生物实验与探究.ppt
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1、初中生物实验与探究(初中生物实验与探究(七年级)七年级)初中生物实验与探究(初中生物实验与探究(七年级)七年级)(二)分析探究实验中的变量(二)分析探究实验中的变量(三)实验设计中的对照(三)实验设计中的对照(四)探究实验报告的撰写(四)探究实验报告的撰写 (一)科学探究的一般过程(一)科学探究的一般过程设计制作:湖南师大附中生物组欧希良 2007年设计制作:湖南师大附中生物组欧希良 2007年(一)科学探究的一般过程:(一)科学探究的一般过程: 提出问题提出问题 作出假设作出假设 制定计划制定计划 实施计划实施计划 得出结论得出结论 表达和交流表达和交流 总之,科学实验是以观察为基础,以假设
2、为指导总之,科学实验是以观察为基础,以假设为指导方针,以实验方案为手段,去捕获数据的一列系过程方针,以实验方案为手段,去捕获数据的一列系过程。设计制作:湖南师大附中生物组欧希良 2007年设计制作:湖南师大附中生物组欧希良 2007年作出假设作出假设 依据已有的知识和生活经验对问题的答依据已有的知识和生活经验对问题的答案提出可能的猜想。不是凭空想象。案提出可能的猜想。不是凭空想象。回答提出的问题:陈述句(肯定的或否定的)回答提出的问题:陈述句(肯定的或否定的) 提出问题提出问题根据题目所提供的材料提出相关的问题。根据题目所提供的材料提出相关的问题。(一)科学探究的一般过程(一)科学探究的一般过
3、程 实验的假设就是实验的假设就是“可能会怎么样可能会怎么样”的意思。它的意思。它是一种有意义的猜测,是对观察现象的一种假定性解是一种有意义的猜测,是对观察现象的一种假定性解释,因为它具有一定的推测性,是对各种现象的猜测释,因为它具有一定的推测性,是对各种现象的猜测和推断,所以,假设不是科学的真理,它是否可信还和推断,所以,假设不是科学的真理,它是否可信还需要通过实验的检验。但是假设与主观臆测不同,同需要通过实验的检验。但是假设与主观臆测不同,同缺乏科学论证的简单猜测、随意幻想也有区别,它具缺乏科学论证的简单猜测、随意幻想也有区别,它具有科学性的特点,是人们根据事实(如观察到的实验有科学性的特点
4、,是人们根据事实(如观察到的实验现象、经验)和已有科学知识而推导出来的。现象、经验)和已有科学知识而推导出来的。 科学的假设应当是可以检验的。如果一个假科学的假设应当是可以检验的。如果一个假设不但无法在技术上接受观测实验或一般实践的设不但无法在技术上接受观测实验或一般实践的检验,甚至在原则上也不可被检验,那就不能称检验,甚至在原则上也不可被检验,那就不能称之为之为科学假设科学假设。作出假设作出假设(一)科学探究的一般过程(一)科学探究的一般过程 例如:蜜蜂喜欢黄花而不喜欢红花可能是因为例如:蜜蜂喜欢黄花而不喜欢红花可能是因为花的香气不同。这种可能性就提示你进行实验来确花的香气不同。这种可能性就
5、提示你进行实验来确定蜜蜂是否有嗅觉。喜欢一种花而不喜欢另一种花定蜜蜂是否有嗅觉。喜欢一种花而不喜欢另一种花也可能是由于花的颜色不同。这种可能就提示你进也可能是由于花的颜色不同。这种可能就提示你进行实验来确定蜜蜂是否能辨别花的颜色。提出假设行实验来确定蜜蜂是否能辨别花的颜色。提出假设常采用的推理形式是常采用的推理形式是“假设假设那么那么”。如果如果假设是正确的,那么就应该发生什么事;如果假设假设是正确的,那么就应该发生什么事;如果假设不对,那么又应发生什么事。跟在不对,那么又应发生什么事。跟在“那么那么”后面是后面是预期的后果。在上面的例子中,如果蜜蜂喜欢黄花预期的后果。在上面的例子中,如果蜜蜂
6、喜欢黄花的颜色,那么它就会飞向黄色的花。这样的假设其的颜色,那么它就会飞向黄色的花。这样的假设其实就是对你将要进行的实验的一个粗略概括。实就是对你将要进行的实验的一个粗略概括。作出假设作出假设(一)科学探究的一般过程(一)科学探究的一般过程(一)科学探究的一般步骤(一)科学探究的一般步骤 根据实验目的和作出的假设,设计实验的具体根据实验目的和作出的假设,设计实验的具体步骤,也就是说明你打算怎么做。包括步骤,也就是说明你打算怎么做。包括列出所需材料列出所需材料用具、选出控制变量、设计对照实验等。如为用具、选出控制变量、设计对照实验等。如为“验证验证蜜蜂飞向某种花蜜蜂飞向某种花”可能是喜欢这种花的
7、颜色。你可以可能是喜欢这种花的颜色。你可以选择几中不同颜色的花摆在那里,再观察飞向哪种颜选择几中不同颜色的花摆在那里,再观察飞向哪种颜色的蜜蜂多些。你也可以用几种不同颜色的彩纸贴在色的蜜蜂多些。你也可以用几种不同颜色的彩纸贴在木牌上,把木牌挂在野外,看飞向哪种彩纸的蜜蜂多木牌上,把木牌挂在野外,看飞向哪种彩纸的蜜蜂多些,这就是方案。实验方案中要明确实验中要进行哪些,这就是方案。实验方案中要明确实验中要进行哪些观察和测量。如果能详细说明观察和测量的方法、些观察和测量。如果能详细说明观察和测量的方法、细节,则操作起来会更方便。细节,则操作起来会更方便。(一)科学探究的一般步骤(一)科学探究的一般步
8、骤制定计划制定计划(一)科学探究的一般步骤(一)科学探究的一般步骤 教师在指导学生进行实验设计时教师在指导学生进行实验设计时, ,不要束缚学生不要束缚学生的思路的思路, ,也不一定局限于教材中提供的材料用具也不一定局限于教材中提供的材料用具, ,要鼓要鼓励学生大胆设想、求异创新励学生大胆设想、求异创新, ,设计出既简便易行设计出既简便易行, ,又科又科学准确的实验设计方案。也可以让学生参照教材中的学准确的实验设计方案。也可以让学生参照教材中的其他实验的形式其他实验的形式( (所包括的项目所包括的项目),),模仿设计模仿设计。制定计划制定计划(一)科学探究的一般步骤(一)科学探究的一般步骤 按你
9、所设计的方案去做。在实施预定方案时要按你所设计的方案去做。在实施预定方案时要注意操作的规范性,以减少实验误差,在实施过程中注意操作的规范性,以减少实验误差,在实施过程中,你可能会发现预定方案行不通,这时,你应该修改,你可能会发现预定方案行不通,这时,你应该修改原定的方案原定的方案。(一)科学探究的一般步骤(一)科学探究的一般步骤实施计划实施计划观察记录:观察记录:把你所看到的结果记录下来,一定要把你所看到的结果记录下来,一定要实实事求是事求是。记录时。记录时, ,不但要记载符合预期的现象不但要记载符合预期的现象, ,也要记也要记载与预期相矛盾的现象载与预期相矛盾的现象, ,以便对结果进行如实分
10、析以便对结果进行如实分析, ,同同时从中找出实验成功的原因或失败的教训。通过讲解时从中找出实验成功的原因或失败的教训。通过讲解使学生懂得一个偶然的现象也许会成为科学上新发现使学生懂得一个偶然的现象也许会成为科学上新发现的道理。有时要设计表格进行记录。如:的道理。有时要设计表格进行记录。如:花的颜色花的颜色1小时小时2小时小时3小时小时 4小时小时合计合计红色花黄色花白色花紫色花(一)科学探究的一般步骤(一)科学探究的一般步骤实施计划实施计划 实验中得到的实验中得到的观察和测量结果称为数据观察和测量结果称为数据。实验。实验结束时要对数据进行分析,看是否存在什么规律或趋结束时要对数据进行分析,看是
11、否存在什么规律或趋势。然后要思考这些数据说明了什么。它们能不能支势。然后要思考这些数据说明了什么。它们能不能支持你的假设?它们是否指出了你实验中存在的缺陷?持你的假设?它们是否指出了你实验中存在的缺陷?是否需要收集更多的数据。是否需要收集更多的数据。 实验结论实验结论不同于不同于实验结果实验结果。上表中最后得到的飞向每一。上表中最后得到的飞向每一种花的蜜蜂数,是实验结果。如果飞向黄色花的数量多,你种花的蜜蜂数,是实验结果。如果飞向黄色花的数量多,你就可以认定就可以认定“蜜蜂喜欢黄颜色的花蜜蜂喜欢黄颜色的花”,这就是实验结论。,这就是实验结论。实实验结果是通过具体的实验操作得出的实验现象,看得见
12、、测验结果是通过具体的实验操作得出的实验现象,看得见、测得出、闻得到、数得清,而实验结论则不然。实验结论则需得出、闻得到、数得清,而实验结论则不然。实验结论则需要结合实验假设、条件和实验结果进行总结并提升为一种理要结合实验假设、条件和实验结果进行总结并提升为一种理论,是对实验研究发现的总结。实验结论要么是实验假设,论,是对实验研究发现的总结。实验结论要么是实验假设,要么与假设正好相反。要么与假设正好相反。在下结论的时候,你要确定所收集到在下结论的时候,你要确定所收集到的数据是否支持原先的假设。通常要重复好几次实验才能得的数据是否支持原先的假设。通常要重复好几次实验才能得出最后的结论。但得出的结
13、论往往会使你发现新的问题,并出最后的结论。但得出的结论往往会使你发现新的问题,并设计新的实验来寻求答案。设计新的实验来寻求答案。(一)科学探究的一般步骤(一)科学探究的一般步骤得出结论得出结论 表达和交流:表达和交流:写完实验报告后学生总结和反写完实验报告后学生总结和反思探究过程,展示探究成果的重要环节。思探究过程,展示探究成果的重要环节。 (一)科学探究的一般步骤(一)科学探究的一般步骤表达与交流表达与交流 实验结束之后实验结束之后, ,教师应及时组织评比。这不是可有教师应及时组织评比。这不是可有可无的事可无的事, ,而应视作本次实验的一次升华。而应视作本次实验的一次升华。 评比的内容包括评
14、比的内容包括: :实验设计方案的优缺点;各实验设计方案的优缺点;各自记录的实验现象是否准确;分析实验结果的方自记录的实验现象是否准确;分析实验结果的方法是否正确;结论的推导是否恰当。法是否正确;结论的推导是否恰当。 评比可以采用小组讨论与全班讲评相结合的方法评比可以采用小组讨论与全班讲评相结合的方法。通过讨论起到互相交流和学习的作用。通过讨论起到互相交流和学习的作用。1 1、什么是变量?、什么是变量? 如探究如探究“有哪些因素会影响种子的萌发?有哪些因素会影响种子的萌发?”内内部条件:胚是完整的而且是活的;外部条件:充足的部条件:胚是完整的而且是活的;外部条件:充足的空气、适宜的温度和一定的水
15、分。具备了这些条件,空气、适宜的温度和一定的水分。具备了这些条件,种子就会萌发。胚、空气、温度、水分、种子是否萌种子就会萌发。胚、空气、温度、水分、种子是否萌发都是一些变化因素。实验中这些发都是一些变化因素。实验中这些可变化的因素称之可变化的因素称之为变量为变量。其中胚、空气、温度、水分这四种因素的作。其中胚、空气、温度、水分这四种因素的作用会导致种子萌发或者不萌发,前面四种变量称之为用会导致种子萌发或者不萌发,前面四种变量称之为自变量自变量,因自变量的改变而改变的变量(种子是否萌,因自变量的改变而改变的变量(种子是否萌发)称之为发)称之为因变量因变量。(二)分析探究实验中的变量(二)分析探究
16、实验中的变量2 2、分析变量。、分析变量。 (1 1)、找出变量)、找出变量:如你看到一个人行走很快。:如你看到一个人行走很快。你判断的标准是他在较短的时间走了较长的距离你判断的标准是他在较短的时间走了较长的距离。这种变化中的变量是什么呢?每一步的长度、每一这种变化中的变量是什么呢?每一步的长度、每一步所用的时间即步幅和频率。你看到一片草地枯黄步所用的时间即步幅和频率。你看到一片草地枯黄了,你可以查找是否缺水、肥,是否因水、空气、了,你可以查找是否缺水、肥,是否因水、空气、土壤等污染所致。影响光合作用的变量是温度、光土壤等污染所致。影响光合作用的变量是温度、光照强度、二氧化碳的浓度等变量。照强
17、度、二氧化碳的浓度等变量。有效地、简有效地、简捷地提炼出变量来,是科学实验设计中关键的一步捷地提炼出变量来,是科学实验设计中关键的一步,也是最难的一步。,也是最难的一步。(二)分析探究实验中的变量(二)分析探究实验中的变量 2 2、分析变量。、分析变量。 (2 2)、)、确定自变量和因变量:确定自变量和因变量:找出变量后,应找出变量后,应分析哪些变量会引起另外一些变量的改变,确定哪些分析哪些变量会引起另外一些变量的改变,确定哪些是自变量,哪些是因变量。通常这种分析形式可表述是自变量,哪些是因变量。通常这种分析形式可表述为为“因为因为所以所以”。如。如“夏天面包容易长霉夏天面包容易长霉”,夏天气
18、温高、空气湿度大,这是,夏天气温高、空气湿度大,这是自变量(横坐标)自变量(横坐标);面包霉生长繁殖快是;面包霉生长繁殖快是因变量(纵坐标)因变量(纵坐标)。它们之间。它们之间的关系可表述为的关系可表述为“因为夏天气温高、空气湿度大,所因为夏天气温高、空气湿度大,所以面包霉生长、繁殖快,面包容易长霉以面包霉生长、繁殖快,面包容易长霉”。 在生物教材的探究实验中,很多实验都是在生物教材的探究实验中,很多实验都是研究研究自变量自变量的,通常是的,通常是找出自变量找出自变量或或改变自变量改变自变量观察观察因变因变量的变化量的变化以寻找它们之间的关系等。以寻找它们之间的关系等。(二)分析探究实验中的变
19、量(二)分析探究实验中的变量 2 2、分析变量。、分析变量。 (3 3)、)、严格控制无关变量。严格控制无关变量。如果试管壁上带有如果试管壁上带有水分,那么不放种子,加热时,试管内也会出现水水分,那么不放种子,加热时,试管内也会出现水雾,雾,它影响实验结果。试管内壁自带的水分就是无它影响实验结果。试管内壁自带的水分就是无关变量。关变量。(二)分析探究实验中的变量(二)分析探究实验中的变量3 3、控制变量。、控制变量。 实验就是要控制变量以检验假设。控制的常用方法是分实验就是要控制变量以检验假设。控制的常用方法是分组实验,设计对照实验。实验分组常用的方法有:组实验,设计对照实验。实验分组常用的方
20、法有:单组实验法:单组实验法:实验只有一个组,对这个组所采用的方法有实验只有一个组,对这个组所采用的方法有多种。如检验多种。如检验“植物细胞在什么条件下失水,什么条件下吸植物细胞在什么条件下失水,什么条件下吸水水”,可以把一块新鲜萝卜条先放到浓盐水中浸泡一段时间,可以把一块新鲜萝卜条先放到浓盐水中浸泡一段时间,观察萝卜条的质量、硬度有什么变化;再把,观察萝卜条的质量、硬度有什么变化;再把同一块同一块萝卜条萝卜条放到清水中观察它的变化。放到清水中观察它的变化。(二)析探究实验中的变量(二)析探究实验中的变量 要探究要探究“蜜蜂飞向某种花是因为花蜜蜂飞向某种花是因为花的颜色引起,还是因为花的气味引
21、起,的颜色引起,还是因为花的气味引起,可以选定一箱蜜蜂作为实验对象,先用可以选定一箱蜜蜂作为实验对象,先用气味相同、颜色不同的花做实验,再用气味相同、颜色不同的花做实验,再用同一颜色、不同气味的花进行实验。同一颜色、不同气味的花进行实验。3 3、控制变量。、控制变量。 等组实验法:等组实验法:将实验对象分成两组或者多个将实验对象分成两组或者多个组,如在上述蜜蜂的实验中,可以将一箱蜂分成组,如在上述蜜蜂的实验中,可以将一箱蜂分成两组,甲组用气味相同颜色不同的花做实验,乙两组,甲组用气味相同颜色不同的花做实验,乙组用同一颜色不同气味的花做实验。同样,细胞组用同一颜色不同气味的花做实验。同样,细胞吸
22、水、失水实验中,可以将一只萝卜均分成几块吸水、失水实验中,可以将一只萝卜均分成几块,分别放入不同浓度的溶液中进行实验。,分别放入不同浓度的溶液中进行实验。(二)分析探究实验中的变量(二)分析探究实验中的变量1、实验设计时要遵循的原则:、实验设计时要遵循的原则:(1 1)对照原则:)对照原则:科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了,既可排除无关变量对实验结果的影响,又可增加实验明了,既可排除无关变量对实验结果的影响,又可增加实验结果的可信度和说服力。结果的可信度和说服力。 (2 2)等量原则:)等量原则:每次实验所加试剂的量要相等。每次实验所加试剂的
23、量要相等。(3 3)单一变量原则:)单一变量原则:即控制其它条件不变,而只改变其中一即控制其它条件不变,而只改变其中一个条件(变量),观察其对实验结果的影响。个条件(变量),观察其对实验结果的影响。(4 4)多个参与原则:)多个参与原则:采取多个个体参与实验,避免偶然因素采取多个个体参与实验,避免偶然因素的发生。即相同实验条件下多次重复实验,最后最其平均值,的发生。即相同实验条件下多次重复实验,最后最其平均值,以平均值作为最终结果才不会因偶然因素导致实验结果出现以平均值作为最终结果才不会因偶然因素导致实验结果出现较大偏差。也只有这样,实验才具有较高的可信度。较大偏差。也只有这样,实验才具有较高
24、的可信度。 (三)探究实验中的对照(三)探究实验中的对照2、关于对照实验、关于对照实验(1 1)对照实验的概念:)对照实验的概念:在研究一种条件对探究对象的影在研究一种条件对探究对象的影响时,所进行的除了这种条件(变量)不同以外,其他响时,所进行的除了这种条件(变量)不同以外,其他条件都相同条件都相同且适宜且适宜的实验,叫做对照实验。的实验,叫做对照实验。(三)探究实验中的对照(三)探究实验中的对照(2 2)对照实验中的对照组和实验组:)对照实验中的对照组和实验组:A A、实验组实验组: 是是接受实验变量处理接受实验变量处理的一组;人为改变条件的的一组;人为改变条件的组作为实验组;未知实验结果
25、的组是实验组。组作为实验组;未知实验结果的组是实验组。B B、对照组对照组: 是是不接受实验变量处理不接受实验变量处理的一组。保持原有状态的一组。保持原有状态的组作为对照组;已知实验结果的组是对照组。的组作为对照组;已知实验结果的组是对照组。2、关于对照实、关于对照实验验(三)探究实验中的对照(三)探究实验中的对照 某生物兴趣小组的同学做了如下实验:取同种、同龄、等体重的成年雌鸟分成数量相等的两组,甲组饲以正常食物(不含DDT),乙组饲以同种但含DDT的食物,然后比较两组鸟的蛋壳厚度。 其中实验组是 组,对照组是 组。乙乙甲甲A A、实验组实验组: 是是接受实验变量处理接受实验变量处理的一组;
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- 关 键 词:
- 生物 实验 探究
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