初中生物探究实验汇总.ppt

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 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P126 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 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 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 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 其中一定含有一定数量的藻类 2 在向阳窗口培养上述藻液1 2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3 4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 C3只烧杯中 每只烧杯中有藻液300毫升 6 A烧杯加自来水至l000毫升 作为对照用 B烧杯加自来水至1000毫升和尿素0 5克 C烧杯加自来水至1000毫升和尿素 洗衣粉各0 5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 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2 3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 1 学生8 10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 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 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 4 6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