堂小结：让学生想一想，本节课学到了什么？引导学生回顾本节课的重要内容： 认识显微镜，学会使用显微镜。 第2课时：（1）通过案例分析，学习科学家进行探究的过程。举例说出科学探究的一般方法，并体验其过程。 （2）尝试探究水温的变化对鲫鱼呼吸次数的影响。确定实验变量，设计对照实验。（这里着重讨论探究方案即制定计划） （3）尝试找出温度与呼吸频率之间的关系和规律。交流实验结果，得出普遍规律。 教具准备：鲫鱼、鱼网、鱼缸、或水槽、冰块或热水等。 课堂设计： （一）激趣导入， 师：上节课，我们介绍了探索生命的器具，主要介绍了显微镜。但是光有这些还是不够的，还需要解决问题的科学方法——科学探究的方法。今天我们就来介绍一下科学探究的方法。下面我们先来看一段日常生活中常见的“肉汤在空气中放久了会娈质”的录像，谁能给我们讲一下过程？（教师引导，总结） 师、生：首先提出“这些细菌是从哪里来的呢？”的问题（提出问题），接着作出“可能是肉汤会