2.2　核心講義

一、生物學科的基本研究方法

《生物課標》對生物學科的基本研究方法與實驗技能的具體要求如下：初步學會生物科學探究的一般方法，提高學生提出問題、做出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力。在科學探究中提高合作能力、實踐能力和創新能力。正確使用顯微鏡等生物學實驗常用的儀器和用具，具備一定的實驗操作能力。

（一）正確理解科學探究

從廣義上講，探究是指“探索研究”，即努力尋找答案、解決問題的活動。探究也可以說是一種思維方式、探索過程和解決問題的途徑。科學探究是指科學家運用科學的方法，通過探索去發現人們尚未認識的科學事物及其規律的過程。

《生物課標》對發展科學探究能力的具體要求：

（二）生物學科的基本研究方法

簡單地說，科學研究方法是指如何通過各種手段從客觀世界中取得第一手的資料，并對這些材料進行整理、加工，從中找出規律性的東西。

1．觀察法

（1）觀察法的內涵

觀察法是指人們通過感覺器官或借助一定的科學儀器，有目的、有計劃地考察研究對象的一種研究方法。

（2）觀察法的特點與要求

①觀察要有明確的觀察目的或研究方向。

②觀察要消除觀察干擾，如消除觀察者的隨意現象等。

③觀察是有計劃、有系統的感知活動，要有嚴密的組織計劃。

④觀察要有記錄，力求全面、準確、實事求是。

⑤觀察的結果可以重復驗證。觀察活動除要用多種感覺器官外，還要通過深入思考。

（3）常用觀察法的類型

①循序觀察法

指對生物體的形態結構按照一定的順序或按照觀察對象本身的發生發展順序進行觀察的方法。

②比較觀察法

此法是用于觀察兩種或兩種以上的事物，發現事物之間差異性的研究方法。

③動態觀察法

此法常用于對生物的生活習性、生理功能、生物現象變化等方面的觀察。

2．實驗法

（1）實驗法的內涵

實驗研究是指研究者在控制可能影響實驗結果的無關變量（被研究因素之外的因素）的情況下，探討自變量（被研究因素）和因變量（變化結果）之間是否存在因果關系的一種研究方法。

（2）實驗法的基本步驟及注意事項

①觀察并提出問題。

②做出假設。

③設計實驗并做出結果預期。

④完成實驗及結果記錄。

⑤分析得出結論。

3．調查法

（1）調查法的內涵

調查法是研究者通過接觸實際來獲得有關研究事實的第一手材料，并進行分析、歸納，得出科學結論的研究方法。

（2）調查法的基本程序

①明確調查目的，確定研究的問題。

②設計調查策略。

③制訂調查方案。

④實施調查方案和收集資料。

⑤處理調查數據，并加以分析討論、歸納總結。

⑥根據調查結果，提出研究建議。

4．分類法

（1）分類法的內涵

分類是根據研究對象的共性和差異性，依據一定的標準將研究對象分為若干個不同種類的方法。

（2）分類的基本方法

①明確目的。

②確定標準。

③構建層次。

④形成類別。

5．模型法

（1）內涵：人們為了某種特定目的而對認識對象所做的一種簡化的概括性描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的，有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。

（2）分類：主要有物理模型、數學模型、概念模型、模擬模型等。

（3）模型的構建過程

①分析問題。

②假設簡化。

③建立模型。

④求解并檢驗模型。

二、生物學實驗技能

《生物課標》對實驗技能的要求如下：通過義務教育階段生物學課程的學習，學生將初步具有生物學實驗操作的基本技能。如正確使用顯微鏡等生物學實驗中常用的儀器和用具，具備一定的實驗操作能力。

（一）顯微鏡的操作方法及注意事項

關于顯微鏡的操作方法和注意事項：

（二）臨時裝片的制作

1．玻片標本類型

（1）按照制作標本可保存的時間長短

①臨時玻片標本。

②永久玻片標本。

（2）玻片標本根據制作方法的不同

①切片。

②裝片。

③涂片。

2．臨時裝片的制作過程及注意事項

制作過程可以簡要地概括為：擦拭載玻片和蓋玻片→滴清水→取材→展平材料→蓋蓋玻片→染色，各步驟操作方法及注意事項：

（三）實驗中的測量技能

正確選擇和規范使用測量器具，是測量活動的基本技能。

1．正確認識測量器具

（1）測量器具（如刻度尺、天平、溫度計等）需要調零；

（2）明確測量器具的量程及最小刻度；

（3）根據被測量事物的屬性及測量目的選擇測量工具；

（4）明確測量的物理量（長度、質量、體積、溫度和速度等）和單位，測量任何物理量都必須規定它的單位，應使用國家頒布的《量和單位》計量標準。

2．正確把握測量方法

（1）如使用帶有刻度的器具觀察刻度時，視線應與刻度線保持在同一水平面，角度正好垂直；

（2）用天平測量藥品的質量時，不可將藥品直接放在托盤內，兩個托盤內的介質應保持完全相同并對藥品的質量無影響等。

3．科學地處理測量結果

測量結果由數值和單位組成，測量數值的記錄應翔實、準確。

（1）對誤差較大的數據，分析其原因，根據實際情況合理取舍。

（2）對多組平行實驗的數據，以平均值作為測量的最后結果。

（四）植物蠟葉標本的采集和制作

1．植物標本的采集

（1）木本植物：應采集典型、有代表性特征、帶花或果實的枝條，用枝剪剪下，放入采集箱或標本夾內。

（2）草本及矮小灌木：應盡可能地選擇根、莖、葉、花、果實都齊全的植株，用鏟子小心地連根掘起，放入采集箱或標本夾內。

（3）藤本植物：剪取中間一段，在剪取時應注意表示它的藤本性狀。

（4）寄生植物：須連同寄主一起采集。并將寄主的種類、形態、同被采的寄生植物的關系等記錄在筆記本上。

（5）水生植物：有地下莖的應采取地下莖，這樣才能顯示出花柄和葉柄著生的位置。采集這類植物時，應整株撈取，用塑料袋包好，放在采集箱里，帶回室內立即將其放在水盆中。

（6）蕨類植物：采生有孢子囊群的植株，連同根狀莖一起采集。

2．標本的壓制

（1）整形

對采到的標本根據有代表性、面積小的原則作適當的修理和整枝，剪去多余密疊的枝葉，以免遮蓋花果，影響觀察。

（2）壓制

給整形、修飾過的標本及時掛上標簽，將有繩子的一塊木夾板做底板，上置吸濕草紙4～5張。

（3）換紙干燥

標本壓制的前兩天要勤換吸濕草紙。

（4）消毒

標本壓干后要及時消毒，將標本上的蟲和蟲卵殺死。