第1章

生物學(xué)—研究生命的科學(xué)第2節(jié)生物學(xué)研究的基本方法（第3課時）1．生命觀念：說出科學(xué)探究的基本過程，掌握實(shí)驗設(shè)計的基本原則，學(xué)會觀察和記錄金魚在不同水溫下的呼吸頻率，樹立生物體與環(huán)境相適應(yīng)的生命觀念。2．科學(xué)思維：理解并掌握觀察、實(shí)驗和科學(xué)探究的基本過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法和實(shí)踐能力。3．態(tài)度責(zé)任：體驗科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)熱愛科學(xué)的情感、實(shí)事求是的科學(xué)素養(yǎng)、勇于實(shí)踐與創(chuàng)新的精神，逐步確立以愛護(hù)小動物為原則來設(shè)計探究性實(shí)驗?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】初步學(xué)會科學(xué)探究的基本方法?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、作出假設(shè)、控制變量、開展實(shí)驗探究的思路和方法。1．科學(xué)探究的基本過程：提出問題、作出假設(shè)、制訂方案、實(shí)施方案、得出結(jié)論、表達(dá)交流。2．設(shè)計實(shí)驗的三個原則：單一變量、對照實(shí)驗、平行重復(fù)。一、科學(xué)探究的基本過程科學(xué)探究是科學(xué)家研究各類科學(xué)問題時常用的方法。閱讀課本P15的資料，體會科學(xué)家巴斯德進(jìn)行科學(xué)探究的基本過程和方法，小組討論并回答以下問題：本實(shí)驗設(shè)計的鵝頸狀燒瓶有什么用處？設(shè)置A瓶的作用是什么？使細(xì)菌無法進(jìn)入燒瓶內(nèi)；與鵝頸狀燒瓶之間形成對照?？茖W(xué)家探究肉湯腐敗的過程包括哪幾個步驟？這些步驟與你在小學(xué)科學(xué)課程中開展的科學(xué)探究步驟一樣嗎？提出問題、作出假設(shè)、制訂方案、實(shí)施方案、得出結(jié)論、表達(dá)交流科學(xué)家的探究過程對你有什么啟發(fā)？略。二、探究水溫變化對金魚呼吸的影響生物的生命活動受到哪些因素的影響？金魚生活的適宜水溫一般是20~28℃，但夏天氣溫會升高，深秋氣溫會降低，魚的生活會不會受到影響呢？【提出問題】水溫變化會對金魚的呼吸頻率產(chǎn)生影響嗎？【作出假設(shè)】水溫變化會對金魚的呼吸頻率產(chǎn)生影響?！局朴喎桨浮?.用溫度計測量水的溫度，通過加入冰塊（或熱水）將水溫調(diào)至20℃，作為初始溫度。放入金魚，等待幾分鐘，當(dāng)金魚安靜后，觀察金魚的呼吸狀態(tài)。記錄金魚在初始溫度下的呼吸頻率。2.用同樣的方法改變水溫，如將水溫升高5℃（用溫度計測量）。觀察和記錄金魚的呼吸頻率。3.繼續(xù)第2步的操作，改變水溫，觀察和記錄金魚的呼吸頻率?！緦?shí)施方案】實(shí)驗條件金魚呼吸次數(shù)/(次/分)平均值20℃第1次第2次第3次降溫第1次第2次第3次升溫第1次第2次第3次【得出結(jié)論】在一定的溫度范圍內(nèi)，水溫升高，金魚的呼吸頻率增加；水溫降低，金魚的呼吸頻率減慢。

【表達(dá)交流】本實(shí)驗的的單一變量是什么？水溫。不同溫度下數(shù)同一條魚的呼吸頻率還是數(shù)其他魚兒的呼吸頻率也可以呢？同一條魚。為什么要在同一溫度下重復(fù)多次測試金魚的呼吸次數(shù)?避免出現(xiàn)偶然現(xiàn)象，減少實(shí)驗誤差。1．農(nóng)業(yè)技術(shù)人員選取相同面積的三塊樣地，將生長狀況一致的等量黃瓜幼苗種植至各樣地中；探究不同灌溉方式對黃瓜幼苗生長的影響。每塊樣地幼苗數(shù)量不宜過少，目的是（

）A．控制單一變量B．避免偶然因素影響，減少實(shí)驗誤差C．形成對照D．排除無關(guān)因素對實(shí)驗結(jié)果的影響【答案】B【分析】實(shí)驗設(shè)計原則：①控制單一變量，②避免偶然性，③對照實(shí)驗，④排除無關(guān)變量?！驹斀狻緼．控制單一變量是實(shí)驗設(shè)計的基本原則，意味著除了我們想要研究的變量（在這里是灌溉方式）之外，其他所有可能影響實(shí)驗結(jié)果的因素都應(yīng)該保持一致。然而，題目問的是每塊樣地幼苗數(shù)量不宜過少的目的，與控制單一變量無直接關(guān)系，A錯誤。B．在實(shí)驗設(shè)計中，增加樣本量（在這里是黃瓜幼苗的數(shù)量）可以更有效地抵消個別樣本的偶然性，使實(shí)驗結(jié)果更加穩(wěn)定和可靠。這正是每塊樣地幼苗數(shù)量不宜過少的目的，B正確。C．對照實(shí)驗是科學(xué)實(shí)驗中的一種重要方法，用于比較不同條件下的實(shí)驗結(jié)果。然而，題目并沒有提到設(shè)置對照實(shí)驗的情況，而是詢問了樣本量選擇的目的，所以這個選項與題目不符，C錯誤。D．在實(shí)驗設(shè)計中，確實(shí)需要排除無關(guān)因素對實(shí)驗結(jié)果的影響。但這主要是通過控制實(shí)驗條件來實(shí)現(xiàn)的，比如選擇相同的樣地、使用生長狀況一致的黃瓜幼苗等。增加樣本量并不能直接排除無關(guān)因素的影響，D錯誤。故選B。2．有人說“手機(jī)屏幕上的細(xì)菌比馬桶蓋上的還要多?！毙埜鶕?jù)已有的經(jīng)驗，認(rèn)為這是不可能的，并決定進(jìn)行探究。小張的看法相當(dāng)于科學(xué)探究過程中的（

）A．提出問題 B．作出假設(shè) C．得出結(jié)論 D．表達(dá)交流【答案】B【分析】科學(xué)探究的一般過程：提出問題→作出假設(shè)→制定計劃→實(shí)施計劃→得出結(jié)論→表達(dá)和交流。【詳解】A．“手機(jī)屏幕上的細(xì)菌比馬桶蓋上的還要多”，這是一個明確的問題，是科學(xué)探究的起點(diǎn)。但小張并沒有直接提出這個問題，而是基于自己的經(jīng)驗對這個問題有了一個初步的看法，A不符合題意。B．“作出假設(shè)”是科學(xué)探究中的一個重要步驟，它是對問題可能答案的初步設(shè)想。假設(shè)可以是正確的，也可以是錯誤的，但它需要通過實(shí)驗來驗證。小張根據(jù)自己的經(jīng)驗，認(rèn)為“手機(jī)屏幕上的細(xì)菌不可能比馬桶蓋上的還要多”，這實(shí)際上就是一個假設(shè)，B符合題意。C．“得出結(jié)論”是通過分析實(shí)驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論的過程，小張在得出實(shí)驗結(jié)果后可能會進(jìn)行這一步，但題目中并沒有提及，C不符合題意。D．“表達(dá)交流”是在科學(xué)探究結(jié)束后，將實(shí)驗結(jié)果和結(jié)論與他人分享和討論的過程。小張在得出實(shí)驗結(jié)果后可能會進(jìn)行這一步，但題目中并沒有提及，D不符合題意。故選B。3．某生物學(xué)興趣小組研究溫度對某作物種子萌發(fā)的影響，實(shí)驗結(jié)果如圖所示。下列溫度中，最適宜該作物種子萌發(fā)的是（）A．15℃ B．20℃ C．25℃ D．30℃【答案】C【分析】種子萌發(fā)需要適宜的溫度等外界條件。在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度升高，種子萌發(fā)率可能逐漸升高，達(dá)到某一溫度時，種子萌發(fā)率最高，此時的溫度即為該種子萌發(fā)的最適宜溫度，超過這一溫度，種子萌發(fā)率可能會下降。通過分析不同溫度下種子萌發(fā)率的變化曲線，可以找出最適宜種子萌發(fā)的溫度?！驹斀狻繌膱D中可以看出，在15℃時，種子萌發(fā)率相對較低。當(dāng)溫度為20℃時，種子萌發(fā)率有所上升，但不是最高。在25℃時，種子萌發(fā)率達(dá)到了圖中所示的最高值。30℃時，種子萌發(fā)率又低于25℃時的萌發(fā)率。可見，在給出的這幾個溫度中，25℃時種子萌發(fā)率最高，意味著25℃是最適宜該作物種子萌發(fā)的溫度，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。4．如圖所示，將長勢良好的甲、乙、丙3盆植物放置在陽臺上，甲盆植物定期澆適量的水，乙、丙兩盆植物不澆水。15天后，甲、丙兩盆植物均存活，乙盆植物枯死。對此實(shí)驗，下列推論合理的是（

）

A．乙盆植物主要因缺水枯死B．丙盆植物沒有水也可以完成整個生命周期C．甲、丙對比說明空氣在植物的生活中必不可少D．甲、乙對比說明不同種類的植物對水的需求量相同【答案】A【分析】影響生物生存的非生物因素有：光、水、溫度、空氣、土壤等；仙人掌的葉退化成了刺，能生活在缺水的干旱環(huán)境中?！驹斀狻緼．乙盆植物不澆水，15天后枯死，而甲盆定期澆水存活，在其他條件相同情況下，主要就是水分差異導(dǎo)致乙盆植物枯死，A正確。B．仙人掌這類植物只是耐旱，能在缺水環(huán)境下生存一段時間，但完成整個生命周期（從種子萌發(fā)、生長、開花、結(jié)果到死亡等階段）依然需要水，B錯誤。C．甲盆定期澆水存活，丙盆不澆水也存活一段時間，甲、丙對比主要體現(xiàn)的是不同植物對水分的耐受能力等差異，而不是說明空氣在植物生活中必不可少（實(shí)驗變量不是空氣），C錯誤。D．甲、乙是大小相似的同種同葉植物，甲盆澆水存活，乙盆不澆水枯死，說明同種植物生長需要一定水分，而不是不同種類植物對水的需求量相同，D錯誤。故選A。5．科學(xué)是基于尋求解釋的探究過程，一般是從發(fā)現(xiàn)問題、提出問題開始的。下列關(guān)于探究的說法，錯誤的是（）A．實(shí)驗遵循單一變量原則B．當(dāng)結(jié)果與假設(shè)不一致時，應(yīng)重新實(shí)驗C．并不是所有的問題通過一次探究就能得到正確的結(jié)論D．探究過程中可以有多個變量【答案】D【分析】科學(xué)探究是探索生命的重要方法，科學(xué)探究的一般過程：提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、實(shí)施計劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流?！驹斀狻緼．實(shí)驗遵循單一變量原則，即除了要研究的變量外，其他條件都應(yīng)保持相同且適宜，這樣才能準(zhǔn)確地探究該變量對實(shí)驗結(jié)果的影響，A正確。B．當(dāng)結(jié)果與假設(shè)不一致時，可能是實(shí)驗設(shè)計有問題、操作不當(dāng)或假設(shè)錯誤等原因，應(yīng)重新審視實(shí)驗過程，重新實(shí)驗，B正確。C．科學(xué)探究是一個復(fù)雜的過程，受到多種因素影響，并不是所有的問題通過一次探究就能得到正確的結(jié)論，可能需要多次重復(fù)實(shí)驗和探究，C正確。D．探究過程中應(yīng)控制只有一個變量，這樣才能明確該變量與實(shí)驗結(jié)果之間的關(guān)系，如果有多個變量，就無法確定是哪個變量導(dǎo)致了實(shí)驗結(jié)果的變化，不能得出正確結(jié)論，D錯誤。故選D。1．為探究“酒精對金魚呼吸頻率的影響”，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究活動：Ⅰ.選取18條大小相同、活力相當(dāng)?shù)慕痿~。Ⅱ.取6個大燒杯，分組并編號，分別加入等量的清水和不同濃度的酒精溶液；置于相同環(huán)境中。Ⅲ.在1號燒杯中放入1條金魚，靜置1分鐘后，記錄其1分鐘的呼吸次數(shù)，取出金魚放回清水中；依次放入第2條和第3條金魚，重復(fù)以上操作；求3條金魚呼吸次數(shù)的平均值。Ⅳ.每一組重復(fù)上述步驟。實(shí)驗數(shù)據(jù)如下：編號123456酒精濃度00.5%1%1.5%3%5%呼吸頻率（每分鐘呼吸的次數(shù)）567391743822(1)你作出的合理假設(shè)是：。(2)每組求3條金魚呼吸次數(shù)平均值的目的是。(3)根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：低濃度酒精對金魚呼吸起作用，高濃度酒精對金魚呼吸起作用。(4)酗酒會對人體健康造成哪些危害？?！敬鸢浮?1)酒精對金魚的呼吸有影響(2)避免偶然性，減小實(shí)驗誤差(3)促進(jìn)抑制(4)肝臟損傷，消化系統(tǒng)損傷等【分析】對照實(shí)驗是在研究一種條件對研究對象的影響時，所進(jìn)行的除了這種條件不同外，其他條件都相同的實(shí)驗，這個不同的條件，就是唯一變量。一般的對實(shí)驗變量進(jìn)行處理的，就是實(shí)驗組，沒有對實(shí)驗變量進(jìn)行處理的就是對照組。為確保實(shí)驗組、對照組實(shí)驗結(jié)果的合理性，對影響實(shí)驗的其他相關(guān)因素應(yīng)設(shè)置均處于相同且理想狀態(tài)，這樣做的目的是控制單一變量，便于排除其它因素對實(shí)驗結(jié)果的影響和干擾。【詳解】（1）假設(shè)需基于實(shí)驗?zāi)康?，本?shí)驗是探究酒精對金魚呼吸頻率的影響，結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗，故假設(shè)可以為酒精對金魚的呼吸有影響。（2）本實(shí)驗各組重復(fù)實(shí)驗并計算平均值的目的是為了避免偶然性，減小誤差，使實(shí)驗結(jié)果更準(zhǔn)確。在科學(xué)實(shí)驗中，由于各種因素的影響，單次實(shí)驗的結(jié)果往往存在一定的誤差