生物七上第一章第三节生物学的探究方法解析.doc

第三节 生物学的探究方法 教学目标 1．通过分析讨论“巴斯德实验”过程，概述科学探究的大致过程和研究方法。 2．体验科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径之一。 3．认同科学家严谨求实的科学态度和锲而不舍的精神。 精要点拨 一 、科学探究 科学探究需要通过观察、实验、测量、调查等多种途径来获得事实和证据。设置对照实验，控制单一变量，增加重复次数等是提高实验结果可靠性的重要途径。 二 、对照实验 1．概念：指在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同之外，其他条件都相同的实验。其中不同的条件就是实验变量。如要研究“光对鼠妇生活的影响”中，光是实验变量，其他因素（如温度、土壤潮湿程度）应相同。 2．设计原则：一个探究实验中只能有一个实验变量，其他因素均处于相同理想状态，这样可以排除其他因素的存在而影响、干扰实验结果。 3．对照组和实验组：对照组是不加入任何研究因素（即我们所说的变量）的对象组；或自然状态下不对研究因素做任何实验处理的对象组。实验组是加入研究因素的对象组；或自然状态下对研究因素做实验处理的对象组。 活动建议 【案例1】 “分析与讨论——巴斯德实验”的教学片断 （给学生出示一碗变质的肉汤），提出问题：面对眼前的肉汤，能提出什么问题呢？的思维非常活跃，发现了很多问题。告知学生在两个世纪前，人们遇到了同样的问题，被困惑了长达20年之久，是一位法国生物学家巴斯德为此做出了突出贡献并播放影视片断，简单介绍巴斯德。那巴斯德是什么观点呢？为了证明这个假设，我们该怎么做呢？能不能直接做实验？让学生分组。在学生的基础上，进一步引导学生思考巴斯德问题，并理解科学探究的基本步骤。 1．巴斯德用了哪些实验装置，设计了几组实验？ 2．这几组实验装置有何相同和不同之处？这样设计的目的是什么？ 3．在这个实验中巴斯德最大的创意是设计了。其妙在何处？ 4．在实验中，除了控制变量外，还应注意哪些问题，才能保证结果的准确、可信？ 5．如果实验成功了，巴斯德据此可以得到什么结论？ 6．如果实验失败了，你觉得该怎去做？ 自然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。如，我国古代认为的“腐草化为萤”（即萤火虫是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。在西方，亚里士多德（公元前384—公元前322）就是一个自然发生论者，有的人还通过“实验”证明，将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，21天后就会产生老鼠，并且让他惊讶的是，这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。 18世纪时，意大利生物学家斯巴兰让尼（1729—1799）发现，将肉汤置于烧瓶中加热，沸腾后让其冷却，如果将烧瓶开口放置，肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物；但如果在瓶口加上一个棉塞，再进行同样的实验，肉汤中就没有微生物繁殖。斯巴兰让尼认为，肉汤中的小生物来自空气，而不是自然发生的。斯巴兰让尼的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。1860年，法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验，彻底否定了自然发生说。 曲颈瓶实验 　　巴斯德根据自己的研究实践，不相信微生物可以自然发生，认为微生物肯定必有母体。他到宣传这一理论。这下子可激怒了自生论者。他们问巴斯德：“酵母地球的每一个角落里，在每一世纪的每一年里，不知道从什么地方出现，把葡萄汁酿成酒？这些从天南地北，处处把每个罐里的牛奶变酸，每瓶里的牛油变坏的小,来自什么地方？” 　　为了回答这些，巴斯德重做了斯帕兰扎尼的实验。他在圆瓶里灌进一些酵母汤，把瓶颈焊封，煮沸几分钟后搁置适当时间。结果表明，瓶里并没有微生物生长。 　　这一验并不能彻底驳倒自生论者。他们坐在巴斯德的书房里吵吵闹闹：“你在煮沸酵母汤时，把瓶里的空气加热了。酵母汤产生小所需要的是自然的空气” 面对对方的指责，巴斯德冥思苦想，决心设计一种只让天然空气进入而不许其中的微生物进入的仪器。在老教授巴拉的指导下，巴斯德终于设计、制作出了符合这一要求的仪器，即著名的曲颈瓶。实验取得了成功。他喜不自胜。在一个有学者、才子、艺术家争相参加的巴黎盛会上，巴斯德讲述了他的曲颈瓶，高声宣布：“自然发生学说，经过这简单实验的致命一击之后，绝不能再爬起来了。” 　　接着，巴斯德又创造性地做了一次大规模的、半公开的实验。他和助手们将煮过的装有细菌培养液的烧瓶分放在多尘的市区、巴黎天文台的地窖里和其他环境中。发现空气越是不洁，培养液变质就越快、越严重。这说明使培养液变质的细菌不是自生的，而是来自空气。他推测，海拔越高，空气一定越洁净，培养液受细菌的污染也越轻微。为了验证这一点，他和助手们又先后登上汝拉山区的浦佩山，爬上瑞士的勃朗峰进行实验。结果，猜想得到了证实。