师：同学们好，通过上节课的学习，我们已经认识到生物学是探索生命的科学，其研究对象是生命现象。生物学发展至今，离不开众多生物科学工作者坚持不懈、共同努力开展的科学活动。自然科学活动涵盖观察、调查、实验、查阅文献资料、相互交流等。生物科学工作者观察、收集生物的科学事实，在各种事实间建立合理联系，寻找事实产生的原因，提出解决事实的假说和理论。其中，实验法是现代生物学研究的重要方法。那么，实验法包含哪些基本方面呢？接下来，我们以科学家利用实验法研究“响尾蛇是如何追寻它放走的猎物”为例，深入分析实验法的各个步骤、思路及要点。响尾蛇是一种毒蛇，长约两米，因其尾部有角质环，运动时能发出声音，故而得名。下面，请同学们观看一段关于响尾蛇的视频。
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耐心十足、阴险狡诈的伏击猎手。这条雄性角响尾蛇能够一连不动地潜伏数天，等待猎物出现。不过今天早上，它无需等待太久。沙漠中的鼠类通常会四处跳跃，令掠食者难以下手。在自然死亡的情况下，这只雄鼠的寿命只有700天，它正在挖种子作为食物，当它从土丘的另一端出现时，就会被角响尾蛇逮个正着。在正常拍摄下，沙漠鼠看上去毫发无损。借助高速摄像机，一切真相大白：角响尾蛇的攻击是一连串肌肉和骨骼的条件反射。在1/20秒内，它从上颚伸出毒牙，全力咬住沙漠鼠的胸腹。沙漠鼠被巨大的冲击力猛然挑起，角响尾蛇通过肌肉收缩将毒液注入它的体内。在两次心跳内，沙漠鼠的呼吸系统就开始衰竭。蛇松开毒牙的时候，已经记住了毒液在猎物身上留下的独特化学标记，即使猎物逃跑，它依然能够准确追溯。这只沙漠鼠哪也去不了了，它已经休克，几秒钟之后，它的呼吸就会完全停止。
师：科学工作者对响尾蛇进行观察时，发现一个奇特现象：响尾蛇捕获猎物后，它的毒牙会迅速将毒液注入猎物体内，并不马上吞食猎物，而是放走猎物，过一段时间再去追寻和吞食。认真观看的同学可能已经产生疑问，比如响尾蛇为什么不直接吞食猎物，反而要放走猎物，过一段时间后再去追寻和吞食呢？这是因为响尾蛇相较于它吞食的猎物而言，体型较小，直接一口难以致命，在猎物挣扎过程中可能会导致响尾蛇受到伤害。所以，响尾蛇在捕获猎物时会迅速通过毒牙将毒液注入猎物体内，猎物在逃跑过程中快速运动，加速血液循环，毒液随着血液迅速在体内扩散，加速猎物的死亡。
科学工作者通过对响尾蛇的观察发现，也产生了疑问：为什么响尾蛇在放走猎物后，还能追寻到已经中毒而亡的猎物？是通过眼睛利用视力去追寻，还是通过猎物的气味去追寻呢？我们可以发现，如果想要回答“为什么”的问题，就要思考“是什么”的原因。如果提出的问题不够明确具体，就不能准确回答。所以，我们进行实验法探究的第一步，就是在发现现象后提出一个明确具体的问题。
科学工作者通过对响尾蛇的观察，提出了一个明确具体的问题：响尾蛇是根据什么标记去追寻中毒的猎物的？为了解答这个问题，科学工作者搜集了许多关于响尾蛇的资料，下面我们一起来了解。
资料一：响尾蛇的视力不好，它的眼睛只能感受可见光，而不能看清物体。通过对这则资料的分析，我们可以发现，响尾蛇视力不好，在森林中光线昏暗，所以响尾蛇无法通过眼睛利用视觉来追寻猎物。
资料二：响尾蛇的眼下方有一对能感受热的结构，可以感受较近动物的体温。也就是说，响尾蛇虽然能感受热，但当猎物逃跑后距离较远，无法利用这一结构追寻猎物。
资料三：响尾蛇的舌能感受空气中的气味。那么，是不是说响尾蛇可以根据猎物的气味追寻猎物呢？
资料四：没有被响尾蛇咬伤的动物不能触发响尾蛇的追踪行为。
师：综合分析资料三和资料四，没有被咬伤的猎物无法追寻，被咬伤的猎物可以追寻，这两种猎物有什么不同呢？通过视频资料，我们知道被响尾蛇咬伤的动物体内含有响尾蛇的毒液。有没有可能响尾蛇是根据毒液的气味追寻猎物的呢？科学家和同学们一样，利用这些资料信息，尝试对刚才的问题做出了回答：响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻受伤中毒的猎物的。
这个回答就是假设，假设是我们对问题的尝试性回答。一个好的假设往往可以指向事物间的因果关系。同学们注意，科学家在做出假设时并不是盲目假设，而是依据之前收集到的关于响尾蛇的资料信息，经过认真分析思考后做出的尝试性回答。假设可能正确，也可能错误，它是我们对已提出问题的尝试性解答，所以要用陈述句。同学们以后在生活中观察发现问题，要经过查阅资料和结合已有的知识经验，认真分析思考后，才能做出尝试性假设。有了假设后，科学家就要想办法验证假设的正确性。
师：科学家设计了如下实验方案。我们看见科学家设计了两组实验，实验一中，科学家提供的实验材料是一只被响尾蛇袭击中毒而死的死老鼠；实验二中，实验材料是没有被响尾蛇袭击中毒而死的死老鼠。在这两个实验中，我们可以注意到，除了两只老鼠的死亡原因不同（实验二强调同一个蛇洞，实验一设定路径相同的路程），也就是说，这两个实验除了老鼠死亡原因这个变化的量，其他因素是相同的。我们可以进一步分析，老鼠死亡原因不同，使得实验一的死老鼠体内含有响尾蛇的毒液，实验二的死老鼠体内不含有毒液。这样一对照，就可以验证响尾蛇是否是因为毒液的原因追寻猎物。那为什么要设计同一个蛇洞、相同的路径、相同的路程呢？因为这样可以避免在实验过程中其他因素的干扰。如果科学家用不同的蛇洞或者不同的路径进行实验，那么我们就会思考，是不是蛇洞内的环境、路径周边的环境影响了响尾蛇对猎物的追寻，这样就不能够达到我们的实验目的。设计好实验方案后，科学家还强调，实验只进行一次是不行的，要多次重复实验。了解完实验方案后，我们来回顾总结设计实验应该注意的问题。科学家想证明的是，响尾蛇是否根据毒液的气味追寻猎物，所以设计了含有毒液的死老鼠和不含毒液的死老鼠做对照。这两只死老鼠唯一的区别就是毒液，在实验中只有毒液这一个条件不同，这个变化的实验条件就是变量，也叫自变量。我们在设计实验时需要确定实验变量，实验变量的确定需要根据我们的假设。为了探究清楚响尾蛇是依据毒液的气味这一条件来追寻猎物的，科学家要保证实验环境、路线等其他条件都相同。设计实验时，我们要保证只有一个实验条件在发生改变，也就是实验只有一个变量，这叫做单一变量原则。没有被响尾蛇袭击的死老鼠在这里的作用就是做对照，这是实验法的对照原则。同时，我们还要进行多次重复实验，我们称为平行重复原则，可以保证实验结果的可信性，排除偶然因素对实验结果的影响，减少实验误差。
师：实验方案设计完成后，科学家开始实施实验。首先准备实验一被响尾蛇咬过的死老鼠，这是设计好的实验路径。再准备没有被响尾蛇咬过的死老鼠，沿着相同的路径。我们先进行实验一，将被响尾蛇咬过的死老鼠，沿着事先设定好的路径，拖行较远的路程，观察响尾蛇的活动，我们发现响尾蛇会沿着死老鼠经过的路径追寻、吞食死老鼠。接下来实验二，将没有被响尾蛇咬后而死的老鼠沿着实验一的路径拖行相同的路程，观察记录响尾蛇的行为。我们发现响尾蛇并没有沿着死老鼠经过的路径去追寻吞食死老鼠。多次重复上述实验，我们发现实验一中响尾蛇可以沿着路线追踪到死老鼠，而实验二中响尾蛇没有追踪到死老鼠。根据我们之前对实验的分析以及对实验现象的观察，可以发现只有被响尾蛇咬后含有毒液的老鼠，响尾蛇才会去追寻，所以响尾蛇是靠毒液气味追寻中毒受伤的猎物的。科学家在多次重复上述实验后，分析实验结果，最终得出结论：响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻中毒的猎物的。到这里为止，科学家针对“响尾蛇是如何追寻它放走的猎物”这一实验探究就结束了。下面请同学们暂停视频1分钟，思考实验法探究的一般步骤，完成学习任务单的任务。