《嘗試探究水溫的變化對金魚呼吸次數(shù)的影響》實驗設(shè)計

1、嘗試探究水溫的變化對金魚呼吸次數(shù)的影響實驗設(shè)計  摘要：生物學(xué)是一門實驗性的學(xué)科，實驗是學(xué)習(xí)生物知識的重要方法，學(xué)會科學(xué)探究的基本方法又是做好實驗的基礎(chǔ)，因此科學(xué)探究的基本方法是初學(xué)生物的學(xué)生必須掌握的。本文主要對剛接觸生物的學(xué)生如何培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力做了嘗試。 關(guān)鍵詞：科學(xué)探究的基本方法   教學(xué)目標(biāo)  實驗設(shè)計  實驗教學(xué)分析：（1）內(nèi)容分析：本實驗是蘇科版生物七年級上冊第一單元第一章第五節(jié)的一個學(xué)生實驗，它是在學(xué)生已經(jīng)初步了解了實驗常用的工具及用途、正確的操作方法和安全使用法則的基礎(chǔ)上

2、，隨后安排的一個比較完整的學(xué)生探究活動。教材安排的主要目的是讓學(xué)生了解探究的一般過程，體會控制實驗變量和設(shè)置對照實驗的重要性，同時也為進(jìn)一步提高學(xué)生的探究能力打下基礎(chǔ)。因此，此實驗是非常重要的。 （2）學(xué)情分析：剛升入初中的學(xué)生，對生物學(xué)科，認(rèn)知水平僅處于感性認(rèn)識階段，對科學(xué)實驗充滿了好奇心和求知欲，易于引導(dǎo)和塑造。但對學(xué)習(xí)生物的方法和基本實驗操作技能缺乏足夠的認(rèn)識，如何引導(dǎo)他們正確掌握科學(xué)探究的基本方法是該實驗成功的關(guān)鍵?？梢圆捎谜n外實踐活動激發(fā)興趣，注重師生互動環(huán)節(jié)和啟發(fā)式教學(xué)，掌控好課堂紀(jì)律，提高課堂學(xué)習(xí)效率。 （3）教學(xué)條件：本實驗所需的生物和儀器都是常用的。所以，

3、學(xué)校都會選擇這個實驗作為啟蒙實驗，我校也是如此。下面就結(jié)合自己的教學(xué)實際談?wù)剬Ρ緦嶒灥膶嶒炘O(shè)計。  1、教學(xué)目標(biāo)的確立：依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)“科學(xué)探究的基本方法”和活動建議“嘗試探究水溫的變化對金魚呼吸次數(shù)的影響”，結(jié)合蘇科版教材和本校實驗室條件，確立教學(xué)目標(biāo)如下： （1）知識目標(biāo)：通過實驗探究，掌握科學(xué)探究的基本過程 （2）能力目標(biāo)：通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生善于從現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出課題、開展實驗探究的能力。 （3）情感態(tài)度和價值觀目標(biāo)：體驗科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)熱愛科學(xué)的情感、實事求是的科學(xué)素養(yǎng)、勇于實踐與創(chuàng)新的精神，逐步確立以愛護(hù)小動物

4、為原則來設(shè)計探究性實驗。   （4） 教學(xué)重點：學(xué)會科學(xué)探究的基本方法，進(jìn)一步提高探究能力，是本實驗的重點。剛升初中的學(xué)生，基本沒有探究實驗的經(jīng)歷，但他們天真好學(xué)，模仿力極強(qiáng)，為了解決這一重點，我采取如下策略：模仿學(xué)習(xí)-啟發(fā)引導(dǎo)-實驗探究-總結(jié)歸納，完成教學(xué)重點。養(yǎng)成他們進(jìn)行探究活動的程序習(xí)慣，只要提到探究活動，馬上意識到要完成“提出問題-作出假設(shè)-制定計劃-實施計劃-得出結(jié)論-表達(dá)交流”幾步。   （5） 教學(xué)難點：發(fā)現(xiàn)問題、提出課題、形成假設(shè)、控制變量、開展實驗探究，都是剛學(xué)生物的學(xué)生面臨的難點。為了突破這些難點，我采取以下方法：

5、提前喂養(yǎng)，激發(fā)興趣、發(fā)現(xiàn)問題；教師引導(dǎo)、學(xué)生討論，提出課題、形成假設(shè)；重點引導(dǎo)，設(shè)計對照、控制變量，完成計劃；分組實驗，相互配合，團(tuán)結(jié)協(xié)作，確保實驗順利進(jìn)行，突破難點。  2、教學(xué)實施過程：本實驗是剛升初中的學(xué)生的第一個完整的探究實驗，他們滿懷好奇與激動，但卻無從做起。基于此，我設(shè)計實驗教學(xué)安排如下： （1）理解實驗原理：金魚所有的生命活動都與溫度有密切關(guān)系。金魚最適合在20-28的溫度范圍內(nèi)生活，氣溫升高或降低都會影響它的呼吸。 （2）實驗準(zhǔn)備：現(xiàn)將完成此實驗所需材料、儀器和藥品列表如下： 實驗材料實驗儀器實驗藥品金魚溫度計 

6、60;  小型魚缸     大燒杯     漁網(wǎng)魚食若干  注：實驗前一周，需提前飼養(yǎng)金魚。 （3）課時安排：2課時  第一課時組織學(xué)習(xí)“科學(xué)家是怎樣進(jìn)行科學(xué)探究的”完成問題提出、作出假設(shè)、制定計劃三步 第二課時 組織實施計劃、得出結(jié)論、表達(dá)交流、撰寫報告 （4） 教學(xué)流程圖：本實驗可按下面流程進(jìn)行操作：      （5）教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)

7、節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖課前準(zhǔn)備準(zhǔn)備材料飼養(yǎng)金魚培養(yǎng)學(xué)生勞動技能激發(fā)興趣第一課時上節(jié)課我們接觸了很多實驗儀器，想不想像科學(xué)家一樣進(jìn)行科學(xué)探究呢？ 如果你擁有了這些儀器，是否就能向科學(xué)家一樣完成實驗探究呢？ 下面我們看看“科學(xué)家是怎樣進(jìn)行探究的？” 組織討論：巴斯德從生活中發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？ 于是，他提出了什么問題？ 引導(dǎo)總結(jié)科學(xué)探究的第一步是什么？ 隨后，科學(xué)家又怎么做了？ 做出假設(shè)后又怎樣做了？科學(xué)家怎樣制定的計劃的？ 為什么用兩個燒瓶同時做這個實驗?zāi)?？只用一個可以嗎？ 兩個燒瓶，哪個是對照組？哪個是實

8、驗組呢？ 制訂好計劃后，又做了什么？ 科學(xué)家是怎樣做的呢？ 為什么要將兩個燒瓶中的肉湯再次加熱煮沸呢？  靜置數(shù)天后，實驗現(xiàn)象是什么？ 通過現(xiàn)象，科學(xué)家得出什么結(jié)論？ 告訴學(xué)生：鵝頸瓶中的肉湯4年都沒有變質(zhì)哦為什么呢？ 為了進(jìn)一步證實自己的結(jié)論，巴斯德在4年后打破了鵝頸瓶，設(shè)想一下，結(jié)果是什么？ 巴斯德探究肉湯的實驗，對我們的生活有沒有指導(dǎo)意義？ 教師啟發(fā)：1、比如生活中如何把做好的食物保存更長時間呢？2、生產(chǎn)中如何保存熟食呢？ 科學(xué)探究的基本過程有哪幾步？ 告訴學(xué)生：科學(xué)探

9、究的這五個步驟并非一成不變，但探究必須要有三個要素：明確的目的，探究的過程，還要有結(jié)果 了解了科學(xué)探究的基本過程，現(xiàn)在你也能像一位科學(xué)家一樣進(jìn)行探究活動：一星期前大家喂養(yǎng)了金魚，在喂養(yǎng)中你們發(fā)現(xiàn)哪些因素會影響金魚的生命活動呢? 探究的第一步應(yīng)該干什么呢？ 課本中的活動是“嘗試探究水溫的變化對金魚呼吸次數(shù)的影響”，想想你該怎樣提出問題呢？ 問題提出后，第二步做什么？ 你的假設(shè)是什么？  作出假設(shè)后，第三步做什么？小組討論你們的實驗計劃，注意自變量和對照組是什么？怎樣圍繞自變量設(shè)計實驗組？ 下節(jié)課驗證假設(shè)是否正確

10、60;躍躍欲試   學(xué)生思考，沒有了信心  預(yù)習(xí)案例  預(yù)習(xí)回答  預(yù)習(xí)回答 討論回答  預(yù)習(xí)回答 預(yù)習(xí)回答預(yù)習(xí)、討論回答 討論回答教師引導(dǎo)  學(xué)生討論，教師引導(dǎo) 學(xué)生回答 看書回答 學(xué)生討論，教師引導(dǎo)  看書回答  學(xué)生回答  學(xué)生吃驚 學(xué)生思考回答 踴躍回答   學(xué)生茫然  

11、 討論回答加熱煮沸真空包裝 師引導(dǎo)生共同總結(jié) 學(xué)生認(rèn)真聽講       積極回答答案多樣  學(xué)生回答  思考后回答，答案多樣引導(dǎo)提出正確的問題 學(xué)生回答 答案多樣<, /P>引導(dǎo)生確定正確的假設(shè)學(xué)生回答學(xué)生討論答案多樣師引導(dǎo)生確定完善的的設(shè)計 學(xué)生期待引起探究興趣   讓學(xué)生知道要想完成探究，光有熱情還不夠，還要學(xué)會科學(xué)探究的方法 通過案例分析，了解探究的過程 培養(yǎng)

12、學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題的習(xí)慣 培養(yǎng)從課本中尋求答案習(xí)慣 引出探究第一步：提出問題  引出探究第二步：作出假設(shè) 引出探究第三步：制定計劃培養(yǎng)復(fù)述生物實驗過程能力 讓學(xué)生明白設(shè)置對照組的必要性  使學(xué)生學(xué)會設(shè)置對照組和實驗組 引出探究第四步：實施實驗 培養(yǎng)從課本中尋求答案習(xí)慣 使學(xué)生明白實驗中的自變量必須是唯一的  培養(yǎng)學(xué)生復(fù)述實驗現(xiàn)象的能力 引出科學(xué)探究的第五步：得出結(jié)論 再次使學(xué)生明確細(xì)菌無法通過鵝頸，所以肉湯沒有變質(zhì)  使學(xué)生

13、明白，當(dāng)?shù)贸鰧嶒灲Y(jié)論后，有時還可以繼續(xù)設(shè)計實驗來驗證結(jié)論正確與否 引起學(xué)生思考    使學(xué)生明白科學(xué)探究的最終目的可以指導(dǎo)生產(chǎn)生活 進(jìn)一步鞏固探究過程，使學(xué)生形成條件反射 使學(xué)生明白科學(xué)探究并不是生搬硬套，既要避免教條主義，也要有原則性     培養(yǎng)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題的習(xí)慣  養(yǎng)成他們探究的程序習(xí)慣  培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出課題的能力   養(yǎng)成探究活動的程序習(xí)慣 培養(yǎng)學(xué)生形成假設(shè)的能力 

14、; 養(yǎng)成他們探究的程序習(xí)慣培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神   激發(fā)興趣第二課時復(fù)習(xí)科學(xué)探究的基本過程 復(fù)習(xí)已完成的探究前三步 按制定的計劃，進(jìn)行實驗探究教師：準(zhǔn)備大燒杯  實驗時要愛護(hù)金魚哦 指導(dǎo)學(xué)生測常溫時水溫，測金魚的呼吸頻率 表格統(tǒng)計每組實驗結(jié)果  引導(dǎo)分析誤差大的原因  怎樣避免呢？   指導(dǎo)學(xué)生測升溫后不同水溫金魚的呼吸頻率：如何控制溫度？ 開始實驗：  表格統(tǒng)計每組實驗結(jié)果；求全

15、班的平均值 指導(dǎo)學(xué)生測降溫后不同水溫金魚的呼吸頻率： 表格統(tǒng)計每組實驗結(jié)果；求全班的平均值 引導(dǎo)學(xué)生分析實驗結(jié)果：溫度升高，呼吸怎樣？溫度降低，呼吸怎樣？ 通過分析，得出什么結(jié)論？ 這個實驗對生產(chǎn)有什么實際意義呢？ 指導(dǎo)學(xué)生撰寫實驗報告下節(jié)課評比報告 將金魚放回魚缸 組織進(jìn)一步探究：課下獨立完成探究鰭在魚游泳時的作用 實驗時要愛護(hù)金魚哦 學(xué)生回憶 學(xué)生回憶 領(lǐng)取材料，四人一組，一人計時，一人記錄，兩人觀察學(xué)生認(rèn)同 測1分鐘的呼吸次數(shù)，重復(fù)3次，求平均值表達(dá)交流測得數(shù)

16、據(jù)，誤差很大 討論：可能是魚受到驚嚇或運動增加討論：可等魚安靜了再測；也可求取全班的平均值學(xué)生討論：先加熱水，測好水溫再放金魚 加熱水，測水溫，放金魚，記錄并統(tǒng)計數(shù)據(jù)表達(dá)交流3個不同溫度下的結(jié)果加冰塊，測水溫，放金魚，記錄并統(tǒng)計數(shù)據(jù)表達(dá)交流3個不同溫度下的結(jié)果觀察分析：溫度升高，呼吸加快，反之減慢 分析實驗結(jié)果，表達(dá)交流討論總結(jié)  課下完成  放魚回魚缸 積極思考，獨立設(shè)計方案 學(xué)生認(rèn)同鞏固重點，培養(yǎng)程序習(xí)慣 引出將要進(jìn)行的后續(xù)部分 培養(yǎng)分工合作，各司其職的精神  

17、培養(yǎng)愛護(hù)動物的情感 指導(dǎo)學(xué)生做好對照組探究  指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會統(tǒng)計實驗結(jié)果的方法 指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析誤差原因的方法 指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會怎樣盡量減少實驗誤差的方法  指導(dǎo)學(xué)生做好實驗組的探究   培養(yǎng)學(xué)生的動手能力  指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會統(tǒng)計實驗結(jié)果的方法 培養(yǎng)學(xué)生的動手能力  指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會統(tǒng)計實驗結(jié)果的方法 指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析實驗結(jié)果的方法  指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會通過分析結(jié)果得出結(jié)論的方法使學(xué)生明白科學(xué)探究的最終目的可以指導(dǎo)生產(chǎn)生活 培

18、養(yǎng)學(xué)生撰寫實驗報告能力  培養(yǎng)愛護(hù)實驗動物的情感 獨立完成類似的探究，培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)知識解決實際問題的能力再次培養(yǎng)愛護(hù)動物的情感  （6）板書設(shè)計：科學(xué)探究的基本步驟：提出問題-作出假設(shè)-制定計劃-實施實驗-得出結(jié)論小組實驗結(jié)果溫度金魚呼吸頻率（第一次）金魚呼吸頻率（第二次）金魚呼吸頻率（第三次）平均呼吸頻率5     10    15    （常溫）20    25 

19、;   30    35     全班實驗結(jié)果溫度呼吸頻率第一組呼吸頻率第二組呼吸頻率第三組呼吸頻率第四組呼吸頻率第五組呼吸頻率第六組呼吸頻率第七組平均值5         10        15        20        25