第5节 科学探究的基本方法

第5节 科学探究的基本方法（1）

知识目标
认识实验常用的工具，熟记显微镜的结构名称，初步学会使用显微镜。
能力目标
通过实验，培养学生的动手操作能力。
情感态度与价值观目标
培养热爱科学的情感、实事求是的科学素养、勇于实践与创新的精神。
重点：学会使用显微镜。
难点：学会使用显微镜。
教学准备：
教师准备：制作多媒体课件；
学生准备：收集有关资料；
教学过程
教学内容教师行为学生行为
情境导入

认识显微镜的结构

学习使用 显微镜

认识常用的实验仪器

多媒体演示练习

1590年，一个晴朗无风的早晨，詹森的楼顶上闲玩。无意中，他把两片凸玻璃片装到一个金属管子里，并用这个管子去看街道上的建筑物，奇怪的事情发生了，教堂高塔上大公鸡的雕塑比原来大了好几倍，这个意外的发现，使詹森兴奋起来，他高兴地跑下楼去，把父亲也拉上楼来观看，一起和他分享这种新发现带来的愉快。他们抓住这个偶然的发现，认真思索，反复实践，用大大小小的凸玻璃片做各种距离不等的配合，终于发明了世界上第一台复合式显微镜。
显微镜是为了观察一般肉眼无法看见的微小物体所发明的仪器，是 生命科学研究中使用的重要仪器，今天我们就来认识和学会使用光学显微镜。

探究一：对照P.17图1－8显微镜的结构，同桌两人认识显微镜的各部分结构，并相互之间指认考问。
探究二：同桌两人猜测显微镜各部分结构的功能，然后对照显微镜的各部分结构功能说明给予订正。

多媒体展示视频：显微镜的结构和功能
镜座：稳定镜身。
镜柱：支持镜柱以上部分。
镜臂：握镜的部位。
载物台：放置玻片标本的地方。中央有通光孔，两旁各有一个压片夹。
镜筒：上端按装目镜，下端安装转换器。
粗准焦螺旋：转动时，可以大幅度升降镜筒。
细准焦螺旋：转动时，镜筒升降幅度较小，可以使物像更清晰。
目镜和物镜：目镜是用眼观察的镜头，物镜是接近物体的镜头。物像的放大倍数等于目镜的放大倍数乘以物镜的放大倍数。
遮光器：上面有大小不等的圆孔，叫做光圈。用不同的光圈对准通光孔，可以调节光线的强弱。
反光镜：一面是平面镜(光线强时用)，一面是凹面镜(光线弱时用)。转动反光镜可以使光线经过通光孔反射上来。

探究三：教师讲解并操作显微镜的使用步骤，引导学生思考每一步骤使用的特征。
1.取镜、安放
取镜：右手握住镜臂，左手平托镜座，保持镜体直立。（特 别要禁止单手提着显微镜走，防止目镜从镜筒中滑脱）。
安放：放置桌边时动作要轻。一般应在身体的前面，略偏左，镜筒向前，镜臂向后，距桌边7～10 ?处，以便观察和防止掉落。安放目镜和物镜。
多媒体展示图片：请你指出使用显微镜操作中不规范的地方。

2.对光：升?转?看?调
①转动粗准焦螺旋，使镜筒上升约2厘米；
②转动转换器（转动转换器的转动板，不要用手直接推物镜），使低倍物镜对准通光孔(物镜的前端与载物台要保持2厘米的距离)。
多媒体展示图片：区别对错

③把一个较大的光圈对准通光孔。左眼注视目镜内(右眼睁开，便于以后 同时画图)。转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内。通过目镜，可以看到白亮的视野。光线强时，用平面镜；光线弱时，用凹面镜。
多媒体展示图片：
火眼金睛：在显微镜下观察物像时，眼睛与镜筒之相关位置应是下列哪一幅图？

试一试：转换遮光器，变换不同的光圈，观察视野明亮程度的变化？转换反光镜，比较用平面镜和凹面镜观察时，视野明亮程度的变化？
3.观察：放?压?降?看?升?调
观察任何标本都必须先用低倍镜。
①将写有“P”或“上”字的透明纸片放在载玻片上，制成玻片标本。
②把要观察的玻片标本放在载物台上，使要观察的标本正对通光孔。玻片两端用压片夹压住。
③从侧面看着物镜，转动粗准焦螺旋，使镜筒慢慢下降，直到接近玻片为止。(注意：应缓慢转动粗准焦螺旋，不能用力过猛，以免损坏机件，使粗准焦螺旋调节失灵。)
思考：降低镜筒时，操作者最关键的姿势应该是什么？其重要性是什么？
④左眼在目镜上观 察，右眼同时睁开，（以便绘图），同时用手反方向（逆时针方向）转动粗准焦螺旋，使 镜筒缓缓上升，直到能看清物像为止。
⑤物像不够清晰时，可略微转动细准焦螺旋，使物像清晰。（不可以在调焦时边观察边使镜筒下降，以免压碎装片和镜头。）
试一试：
①把标本分别向左、右、上、下移动，你看到的物像分别向什么方向移动？
②在视野中看到的是什么字？
③如果看到的字偏在视野的左上方，怎样才能将它移到视野中央？
④如果是把字写在不透明的纸上，观察的结果是否相同？
4．收镜
①、实验完毕，将载玻片从载物台上取下，用纱布将显微镜外表擦拭干净。
②、将压片夹转向后方，反光镜移动到垂直方向。
③、转动转换器，使两个物镜位于载物台上通光孔的两侧，呈“八”字形，将镜筒下降。
④、按取镜时的拿法，将显微镜送回镜箱，放回原处。

多媒体展示动画：显微镜的结构和使用
多媒体展示视频：显微镜的操作和使用

引导学生练习使用显微镜
引导学生对照实物，观察并认识常见的实验器材。

引导学生注意有关生物实验器材的用途及注意事项
①酒精灯：用于加热
注意事项：要用火柴点燃，禁止用燃着的酒精灯去点另一酒精灯；熄灭时，要用灯帽盖灭，不能用嘴吹。
②试管夹：用于夹持试管
注意事项：应夹在距试管口1/3处；要手握长柄，不能把拇指握在短柄处，以免试管脱落。
③滴瓶：用于存放少量液体药品，其特点是取用方便。
注意事项：滴瓶上的滴管与滴瓶配套使用；滴管不能平放或倒立，以防止液体流入胶头。
④胶头滴管：用于吸取或滴加少量液体。
注意事项：吸液时，液体不能吸入胶头；使用时，不能横拿或倒拿，防止液体进入胶头内；滴加液体时，管口不能伸入容器内接触容器壁，一定要把滴管竖直放在容器口的正上方。
⑤烧杯：用于存放及加热液体
注意事项：加热时烧杯外壁要擦干；加热时要用石棉网间接加热。
⑥试管：用于存放及加热物体
注意事项：可直接加热，加热前外壁必须擦干；用试管夹夹持，固定在距试管口1/3处。注意使试管受热均匀，以防爆裂。
⑦量筒：常用于量取一定体积的液体
注意事项：应根据量取液体的多少，选用大小适当的量筒；读数时，应将量筒放置平稳，并使视线与凹液面最低处保持水平。
⑧盖玻片和载玻片：用于制作临时玻片标本。
注意事项：盖玻片很薄、易碎，应做到轻取、轻放。
知识在线
1．下图是显微镜的结构，请你观察后完成下列问题。

⑴填出显微镜的结构：
① ；② ；
③ ；④ ；
⑤ ；⑥ 。
⑵请你判断此台显微镜最大 的放大倍率是多少？
A.40倍 B.10倍 C.600倍 D.150倍
思维冲浪
2．苗苗在纸上画了下图中左图的图案，放在显微镜下观察，会看到下列哪一个图像？

3．小明使用显微镜观察被麻醉的蚂蚁时，视野中所见的图像 ，小明想将蚂蚁移至视野中央，应将蜜蜂往哪个方向移动？
A.右上方
B.右下方
C.左上方
D.左下方激起好奇心和求知欲，激发学习的主动性，提高学习兴趣

两人一组，对照图示，认识显微镜的结构和功能

观看视频，深化知识

学习显微镜的使用，跟随教师学习使用显微镜的操作

观察并指出操作用不规范的地方

观察并指正

观察辨别
尝试并观察现象

思考说出：降低镜筒时，一定要从旁边注视物镜和玻片，防止它们接触和压碎盖玻片。

尝试操作并观察现象
观看视频和动画

两人一组，一个同学操作，一个指正，然后轮换练习。
对照实物，观察并认识常见的实验器材

关注实验仪器使用的安全性

讨论完成
深化课内学习成果
教学反思

好的课堂应该充满生命的活力，呈现出了生气勃勃的精神状态，思维活跃，情理交融，师生互动，兴趣盎然。意味着师生双方潜能的开 放、精神的唤醒、内心的敞亮、个性的彰显和主体性的弘扬，意味着师生双方经验的共享、视界的融合与精神的感召。
本节课是学生第一次走进生物实验室，难免兴奋和激动，都想大显身手。但在实 际操作过程中学生的出错率比较高，比如，有很多学生在对光后降低镜筒时忘记一定要从旁边注视物镜；还有的学生右眼看物镜或用手捂住右眼，对此一定要强调操作的规范性以免学生养成不好的习惯，同时要鼓励学生既要细心又要大胆。

第5节 科学探究的基本方法（2）

知识目标
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。
能力目标
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。
情感态度与价值观目标
体验科学探究的过程，培养热爱科学的情感、实事求是的科学素养、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。
教学重点：学会科学探究的基本方法，进一步提高探究能力。
教学难点：发现问题、提出课题、形成假设、控制变量、开展实验探究。
教学准备：
教师准备：制作多媒体课件；
学生准备：收集有关资料；
教学过程
教学内容教师行为学生行为
情境导入

科学家是怎样进行探究的

多媒体展示动画
科学探究的步骤
设计探究实验

如果让你设计一个实验（如探究肉汤是否变质），你知道怎样操作吗？科学探究需要哪些步骤？科学家是怎样进行探究的？
以设计“探究肉汤是否变质”为例，组织学生首先自行设计探究方案。

多媒体展示资料：法国科学家巴斯德探索夏天食物为什么容易变质的著名实验。
法国生物学家巴斯德在对微生物的研究中曾做了如下实验：巴斯德把新鲜肉汤装入乙瓶中，肉汤很快变馊了。他把甲瓶的瓶颈烧软，并拉成鹅颈样弯曲细长的形状，然后再把新鲜、清澈的肉汤分别装入甲、乙两个玻璃瓶中，两瓶的瓶口均敞开。随后，他再次煮沸瓶内的肉汤。观察发现，乙瓶内的肉汤不久又腐败变质了，而甲瓶内尽管肉汤通过弯曲细长的瓶颈与外界相通，但瓶内的肉汤仍然新鲜如初。后来，他又反复做了几次类似的实验，都得到了相同的实验结果。
思考：
①材料中所述实验，观察到的现象是？
②提出的问题是什么？
③实验中设计的对照实验是什么？
④装入甲、乙两瓶的肉汤再次煮沸的目的是什么？
讨论后得出结论：
①肉汤变馊；②肉汤中的细菌从哪里来；③把甲瓶拉成鹅颈样弯曲细长的形状，乙瓶口敞开；④杀死肉汤中的细菌，排除细菌来源于食物的可能性。
多媒体展示动画：细菌是从哪里来的？
引导学生分析科学家探究肉汤变质的过程包括了哪几个步骤？
提出问题：细菌从哪里来

作出假设：肉汤会自动生出

制定计划、进行实验：

得出结论：从空气中进入

多媒体展示图表：
科学探究过程基本要求
提出问题从日常生活、生产实际或学习中发现并表达与生物学相关的问题。
作出假设应用已有的知识，对问题的答案提出可能的设想，并估计假设的可检验性。
制定计划拟定探究计划，列出所需的材料与用具，选出控制变量，设置实验组与对照组。计划必需合理、严密、可行。
实施计划按计划进行研究，并收集所得数据、实验现象等资料。
得出结论分析所得数据、现象等实验资料，经缜密的推理。得出科学合理的结论。
表达交流撰写探究报告，交流探究过程和结论。

创设情景：如果你翻动花园、庭院中的花盆或室块，常常会看到一些身体略扁、长椭圆型、灰褐色或黑色的小动物在爬动，这就是鼠妇，又叫潮虫。当你搬开花盆或石块，鼠妇很快就消失了。为什么呢？是因为环境变明亮了吗？
引导学生设计探究光对鼠妇生活的影响的实验。激起好奇心和求知欲，激发学习的主动性，提高学习兴趣

分析资料，回答问题，懂得平时只要认真观察、认真思索、勇于实验，就有可能发现自然界中的奥秘。

观看动画
分 析总结科学探究的过程

深化探究过程的步骤

分小组讨论，设计探究实验，有兴趣的小组课外探究

教学反思

用发展的眼光看待学生，关注学生的成长过程，注重、肯定、赞赏学生的点滴进步，让学生感受到学习的成功的欢乐，在他们心中唤起自豪感和自尊感。
学生的解放，教材、过程、时空的开放，使课堂教学呈现出丰富性、多样性和复杂性，充满了对智慧的挑战和对好奇心的满足，焕发了师生的生命活力。让课堂活起来，目的在于使学生和教师都能找回那丢失已久的“自我”，构建起丰富的精神生活，享受生命成长的欢乐。“活”，表面上是课程的内容活、形式活、情境活，实质上是师生双方的知识活、经验活、智力活、能力活、情感活、精神活及生命活。
本节课通过分析法国科学家巴斯德探索夏天食物为什么容易变质的著名实验，了解了探究过程，在引导学生设计探究光对鼠妇生活的影响的实验时激发了学生的兴趣，学生分小组设计实验，而且有很多小组课外进行了探究，将学习从课堂延伸到了课外。

第5节 科学探究的基本方法（3）

知识目标
尝试找出温度和呼吸频率之间的关系和规律
能力目标
通过实验探究，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。
情感态度与价值观目标
体验科学探究的过程，培养热爱科学的情感、实事求是的科学素养、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。
教学重点：学会科学探究的基本方法，进一步提高探究能力。
教学难点：发现问题、提出课题、形成假设、控制变量、开展实验探究。
教学准备：
教师准备：制作多媒体课件；
学生准备：收集有关资料；
教学过程
教学内容教师行为学生行为
情境导入

尝试设计水温的变化对金鱼呼吸次数的影响方案
探究水温的变化对金鱼呼吸次数的影响

科学探究是人类揭开自然界奥秘、获取知识的重要途径，人类就是在长期的科学探究中不断积累知识和发展生命科学的。我们学习生物学，也必须学会科学探究的基本方法。

引导学生讨论设计“探究水温的变化对金鱼呼吸次数的影响”的探究方案。

提出问题：影响金鱼呼吸次数的因素很多，而水温发生变化，金鱼的呼吸次数是否会受到影响呢？
做出假设：作出了怎样的假设？你是否还有其它的假设？
分析提出的问题，做出相应的假设。如，金鱼呼吸的次数会随水温的变化而发生变化或呼吸次数不会随水温的变化而发生变化。
制定探究计划：首先使学生正确掌握记录呼吸次数的方法，以减少实验结果的误差。
提出问题：
①如何设计实验组与对照组？
②本实验的实验变量是什么？如何控制实验变量？
③如何改变水温？
④如何在实验中不使金鱼受惊吓，以保证所得数据可靠？
⑤为什么要在 同一温度下重复多次测试呼吸次数？
⑥如何使用温度计？
⑦如何设计统计表？

实施实验计划，并分析实验结果：
（提前教育学生爱护金鱼，尽量不惊扰金鱼。实验结束后，将其放进鱼缸饲养起来。并交代相关注意事项，如不随意走动、不大声喧哗、组内团结互助等。）期间对学生加以巡视、指导。按照各自制定方案实施实验计划，并重复几次。然后分析实验结果，尝试找出温度变化和呼吸次数之间的关系和规律。
组织各小组将自己的实验结果制成统计表。然后将全班各个小组的实验数据合并起来，算出平均数。各小组将自己的实验结果制成统计表。

器材：金鱼、鱼网、温度计、两个小鱼缸、冰块或热水
如何设计实验组和对照组？
实验组号实验材料水温金鱼呼吸次数测3次
1号2 3条金鱼、盛水的小鱼缸、温度计。常温
2号2 3条金鱼、盛水的鱼缸，温度计、热水。常温+10度
常温+20度
3号2 3条金鱼、盛水的鱼缸，温度计、冰块。常温-10度
常温-20度
其中1号实验为对照组，2号和3号实验为实验组。
思考问题：
①为什么要在同一温度下重复多次测试金鱼的呼吸次数？
减少偶然因素对实验造成的影响，以增加实验结果的准确性。
②在实验过程中还应注意哪些事项？
尽量避免干扰金鱼；统计实验数据的平均值。

组织学生对照实验结果与先前作出的假设是否一致，得出结论。
表达交流：
尝试探究水温的变化对金鱼呼吸次数的影响组织全班同学讨论交流各组实验结果。请部分同学谈谈实验活动的心得体会。全班共同交流实验结果和心得体会。

激起好奇心和求知欲，激发学习的主动性，提高学习兴趣
各小组针对水温的变化对金鱼呼吸次数的影响的探究实验提出问题、作出假设、制定探究计划、实施实验

全班分成若干组，每组4~5人为宜，并选出一名组长。各小组按照自己的假设，讨论、制定探究计划。

实施实验计划，并分析实验结果
表达交流

教学反思

德国哲学家叔本华认为“记录在纸上的思想就如同某人留在沙滩上的脚印，我们也许能看到他走过的路径，但若想知道他在路上看见了什么东西，就必须用我们自己的眼睛。”这非常恰当地说明了探究性学习的重要价值。
本节课注重了学生的探究活动，在实 践观察、亲自探究中建构知识，让学生在体验中感悟，在互动中共进。将学生的独立性学习向合作性学习发展、由单方面能力发展向多方面能力发展。不仅有知识的发展，也有技能和情感态度的发展。

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