張陸啟 王重力
摘 要 介紹了利用舊抽屜、塑料盆和磚塊等生活中常見的素材制作組合迷宮和水迷宮的過程。旨在挖掘課外潛在教學(xué)資源,對“小鼠走迷宮”這一探究性活動的設(shè)備制作進(jìn)行探討,以期為中學(xué)生物教學(xué)提供參考。
關(guān)鍵詞 舊家具 簡易迷宮
中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B
動物運(yùn)動和行為的知識對學(xué)生認(rèn)識動物的本質(zhì)特征非常重要。通過觀察動物的不同行為正確區(qū)分動物的先天性行為和學(xué)習(xí)行為是義務(wù)教育階段生物“動物的運(yùn)動和行為”主題中一個重要學(xué)習(xí)內(nèi)容。圍繞課程標(biāo)準(zhǔn),各版本教材為學(xué)生理解動物的學(xué)習(xí)行為設(shè)計(jì)了各種探究性活動,如雞繞道取食、貓繞道取食和蚯蚓走迷宮等。人民教育出版社2011年課標(biāo)版生物八年級上冊將小鼠走迷宮作為探究性實(shí)驗(yàn)引入教材,對應(yīng)的迷宮制作也成為該探究性實(shí)驗(yàn)需要首先解決的問題。
在教學(xué)實(shí)踐中,王若燕曾對教材“雞繞道取食”進(jìn)行改進(jìn),嘗試?yán)眯“资笥螝v水迷宮來探究動物的學(xué)習(xí)行為,探討了“錯誤與嘗試”與動物學(xué)習(xí)行為之間的關(guān)系。用小白鼠游歷水迷宮探究動物的學(xué)習(xí)行為明顯縮短了探究活動的過程。
迷宮實(shí)驗(yàn)是動物學(xué)習(xí)記憶行為、神經(jīng)科學(xué)和腦科學(xué)等專業(yè)領(lǐng)域常用的研究方法。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識生物界的一種特殊形式,中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)課題的選擇和過程設(shè)計(jì)時可以重復(fù)或模擬一些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)。本研究以“八臂迷宮延緩反應(yīng)作業(yè)”、“T迷宮交互延緩反應(yīng)作業(yè)”和“Morris水迷宮”三個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中用到的迷宮為原型,嘗試?yán)门f抽屜設(shè)計(jì)制作組合迷宮,利用塑料水盆制作水迷宮,為教學(xué)過程中“小鼠走迷宮”這一探究性實(shí)驗(yàn)的取材提供便利。
1 利用舊抽屜制作組合迷宮
1.1 材料和用具
手鋸、銼刀或砂紙、弧形鑿子或電鉆、羊角錘、鋼尺、鉛筆,白乳膠、圓釘(直徑×長度為2.0×20 mm)、大小約為50×60 cm的舊抽屜2~3個。
1.2 設(shè)計(jì)
用舊抽屜的內(nèi)側(cè)長、寬和高數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì),將舊抽屜等分為9個區(qū)域,設(shè)計(jì)時需考慮隔板的厚度。設(shè)計(jì)平面圖如圖1所示。
1.3 制作
隔板:取下舊抽屜的邊框,鋸成長15.3 cm、寬11.5 cm的矩形方塊,并用銼刀或砂紙將斷面上的橫茬磨掉,使其光滑平整(下同)。
閘門插槽:由兩塊小木條相隔一定的距離粘合在隔板和抽屜內(nèi)壁上,用來固定活動閘門。小木條長5 cm(大于1/2隔板高且小于隔板高即可)、寬1 cm、高0.5~2 cm(由木板的厚度決定)。用白乳膠粘貼于隔板抽屜內(nèi)壁??窟吘壱粔K固定好位置后,另一塊與其平行對齊并移開寬W粘貼,W的寬度由活動閘門厚度決定,略寬于閘門厚度會較方便使用(圖2)。注意粘貼時,需用力擠壓使粘貼面的氣泡排出,使粘貼更牢固。
活動閘門:分為封閉式活動閘門(圖3)和開放式活動閘門(圖4)。封閉式活動閘門只需要根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)將舊抽屜的邊鋸成適合長寬的木板即可,寬度適當(dāng)小于設(shè)計(jì)長度,更方便使用。
開放式活動閘門上小門的寬和高視小鼠大小而定。制作時先用鉛筆將小門的形狀外框畫在封閉式活動閘門的寬邊居中位置;直邊框用鋸子沿鉛筆線鋸開即可;拱形邊緣用弧形鑿子沿鉛筆線鑿開,或用電鉆沿鉛筆線密集打孔后將其拗?jǐn)嘣儆娩S刀將斷面打磨整齊即可。
將固定好閘門插槽的隔板分別固定在舊抽屜相應(yīng)的位置(圖1)。組裝時用釘子由舊抽屜外側(cè)向內(nèi)釘以固定隔板,隔板與抽屜連接的部位使用白乳膠可使連接更緊密。注意釘子的尖頭不能露在外面,以保證迷宮內(nèi)安全平整。
通過調(diào)整開放式活動閘門和封閉式活動閘門位置,即可得到T迷宮和十字形迷宮(圖5),或者可根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要變換出“工”型迷宮和Z型迷宮。
2 水迷宮制作
2.1 取材
水池:選取直徑大于50 cm、小于100 cm,深至少25 cm的水盆作為“水池”,純色材質(zhì)最佳。
逃生平臺:大小適宜的厚約10 cm方形的磚塊或石塊。
環(huán)境線索:印有“●”、“◆”、“▲”和“★”等簡單圖形的白、黃或紅色紙張。
2.2 制作
“水池”中盛深約10~15 cm的清水。“水池”內(nèi)壁假想東南西北四個方向,并在假想方向粘貼環(huán)境線索,注意紙張下邊緣不能接觸到水面。選擇四個象限之一放置逃生平臺,其上表面隱在水面下約0.5 cm(圖6)。
3 討論
利用舊家具中的抽屜制作出的組合迷宮,可根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的需要變換迷宮的類型,已滿足實(shí)驗(yàn)對基礎(chǔ)條件的需求。用水盆制作的簡易水迷宮,取材方便、過程簡單。筆者認(rèn)為,本研究具有以下三點(diǎn)意義。
① 科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),為探究活動順利進(jìn)行提供有利保障。組合迷宮和水迷宮的原型都是研究動物學(xué)習(xí)行為中常用的兩種實(shí)驗(yàn)用設(shè)備。為避免實(shí)驗(yàn)過程中小白鼠直接視覺判斷食物的方向,設(shè)計(jì)過程中巧妙設(shè)置開放式活動閘門,保證在最大限度排除干擾情況下完成實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)。
② 變廢為寶,實(shí)現(xiàn)資源價(jià)值最大化。本研究利用舊抽屜、廢木料和磚塊或石塊等為材料制作簡易迷宮,并運(yùn)用于學(xué)生的學(xué)習(xí)活動過程中,實(shí)現(xiàn)了資源價(jià)值的最大化。讓學(xué)生親身體驗(yàn)這一過程不僅提高學(xué)生的動手操作能力,對學(xué)生創(chuàng)造性思維和節(jié)約意識的培養(yǎng)也有著重要意義。
③ 形式多變,拓寬學(xué)生探究活動設(shè)計(jì)的思路。教材上設(shè)計(jì)的探究實(shí)驗(yàn)只是一個引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識動物學(xué)習(xí)行為的科學(xué)思路。本研究設(shè)計(jì)的組合迷宮可根據(jù)學(xué)生的探究思路設(shè)計(jì)所需要的迷宮類型,極大地拓寬了學(xué)生在小白鼠的學(xué)習(xí)行為這一探究活動中的設(shè)計(jì)思路,有利于學(xué)生探究性思維訓(xùn)練。
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