有关生物与环境的关系的教学设计
《生物与环境的关系》教学设计
教学目标：
重点和难点：
重点：探究的一般过程，模仿控制实验变量和设计对照实验。
难点：模仿控制实验变量和设计对照实验。
教材分析：
《生物与环境的关系》选自九年制义务教育课程标准实验教科书《生物学》（苏教版）七年级上册第一单元《探索生命的奥秘》的第一章第二节，内容包含了本书的第一个探究实验。本课是在学生学习了第一节有关周围生物的知识后，以生活中常见的鼠妇为话题，引导学生体验科学探究的一般过程，理解非生物因素对生物生活的影响，再介绍生物因素对生物生活的影响，让学生从两个方面理解环境对生物生活的影响，最后再自然的说明生物对环境的适应和影响。
学生分析：
省会城市的孩子很少接触过鼠妇，对这种生物了解不多。由于这是本书安排的第一个探究活动，七年级（初一）的学生对探究性学习又很少经历，因此学生在探究活动中对探究的每一个步骤的思考都具有很大的随意性，具有相当多的不确定因素，需要教师积极加以引导。
学习内容学 生 活 动教 师 活 动
一、创设情境，
学生提问。四人一组，捕捉鼠妇（课前）；
发言说明如何捕到鼠妇，提出问题。带领组长在室外观察鼠妇，指出鼠妇即“西瓜虫”、“潮虫”。
对学生发言进行评价，对学生的问题有选择的回答，留下有探究意义的问题。
二、逐步深入，体验探究的过程思考回答遗留下的问题，作出各自的假设；
在讨论发言中设计出实验方案；
四人一组实验操作，观察现象，记录数据，分组汇报结果；
讨论数据的处理方法；
处理数据；
汇报处理结果；
得出结论。积极引导学生思考；
讲述非生物因素和生物因素；
引导提问，将个别学生未想到的实验方案的细节讲清楚，确保实验的科学严谨性；
纠正错误做法，表扬表现好的实验小组；
评价结果；
启发学生利用好数学工具；
鼓励结果不同的学生思考原因；
评价结论。
三、巩固拓展，引导学生进一步探究记录进一步探究的问题；
思考怎样对待实验动物。恰当给出进一步探究的问题；
提醒学生处理实验动物。
四、生物因素对生物生活的影响 发言，举出生物因素影响生物生活的其它例子。举例说明生物因素影响生物生活；
鼓励学生充分利用生活经验举例子。
五、生物对环境的适应和影响 发言，举出生物适应环境和影响环境的例子。安排学生自学阅读课本相关的内容；
鼓励学生充分利用课外知识举例子。
设计思路：
课前准备：
教师：全班分组，4人一组分成若干组，带领各组组长在室外观察鼠妇，指出鼠妇即“西瓜虫”、“潮虫”。准备教具（大托盘、湿土、纸板、透光的塑料板等）
学生：以组为单位捕捉10只鼠妇，对半放入装有湿土的两个黑色瓶中。
教学过程：
一、学生发言，引出问题
师：昨天，同学们捕捉了许多鼠妇放在瓶子里，下面我们首先请几位同学给我们讲讲他是怎样捉到鼠妇的。
生（女）：我在草丛里和墙角落发现它们，用草杆引它们爬上去，然后放进瓶子里，不过鼠妇老是从草杆上掉下去，我费了好大的劲才捉到10只。
（同学们发出善意的笑声，好几位男生同时举起了手）。
生（男）：我是掀开石块后找到它们的，然后直接用手把它捉到瓶子里。
生（女）：我们小组的同学把我家的花盘全部挪动了一遍，在花盘底下找到了好多，由于不敢直接用手抓它们，我们想了一个办法，用纸卷成漏斗状，然后设法让鼠妇爬进“漏斗”，把它们从瓶口“漏”到瓶子里去。
师：看来大家在捕捉鼠妇的时候都动了脑筋，有些同学还想出了很好的方法。那么，同学们在捕捉鼠妇的过程中想到了什么问题呢？
生：鼠妇生活的地方又阴暗又潮湿，长年累月。这样，它们受得了吗？
师：每种生物有自己的生活习惯，有的习惯在干燥的地方，有的习惯在潮湿的地方，比如说蚯蚓它就长期生活在土壤里面。
生：鼠妇生活在潮湿的土壤表层，它们吃什么呀？
师：这个问题真厉害，把老师给问住了，老师回去查查相应的资料，下节课再回答你，好吗？
生：好。
生：鼠妇是不是胆子特别小呀？我小心搬开花盘的时候既没有碰到它，也还没有动手捉它，它就四处乱爬。
师：是啊，搬开石块或花盘以后鼠妇很快就爬走了，它们为什么爬走呢？是胆子特别小吗？
（老师板书——问题：搬开石块或花盘，鼠妇为什么爬走呢？）
【问题最好是让学生自己提出来，学生提出来的自己想知道的问题才有更大的兴趣去探究，老师应该创设合适的问题情境去引 导学生积极思考，提出问题。】
二、逐步深入，带领学生进入探究的情境
（1）作出假设
（思考一会儿后，好几位同学举起了手）
生：石块或花盘搬开，对鼠妇来讲是一种刺激，它感到危险，知道有人来抓它了，所以就爬走。
生：因为它们长期生活在阴暗潮湿的地方，一旦你把石块或花盘拿开的话，阳光照进来，生活的环境温度升高，它们不适应，就爬走了。
生：鼠妇不喜欢光，光对它们来讲是一种刺激，光照进来让鼠妇感觉到不安，所以它们就跑掉了。
师：那就是说，你认为鼠妇爬走是因为环境变明亮了，或者说，光会影响鼠妇的生活，使它逃离明亮的地方，选择阴暗的地方。
师：几位同学分析得都有一定的道理，但这只是同学们的看法，不一定都正确。因此，我们把这些看法作为这个问题的假设的答案，怎样验证谁说得假设对呢？
生：做实验。
师：老师也同意通过做实验去验证。但我们课堂上的时间有限，我们先选择听起来最合理的第三种假设（环境变明亮使鼠妇爬走）去验证，时间有多的话，我们再去验证其余两种假设。
（老师板书——假设：鼠妇适于生活在阴暗的环境中，环境变明亮会使鼠妇爬走。）
【到底是什么原因使鼠妇爬走，学生发表了自己的意见，做出了好几种猜测，每个人谈的都有道理，但学生第一次接触探究实验，不知道接下来怎么办，老师适当做出选择其一的安排，将学生的注意力先引向具体的探究活动过程。】
（2）制定和实施探究方案
师：那么，这个实验怎么做呢？同学们发表一下自己的看法吧。
生：我想应该准备一些干的土壤和湿的土壤，然后设法保证湿的一边是阴暗的，干的一边是明亮的，然后把鼠妇放进去，看看哪边的数量多。
师：怎么样才能保证湿的一边是阴暗的，干的一边是明亮的呢？
生：我可以用一个大托盘，干的土壤和湿的土壤放在里面两边，然后在托盘相应的一边盖上纸板，另一边盖上透明塑料板。
师：看来，这位同学受到了我们桌子上准备的实验器材的启发，不过我想问这位同学，不盖透明塑料板不是也保证了光线明亮吗？
生：盖上可以防止鼠妇爬出来。
师：同学们对这位同学的实验方案还有什么意见吗？
生：我觉得应该把两边的土壤改成都是干的土壤或者都是湿的土壤，不然的话，就说不清楚是土壤的干湿还是光线的明暗使鼠妇爬动。
师：很好，所以要研究鼠妇爬走是不是和光线变明亮有关，只有在其它的条件保持一致的前提下，才能看出光线的明暗这一对不一样的条件对鼠妇有没有影响。
师：像这样的光、水、温度这些影响生物生活的非生物条件，我们把它们叫做非生物因素。（老师板书——非生物因素：光、水、温度等）影响生物生活的其它一些生物我们就把它们叫做……
生：生物因素。
（老师板书：生物因素）
师：那么，改成都是干的土壤好呢？还是改成都是湿的土壤好？
生：改成湿的土壤好。
师：（进一步追问）为什么呢？
生：因为我们看到鼠妇一般是在潮湿的地方，在干燥的地方没有看到，推测鼠妇习惯生活在潮湿的地方，把鼠妇放到湿的土壤中它更容易适应，很快安静下来，有利于我们观察鼠妇的活动，避免造成大的实验误差。
生：我想到另外一个问题，我们刚才推测人掀开石块这种刺激也可能是鼠妇爬走的原因，把鼠妇放进去对鼠妇来讲是一个很强的刺激，它不会四处乱爬吗？
师：会。
生：那怎么计算鼠妇哪边爬得多呢？
师：（把问题抛给学生）同学们说说看，这个问题怎么解决呢？
生：可以把鼠妇静置几分钟，等它脱离了这种刺激的影响后再开始计数。
师：大家同意吗？
生：同意！
师：因此，我们要让鼠妇静静地在里面呆上几分钟，让它适应一下实验装置的环境，避免由于鼠妇的紧张而造成实验误差，这同时提醒我们做实验时要保持教室里的安静，以免干扰了鼠妇。
【七年级（初一）的学生在制订实验的方案时，常常考虑不周到。教师以引领者的身份启发学生思考，完善实验方案，有助于发展学生的思维能力，长期这样，学生考虑问题、制订实验方案的能力就会获得提高。】
师：大家对这个实验装置考虑得很严密，看来同学们都意识到了要想研究某个条件影响鼠妇的生活就得把其它的条件控制起来，避免它们的干扰。做实验前，老师还有二个具体的操作问题想问一下大家。实验第一步，大家就会遇到一个问题，鼠妇怎么样放进去呢？我们每个实验小组两个瓶子里各装了5只鼠妇，是一起放进托盘的某个地方呢还是分两部分放到不同的地方？放到哪里比较好？
生：我觉得一起放在托盘的中央比较好，很容易看出它往哪边爬。
师：有其它的意见吗？
生：我不同意他的看法。仅仅看出它们往哪边爬是不够的，我们需要用具体的在明亮和阴暗中的鼠妇数量来证明鼠妇喜欢哪种环境，而一起放在托盘的中央不方便计数，因为中央区域处于阴暗交接的地方，不好把处于这一区域的鼠妇算作哪一边的。
师：那你觉得怎么做好呢？
生：我觉得应该同时在托盘的两边一起放，5只鼠妇放在明亮区域的中央5只鼠妇放在阴暗区域的中央，这样便于计数。
师：大家同意他的做法吗？
生：同意！
师：好，根据我们的实验设计，应该是依靠鼠妇安静下来2、3分钟后分别呆在明亮的区域和阴暗区域的鼠妇数量来判断它喜欢哪种环境，但是，有的鼠妇可能适应能力比较差，放进去5分钟还不能适应这个环境，还在乱爬；还有，你在计数的时候可能会碰到这种情况：有鼠妇爬到明亮的地方，感到不适应，正往回爬但又还没越过明暗交接的地方，你已经计数了。这二种情况都会带来误差，怎么样解决它们呢？
生：首先保持周围的环境安静，然后等到10只鼠妇不再动的时候才开始计数。
师：10只鼠妇不再动的时候？
生：（着急的解释）我指的是没有很大的爬来爬去的时候才开始计数。
师：别的同学有什么想法？
生：我觉得让鼠妇安静几分钟后，可以多观察几次，每次观察都作记录。
师：这样做有什么好处？
生：可以包含各种情况对实验的影响，减少误差。
师：不错，能想到这一点真是不容易。好，我们确定下来，将鼠妇静置的时间是2分钟，2分钟之后每隔1分钟统计一次，共统计10次。一会儿各小组就可以利用捕捉到的鼠妇开始进行实验研究。实验的时候注意分工合作并做好实验记录。
【由于科学探究实验具有很大的严谨性，有些实验设计的细节问题学生确实想不到，这时候需要老师加以提问、引导，将一些需要补充交代的问题讲清楚，以确保实验的科学性和准确性。】
（学生分组实验，在学生做实验的过程中，注意纠正他们错误的做法并对分工合作表现好的实验小组予以及时表扬。）
（教师在黑板上画出如下两个表格）
表格一 不同时间不同环境下的鼠妇数
环境2in3in4in5in6in7in8in9in10in11in
明亮
阴暗
环境1组2组3组4组5组6组7组8组9组10组11组12组13组
明亮
阴暗
表格二 不同环境下各小组的鼠妇平均数
（3）分析结果，得出结论
师：哪个小组先来汇报一下你们分工的情况以及你们的实验结果？
生：（上讲台）我们小组是这样分工的：甲 同学负责把鼠妇放进去，并盖好纸板和塑料板；乙同学计时；丙同学统计鼠妇的数量；丁同学负责记录。我们的实验结果是这样的……（在黑板上的第一个表格内记录实验数据）。
师：看上去这一组同学的实验结果中，每次记录的数字大都是阴暗处的比明亮处的.大，其它小组的情况也是这样吗？
生：是这样。
师：10组数据挺多的，有没有更简单明确的表示实验结果的方法呢？
生：可以运用数学中求平均数的方法。
师：（进一步追问）具体怎么求？
生：明亮处的数据加起来除以10，阴暗处的数据加起来除以10。
师：（启发提问）这可能会得到小数，怎么处理呢？
生：四舍五入。
师：有没有反对意见？
（同学们思考了一会儿，有几位同学急不可耐地举起了手）
生：我不同意用四舍五入来处理！因为数学老师讲过，应用题要按实际情况处理，这是实际问题，鼠妇超过半只才能算一只，所以应该是小数点后的数字大于0.5才进一位，并且只保留整数。
师：很好，每个小组计算一下自己的平均值，然后各组给大家汇报一下。
（各小组依次在黑板上的第二个表格中记录数据）
师：看，用平均数表示大家的实验结果就十分简单明了。实际上，我们班有13个组，相当于做了12次重复实验，我们知道，实验重复的越多，就越容易减少误差，得到的结果就越可靠。比如说我们扔一枚硬币，落地时不是正面朝上就是反面朝上，扔一次的结果假如是正面朝上的话，我们并不能得出“扔硬币落地正面会朝上”的结论，因为大家都知道，多扔几次就可以得到硬币正面朝上和正面朝下的结果是一样多的。那么，我们怎么样来处理这13组实验数据呢？
生：将每一组的平均值加起来再求一次平均数。
师：很好，这位同学反应很快，说明他理解了处理重复实验数据的方法，请大家算一下这个平均值。
（学生计算，汇报）
师：明亮处的平均值是2，阴暗处的平均值是8，这两个平均值可以说明鼠妇喜欢阴暗的环境，从而可以得出结论，环境变明亮会影响鼠妇的生活。
【实验数据的处理对于七年级（初一）的孩子来讲是一个比较难掌握的内容，老师应合理的予以启发，让学生充分运用已经学过的数学知识来解决。教学实际情况证明，做到这一点不是很难，而且学生使用了其它学科的知识感觉很有成就感，无形之中让学生明白了学科知识具有一定的相通性和互补性，使他们努力学好其它学科。】
三、巩固拓展，引导学生进一步探究
师：其实不仅是光，在我们完成刚才这个探究活动的过程中，我们已经想到鼠妇的生活也许还会受到其它因素的影响，比如说土壤的潮湿程度以及温度等等。请大家参照我们课堂上设计的这个探究性实验的装置和步骤，设计一个类似的探究实验，看看鼠妇的生活是否受其它的因素的影响。由于时间的原因，同学们只能下课以后去试一试了。最后提醒大家一下，课后完成自己设计的另一个探究实验后，鼠妇怎么处理呢？
生：放回到适合它们生存的自然环境中。
师：好，我们就要养成这种爱护实验动物的好习惯。
四、从非生物因素的影响引申到生物因素的影响
师：同学们在刚开始上课的时候说过，人掀动石块或移动花盘会使鼠妇爬走，影响鼠妇的生活，除了人之外，其它的生物当然也可能影响鼠妇的生活，这就是我们提到过的生物因素对鼠妇生活的影响。实际上，自然界中这种生物因素影响生物生活的例子很多，比如大家都知道的成语“螳螂捕蝉，黄雀在后”讲的就是螳螂对蝉生活的影响和黄雀对螳螂生活的影响，我们知道，这是一种捕食关系，大家还知道哪些生物因素影响生物生活的例子吗？
（学生发言举例子）
五、从环境对生物的影响转而讲到生物对环境的适应和影响
师：大家举的例子都不错。生物都生活在一定的环境中，非生物因素和生物因素都会影响生物的生活，但是，生物只是被动地受环境的影响，它对环境就不会有一定的影响吗？请同学们结合课本第10页图1-6“土培中的蚯蚓”阅读相关文字，思考这个问题。
生：蚯蚓在土壤里钻来钻去可以使土壤疏松。
生：蚯蚓会吃掉落叶和一引起生活垃圾，能清除一些环境污染；蚯蚓的粪便是植物生称的好肥料；还有，蚯蚓是高蛋白的，营养丰富。
（同学们“哄”的一声都笑了）
师：看来这位同学的课外知识挺丰富的。通过几位同学的回答，我们知道生物确实会对环境产生影响，但我们可以想到，生物对环境产生影响有一个前提，那就是它已经适应了这个环境。比如说蚯蚓没有适应在土壤中生活的话，它是无论如何也不可能影响土壤的。请大家翻到课本第8页，观察节头情影图“沙漠中的仙人掌”，这是一个典型的生物适应环境的例子。
（学生观察、思考）
师：同学们还能举出一些其它的生物适应环境和影响环境的例子吗？
（学生发言举例子并讨论）
课后反思：
学生是科学学习的主体，教师在科学学习活动中主要起引导作用，启发学生提出问题、解决问题、自主探究，这是我们经常提到的一句话。我们都知道在教学活动中要注意发挥学生的主体作用，但是，在实际教学活动中却常常没有意识到，有时我们的行为实际上是限制了学生。同样是上这节课，探究实验的每一个步骤，我们经常是直接告诉学生，让学生按部就班来探究，比如：老师不让学生来提出问题，自己直接给出问题，生怕学生胡思乱想，五花八门的问题让自己下不了台（其实老师回答不出问题是再正常不过的事情，坦白说出学生反而觉得你坦诚，更喜欢你，不让学生提问会扼杀孩子的好奇心和兴趣）；再比如，在设计探究方案时常常担心学生丢三拉四而干脆给出实验的具体步骤，在学生实施探究方案时又担心学生计时不准，而常常由老师统一计时，这样，在某种程度上束缚了学生的手脚。而这次上课，我放得很开，从提出问题到作出假设，从设计探究方案到实施探究方案，一切都是学生自己思考出来的，我只是起了一个积极的引导作用，在学生漏掉某些重要的注意事项时把需要交代的问题交代清楚以确保实验的准确性。学生们在小组内相互配合，密切合作，积极思考、提问、表达、动手，很好的完成了这个探究活动，并且在实验后的分析处理数据的过程中也能灵活运用数学知识，表现出很好的实际应用能力。在探究活动的整个过程中，学生在积极动手、动脑的同时，潜移默化地体验了科学探究的一般过程，留给他们的课后探究问题也再一次激起学生继续探究的热情。
通过这次教学，我深有体会，在备课过程中，只有结合学生实际，设计出符合学生年龄思维特点和便于操作的教学方法、实验方法才能充分发挥学生的主体作用，激发学生探究问题的兴趣，完成相应的教学目标。
每次上课，每次都有一些缺憾，反思这堂课也有不足。比如在教学时间的安排上，课前我意识到一节课时间不够用，却没有相应的安排调课换成二节连堂课，给学生充足的时间，让学生独立选择并完成类似的另一个探究实验。由于本课是本书安排的第一个探究活动，安排学生课堂上完成类似的另一个探究实验有利于学生巩固对探究的一般过程的理解，同时，这也是课堂反馈的一个极好形式。
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