初中生物探究实验汇总.ppt

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1、,一.课程理念,面向全体学生：为每一个学生的生活、工作和终生学习及发展奠定基本的生物学素养的基础。,提高生物学科素养 人的生活工作都不可能脱离生物圈，人就是最重要的生物。生物学素养：基本的生物学知识，相应的技能和能力，对社会中的生物学问题的解决有浓厚兴趣并积极参与，用正确的价值观规范自己的态度、行为和习惯。,倡导探究性学习 通过观察、实验、实习、探究了解生物学原理和概念，体会和学习科学的思维方法，科学探究活动是学习生物学的一个主要形 式。,倡导探究性学习，促进学生学习方式的转变,（1）什么是学习方式？,学习方式,学习者的主体性表现上：,（2）为什么要转变学生的学习方式？,学生主动学习的潜能被排

2、斥,（3）如何转变学生的学习方式？,课标倡导的重要的学习方式：,传统学习方式：被动接受式,主动探究,合作交流,操作实践,提倡主动发现式,二.探究性学习研究,（一）科学探究的基本理念,科学探究是指科学家用以研究自然界，并基于研究获得的证据提出独立见解的多种途径和方法。,科学家的探究：,通过类似于科学家的探究活动方式获取科学知识，学会科学的方法和技能，领悟科学思想观念，形成科学态度和科学精神。在实验课（探究性实验）中实施探究性学习。,学生的探究性学习：,（二）探究性学习理论的形成,德可劳利的“儿童兴趣中心”杜威的“从做中学”“从经验中学”皮亚杰的“获得学习模式”布鲁纳的“发现学习”罗杰斯的经验学习

3、 萨奇曼的探究训练 施瓦布的诱发探究,培根提出把科学主要是看作“探究程序或方法”卢梭提出教育应以“儿童为中心”,（三）科学探究的方法,科学探究的方法,科学抽象,问题与假说,基本环节,主要方法,技能手段,结论,进一步探究,教师或教材提出问题,教师或教材引导提出问题,教师或教材创设问题环境,学生独立提出探究问题,（四）探究性学习对教师的依赖程度,总结归纳：,根部吸水和吸收矿质元素的关系,（五）科学探究的形式,科学家的探究,探究性学习活动,1.发现式探究,发散思维,*在学习情境中发现需要探究的问题,*教师提供开放性的问题,弗莱明发现青霉素,为什么透亮的圈内没有细菌生长？,2.推理性探究,*直接或间接

4、观察现象、资料（并不一定需要实验）,*质疑、思考、归纳、推理，得出结论,逻辑思维,导入：,探究性问题一：,探究根部吸水和吸收无机盐的关系,提供材料 1：,根对水分的吸收和对无机盐的吸收不是同一个过程,得出：,引导学生分析曲线，得出：根对无机盐的吸收与有氧呼吸有关。,提供材料 2：,研究水稻根细胞液中钾离子与氧气浓度的关系如下图：,提供材料 3：,研究番茄无机盐的吸收率与温度的关系如下图：,引导学生分析温度影响无机盐吸收的曲线，得出：温度影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用,提供材料 4：,植物对无机盐的吸收具有选择性。,提供材料 5：,动画演示和实验演示：,根吸收无机盐过程：,案例 2 七上P1

5、26,甲乙两地出产同一种甜瓜，甲地的甜瓜比乙地的含糖量高。经调查，在甜瓜生长季节，甲乙两地的光照条件和栽培措施基本相同，而温度条件差别较大，详见下表及其转换成的直方图：,3.探究实验,*经历发现问题、做出假设、辨别变量的思考；,*根据控制变量的原则设计实验、实施实验；,*经历科学抽象、建立模型，验证、修定或推翻假说,创造性思维,*在实验中经历观察现象、测量、数据整理转换等过程；,（1）假说(做出假设),对于自然界或生物实验中观察到的现象，依据一定的经验材料或科学原理，提出的一种推测或猜想的过程。,假说的基本特征,*假说与实验目的的统一性,每一个目的（课题）的确定，都是一个假说形成的过程,*假说

6、的客观性,以客观存在的现象为出发点,*假说的推测性和预见性,带有猜测，但有一定依据和推理,*假说的多样性,需要实验的证明,案 例：探究光对鼠妇生活的影响,生物学七年级上册（人教版P15）,提出问题：,光会影响鼠妇的生活吗？,作出假设：,鼠妇适于生活在阴暗的环境中，光会影响鼠妇的生活。,作出假设的依据是：在花盆、石块等阴暗的地方常常看到鼠妇，而在明亮、干燥的地方看不到鼠妇。当把花盆、石块搬开后，鼠妇很快就爬走了。,依据一定的生活经验,提出假说的基本过程和方法,对大量实验材料的分析和整理,为假说提供客观事实的阶段,提出基本观念,作为假说核心的基本事实和原理,从基本观念推导出假说的具体内容,孟德尔的

7、假说过程,依据感性材料做出理性思考的过程,（2）实验方案的确立,（实验过程的设计）,实验材料的选择和实验手段的选择,例：探究生物与环境的关系,人民教育出版社（七年级上册）,选材：,手段：,（课程标准建议活动）,北京师大出版社,江苏教育出版社,选材和手段的拓展,*观察蚯蚓的生活环境,*“蚯蚓的家”应该具备哪些基本条件？,*对影响蚯蚓生活的主要环境因素作出假设。,案例,生物课程标准主题之一“人体生命活动的能量供给”的活动建议,探究不同食物的热价,材料：,花生种子、核桃种子,手段：,试管内的水定量,尽量减少热量散失,变量及其控制,对实验反应的各环节和结果有影响的因素（因子）称为变量,【变量的类型】,

8、根据与研究对象的关系及对其影响,*环境变量（温度、光照、压力、空气成分、溶液浓度、pH）,*时空变量,时间（生命周期、生物钟）,空间（容量、地域、纬度、磁场、太空）,*仪器设备,根据变量之间的关系,根据实验的目的,调节变量（人为改变的因子）,反应变量（因变量）,无关变量、干扰变量,【实验中对变量的控制】,对照原则,调节变量的单一性,排除无关变量和干扰变量,随机化原则,消除或减少实验中系统误差的影响,避免实验结果的偶然性,重复性原则,扩大实验样本（避免样本来源不足）,再次重复实验（将结果推广到同类事物）,消除非处理因素造成的误差,案例：,一组对照：,多组对照：,光合作用,种子萌发的外界条件,条件

9、对照：,甲状腺素饲喂蝌蚪,条件对照,正常蝌蚪自身产生甲状腺素,（非严格的空白）,4.模拟实验探究,对于不能或难于进行实际实验的研究对象，设计出其“替代物”，并对替代物进行实验，以获取研究对象的信息和资料。这种实验探究叫模拟实验探究。,（1）模拟实验的原理,相似性原理,实际存在的研究对象,研究对象的“替代物”,抽象性,直观性,图像模型,案例：（人教版 七年级上册 P109）,小麦需水量与发育时期的关系,各时期每天需水量,模拟实验案例：,探究：细胞不能无限长大的原因,（表面积/体积）减小,（北师大版 七年级上册）,1.探究细胞体积与表面积的关系,建立实物模型,建立数学模型,体积增大,【反比关系】,

10、2.探究细胞大小与物质扩散的关系,酚酞与NaOH相遇呈紫红色,模拟实验：,模型,大小不等的细胞,逻辑模型,限制细胞生长的原因 不能获得足够营养,细胞外营养物质,数学模型,细胞不能无限长大,（六）探究性学习的功能,*学生通过探究的过程获得科学知识,获得科学概念,*获得科学方法和能力,*形成科学的态度,1.改变了教学内容的呈现方式,2.改变了师生间的互动关系,3.改变了教师的教学方式,4.改变了学生的学习方式,（七）对探究性学习的思考,2.提倡探究性教学不是否认过去教学中的一切,探究性学习作为一种学习策略，在过去的教材和教学中都可以找到应用的实例。,3.探究性学习不等同于科学研究,是一种模拟性的科

11、学探究活动。,4.探究并不是唯一的教学和学习方法,5.探究性学习内容并不局限于生物学实验,*不是所有强调动手的活动都是探究，*也不是所有的探究活动都需要亲自动手。,学生学习过程中的认知活动,*科学家留给后人的既有科学结论，也有科学方法；,*学生的学习既有前人研究的结果，也有科学方法。,8.教师在探究性学习或活动中的地位和作用,组织者与引导,与学生共同参与科学探究过程,*将学生置于探究的主体,*为学生创设探究的情境,（八）探究学习的制约性,适合小班授课制 适合以概念形成方式学习的知识 更注重知识形成的过程 需要充足的学习时间 需要必要的实验设备和材料 要求较高的教师素质,案 例,案例2：给蚯蚓建

12、造一个温馨的家,课时：1课时 目的：探究蚯蚓的生活环境需要哪些环境因素。材料量具：各种器皿等。方法步骤：(1)教师提出一个任务，“给蚯蚓建造一个温馨的家”。(2)学生分成若干组，每组观察蚯蚓的生活环境(注意：不能破坏学校或社区的草坪和花坛等)。针对蚯蚓的生活环境提出问题。(3)小组讨论和设计，“蚯蚓的家”应该具备哪些基本条件，对影响蚯蚓生活的主要环境因素作出假设。,案例2：给蚯蚓建造一个温馨的家,(4)利用自带的各种器皿，例如，可乐瓶、食品瓶、花盆等。设计一个实验方案用以验证小组的假设。(5)采集“建设蚯蚓家”的材料，例如，土壤、树叶等。“建造”一个蚯蚓的“家”。小组汇报和展示本小组的设计方案

13、和建好的“家”。评选出最佳“蚯蚓之家”。(6)课后根据小组的实验设计，进行实验。观察并记录蚯蚓的生活状况。探究活动结束后将蚯蚓放回大自然！讨论：蚯蚓的生活依赖一定的环境，蚯蚓对环境有哪些影响?,案例3：探究酸雨对绿藻生活的影响,目 的：通过探究“酸雨”对绿藻生活的影响，认识酸雨的危害。材料器具：烧杯，池塘水，pH试纸，以硫酸为材料配制的不同pH的酸雨等。方法步骤：(1)分小组讨论，如何利用教师提供的模拟“酸雨”设计探究酸雨对绿藻生活影响的实验，包括设计对照实验。,案例3：探究酸雨对绿藻生活的影响,(2)将相对浓度一样的绿藻培养在不同的“酸雨”中，观察一周内绿藻的生活状况，如绿藻细胞的颜色变化、

14、相对浓度变化等。(3)分析、比较实验结果，归纳实验数据和证据。讨论酸雨对绿藻生活有何影响。评析：本活动材料易得，操作容易，实验现象明显。,案例4：探究洗涤剂对池塘富营养化的影响,目 的：通过模拟的方法，探究洗涤剂对池塘富营养化的影响。背景知识：大量氮、磷等物质进入水体，造成水体中藻类等大量增殖，引起池塘生态平衡的破坏。洗衣粉中含有烷基苯磺酸钠和三聚磷酸盐等，其中三聚磷酸盐等进入水体后促成了水体的富营养化，造成环境污染。在实验室条件下，绿藻大量增殖，水体变成浓绿色，液面呈污浊样，可视为富营养化。材料器具：烧杯，洗涤剂，尿素，玻捧等。,(1)春、夏、秋季用烧杯从池塘中取水1000毫升，其中一定含有

15、一定数量的藻类。(2)在向阳窗口培养上述藻液12天，绿藻有下沉到烧杯底部的现象。(3)倒去上清液，保留其中的绿藻。再加入自来水至900毫升，在向阳窗口继续培养。(4)按上述步骤重复34次。,方法步骤,(5)用玻棒搅拌藻液，使绿藻分布均匀，并立即平均分配至A、B、C 3只烧杯中，每只烧杯中有藻液300毫升。(6)A烧杯加自来水至l 000毫升，作为对照用；B烧杯加自来水至1000毫升和尿素05克；C烧杯加自来水至1000毫升和尿素、洗衣粉各05克；3只烧杯都置于向阳窗口培养。(7)培养期间经常用玻棒搅拌藻液，并适量加自来水以维持1000毫升水量。(8)3天后观察藻液变化情况，得出结论。,案例5：

16、观察和探究蚂蚁的运动器官（八上）,目的：探究和说出蚂蚁的运动器官和运动步伐。材料器材：各种器皿，蚂蚁，食糖等。方法步骤：(1)4人一组，捕捉23只蚂蚁。讨论和假设蚂蚁的运动器官。(2)将蚂蚁放入硬纸盒或其他器皿中，器皿一端放置一些食糖或其他食物。(3)观察蚂蚁的运动方式和运动器官，注意运动器官的形态结构特点。讨论：蚂蚁运动器官适应运动的形态结构有哪些?评析：本活动提出的探究和观察内容是学生日常生活中常见而又“熟视无睹”的问题，容易引起学生的兴趣和积极假设。,【教学目标】举例说出果实或种子与传播相适应的结构特点。【教学准备】让学生自己从家里带来成熟的果实（如豌豆、油菜、凤仙花、苍耳、槭、枫杨、蒲

17、公英、莲蓬等），教师准备用于解剖的刀、剪等器具。【活动指导】(1)学生4人一组，交流自己比较熟悉的某些植物的果实或种子，提出有关植物果实或种子的结构适应传播的问题。(2)小组讨论，针对其中2种果实或种子的结构，提出这些果实或种子的结构适应传播的假设。(3)通过解剖、实验等方法，搜集植物的果实或种子的结构适应传播的证据或资料。(4)全班举行“植物果实或种子传播的奥秘”交流会：用图文并茂的PPT汇报本组的探究结果。,案例6：探究果实和种子适应传播的结构,案例7：动物行为的分类游戏（八上P28）,【教学目标】识别动物的先天性行为和后天性行为。【教学准备】师生共同收集有关动物行为的图片。【活动指导】(

18、1)学生810人一组，观察自己带来的动物行为的图片。确定各种图片上动物的行为类型。(2)每组派代表将本组确定的20种动物行为的图片带到讲台上。各组的代表成为游戏主持人。(3)在几位主持人的主持下，以小组为单位开展抢答竞赛。评选优胜小组。(4)讨论：动物后天性行为(学习行为)的意义。,案例8：探究蚯蚓在什么样的物体表面上爬得快,【教学目标】体验科学探究的一般方法；说出影响蚯蚓运动的因素。【教学准备】购买或上课前让兴趣小组的学生准备一定数量的蚯蚓，并为蚯蚓准备“温馨的家”；教师和学生共同准备白纸、纸板、木板、玻璃板等。【背景知识】蚯蚓生活在潮湿、疏松、富含有机物的土境中，身体由许多体节构成，体表湿

19、润，近前端有一个担大的指环，身体表面有许多粗糙的刚毛，蚯蚓依靠肌肉和刚毛运动。,【活动指导】,(1)学生4人一组，用手指在蚯蚓的身上来回抚摸，感知刚毛的存在。围绕“蚯蚓在什么样的物体表面上爬得快”的问题讨论并制定探究计划，设计实验进行探究。(2)尝试探究：提出问题：作出假设：实验：分工合作，实验和搜集实验的证据。得出结论：各抒己见，分析证据，得出结论。(3)小组间交流探究过程及结论。注意：活动结束后，把蚯蚓放回大自然！(4)讨论：蚯蚓运动的快慢和哪些因素有关?为什么活动结束后要把蚯蚓放回大自然?,案例9：调查疫苗接种率（八下）,【教学目标】关注计划免疫。【教学准备】让学生课前准备自己的预防接种

20、卡(证)。【背景知识】我国卫生部规定，对一岁以内的儿童接种卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、百白破三联疫苗、麻疹疫苗，称为四苗免疫。对一个地区的免疫接种的建卡率、单项疫苗接种率、四苗接种率的统计可以评价该地区的计划免疫工作。,建卡率(具有免疫接种卡的人数全体人数)100单项疫苗接种率(某种疫苗接种人数该种疫苗应接种的人数)100四苗接种率(四种疫苗都按规定接种的人数应接种四种疫苗的人数)100【活动指导】（1）学生6人一组，阅读和讨论自己带来的预防接种卡(证)上的信息。（2）按上述公式分别统计建卡率、单项疫苗接种率、四苗接种率。（3）全班交流调查情况。（4）讨论：本地计划免疫的实施在哪些方面还需要进行改

21、进?,案例10：探讨生男生女的奥秘（八下）,【教学目标】说明生男生女的奥秘。【教学难备】准备剪刀、彩色纸、信封等。【活动指导】(1)学生2人一组，制作观察器具。(2)用红色纸代表女性，剪成圆形纸片10片。每片纸上书写英文字母“X”，代表卵细胞，放入一个写有“女”字的信封中。用蓝色纸代表男性，剪成矩形纸片20张，其中10张纸片书写英文字母“X”，10张纸片上书写英文字母“Y”，分别代表两种精于。将两种纸片混合均匀后放入另一个写有“男”字的信封中。注意：使用剪刀时应注意安全。,案例10：探讨生男生女的奥秘（八下）,(3)2人分别拿起一个信封，随机地从信封中各抽取出一张纸片。若分别是“X”和“X”，

22、则为“生女”；若分别是“X”和“Y”，则为“生男”。一共抽取10次，分别统计“生男”和“生女”的比例。(4)全班汇总数据，统计一共“生”了多少“男孩”，“生”了多少“女孩”。比较“生男”和“生女”的比例是不是基本相同?(5)讨论：这一活动的原理和生男生女的奥秘有什么关系?,案例11：探究生活垃圾分类处理的必要性,【教学目标】说明生活垃圾分类处理的必要性，提高学生环境保护意识。【教学准备】准备各种垃圾和花盆等。【活动指导】(1)学生6人一组说出平常家庭垃圾的种类。(2)尝试提出“垃圾有没有进行分类处理的必要性”等问题。,案例11：探究生活垃圾分类处理的必要性,(3)根据问题作出假设。(4)根据假

23、设，讨论设计实验方案。考虑：如何采用花盆等简易器具探究哪些废弃物可以被自然降解，哪些废弃物不能被自然降解?如何设置对照实验?(5)进行实验并汇总实验结果。(6)分析实验结果，得出结论。(7)讨论：垃圾为什么要进行分类处理?你能为此做哪些力所能及的事?,案例12：探究蚂蚁的觅食行为（八上）,提出问题：,蚂蚁是怎样发现食物的？（提示：蚂蚁的触角有触觉和嗅觉）作出假设：蚂蚁是靠触角的嗅觉发现食物的。作出假设的依据是因为糖或蜜是有气味的，而蚂蚁的触角有嗅觉和触觉作用。（当然，你也可以假设蚂蚁是用复眼看到食物的）,制定计划：,提示：因为你作出的假设是蚂蚁靠触角的嗅觉发现食物，因此要验证你的假设，就应该设

24、法干扰触角的作用。,案例12：探究蚂蚁的觅食行为（八上）,参考方案：,捉几只蚂蚁罩在纱罩下，纱罩下分别放一小堆糖和一小堆木屑或砂粒。观察蚂蚁的行为。是否用触角区别糖和木屑或砂粒？如果将蚂蚁的触角涂上凡士林，再观察蚂蚁是否还能区分出糖和木屑（或砂粒）。你的方案是：,实施计划：提示：正常的蚂蚁找到糖需要的时间：触角被涂抹上凡士林的蚂蚁找到糖需要的时间：现在实施你的计划吧！得出结论：,蚂蚁除了喜欢吃糖，还喜欢吃什么？根据你的经验还可以再进一步探究。,提出问题每个人的手指都有指纹。专家经过研究，将指纹大致分为：,案例13：指纹观察,你观察过自己的指纹吗？十个指头上的指纹是否完全一样？你的指纹和别人的指

25、纹是否一样？作出假设 如果没有研究过这个问题，对上述问题的回答，可能有不同的答案：1、每个人十个指头上的指纹完全一样。人与人的指纹是一样的。2、每个人十个指头上的指纹并不一样。人与人的指纹也不相同。在没有弄清真相之前，对所提问题的猜测性回答就叫假设。你的假设是什么？,案例13：指纹观察,设计方案材料用具：粉笔灰（或面粉），透明胶带、黑色纸片，手持放大镜。方法步骤：1、在玻璃板上撒一些粉笔灰或面粉，将大拇指紧紧按在上面，然后拿开，并轻轻擦掉大拇指旁边多余的粉末。2、把粘满粉末的手指紧紧按在透明胶带有胶的一面上，取下指纹。3、把透明胶带粘在黑色的纸片，将指纹贴到黑纸上。4、用放大镜观察录下的指纹。

26、5、用同样的方法，观察其他手指的指纹。并比较各手指的指纹是否一样。6、将自己的指纹与其他同学的指纹进行比较。,案例13：指纹观察,实施计划按小组的方案进行探究，并记下探究的结果。得出结论结论要针对所作的假设，回答所提出的问题。在这个探究活动中，你的结论应回答每个人十指的指纹是不是完全相同，一个人的指纹和别人的指纹是不是一样。根据小组的观察，你们的结论是什么？,案例14：非生物因素对生物的影响,【提出问题】科学探究是从具体的问题开始的。根据总的研究方向，你需要选择某一非生物因素进行研究。冬季，在自然环境下，你是看不到蛙或蟾蜍的，它们躲到哪里去了?于是你的问题就提出来了：温度对蛙的生命活动有什么影

27、响?【提出假设】你可能会猜想：低温会影响蛙的正常生活。你的猜想不是随意的，而是根据你的经验推测出来的。【制订探究方案】,材料用具：蛙(或蟾蜍)；大、小两个烧杯、温度计、网罩、细砂子、冰块若干实验装置：按右图装置，将砂子铺在小烧杯底部，将蛙放入小烧杯，盖上网罩(以防蛙跳出)，插入温度计。,案例14：非生物因素对生物的影响,【实施方案】1.46人一组。2.向大烧杯投放冰块。3.记录小烧杯内温度下降的情况。4.观察：蛙在什么温度时开始向砂土里钻?什么温度时开始进入“睡眠”状态？,【交流与讨论】每个小组记录的温度有差距吗?怎样才能证明蛙是进入“睡眠”而不是死去?继续完成你的实验：将冰块取出，继续观察并记录温度回升的情况。看看什么温度下蛙“苏醒”过来。,【作出结论】通过上述的实验，你是否可以得出结论：当温度降低到一定时，蛙即进入冬眠。,