對探究實驗“光對鼠婦生活的影響”的改進

馬梓煒

《全日制義務(wù)教育生物課程標準（實驗稿）》中明確指出義務(wù)教育階段的生物課程理念是面向全體學(xué)生，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。為體現(xiàn)新課程標準的理念，人教版新教材七年級上冊第一個完整的探究性實驗是“光對鼠婦生活的影響”，目的是學(xué)生通過實驗?zāi)軌蚍e極主動參與科學(xué)探究，了解科學(xué)探究的一般過程，深刻體會并認同非生物因素對生物生活的影響。本實驗對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和提高生物科學(xué)素養(yǎng)具有活動，重要作用。

筆者所任教學(xué)校會經(jīng)常組織在校學(xué)生參加教學(xué)觀摩和教育實習(xí)等教育實踐活動，在此過程中積累了一些教學(xué)經(jīng)驗并由此引發(fā)了一些思考。對于“光對鼠婦生活的影響”這個實驗，筆者認為還有可以改進的地方，目的是增強實驗的可操作性和實驗結(jié)果的有效性，使實驗更具說服力。

1 用鼠婦做實驗材料的缺點

鼠婦實驗要求學(xué)生親自去捕捉鼠婦，使學(xué)生了解鼠婦生存的環(huán)境特點、生活習(xí)性、體貌特征等，這樣能夠培養(yǎng)學(xué)生熱愛大自然，對周圍環(huán)境充滿好奇心，去關(guān)注大自然的一切，更能在實踐的過程中體會科學(xué)探究的樂趣，增強對生物科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。七年級學(xué)生是第一次系統(tǒng)的學(xué)習(xí)生物科學(xué)，通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)探究能力是一種重要途徑，實驗結(jié)果不明顯會直接形象學(xué)生的積極性。鼠婦實驗要通過觀察鼠婦的活動規(guī)律探究不同光照強度對鼠婦生活的影響，但是鼠婦爬動較快學(xué)生不易控制，最后要統(tǒng)計在不同區(qū)域鼠婦的數(shù)量比較困難，而要將數(shù)只鼠婦同時放在容器的中間位置更會讓學(xué)生手忙腳亂。鼠婦除了對光敏感，震動也會影響鼠婦的行動，在課堂上進行實驗環(huán)境較為嘈雜，不可控因素較多，鼠婦還有“假死”的應(yīng)激現(xiàn)象，這些都會造成實驗結(jié)果的誤差，影響實驗結(jié)果的說服力，也會打擊學(xué)生的積極性。

2 蚯蚓替代實驗的合理性和優(yōu)越性

首先，蚯蚓和鼠婦生活的環(huán)境相似，替代實驗也會要求學(xué)生親自捕捉蚯蚓，增強直觀感受，而且蚯蚓較鼠婦行動緩慢容易捕捉。蚯蚓替代實驗設(shè)計思路大致和鼠婦實驗相似，與課程同步且符合“課標”要求的活動建議。

其次，蚯蚓替代實驗的可控性強。鼠婦實驗要將10只鼠婦同時放在陰暗、明亮的交界處，還要每隔兩分鐘統(tǒng)計一次不同區(qū)域鼠婦數(shù)量的分布狀況，但鼠婦爬動較快，不是跑了這個就是跑了那個，對實驗造成一定困擾。而蚯蚓相對鼠婦行動緩慢，上述實驗要求都能順利進行，減少實驗誤差。另外，蚯蚓對震動不敏感而對光極為敏感，即使有明顯震動蚯蚓還是會爬向陰暗一邊，保證了實驗的單一變量原則。

再次，蚯蚓替代實驗具有一定的拓展性。鼠婦實驗的目的是學(xué)生通過實驗體會并認同非生物因素對生物的影響，但光只是非生物因素之一。蚯蚓代替實驗除了能探究光對蚯蚓的影響，還能探究濕度、溫度對蚯蚓生活的影響。在教師的引導(dǎo)下學(xué)生在捕捉蚯蚓的同時仔細觀察蚯蚓生存的環(huán)境，進而會提出影響蚯蚓生活的非生物因素可能是光照、溫度、濕度這樣的假設(shè)。對學(xué)生自己提出的合理假設(shè)進行驗證不僅會激勵學(xué)生經(jīng)常關(guān)注周圍的環(huán)境，尤其是容易被忽略的現(xiàn)象，還能使學(xué)生獲得極大的成就感，提升學(xué)生的自我效能感，對培養(yǎng)學(xué)生的探究精神有促進作用。

3 蚯蚓替代實驗的具體操作過程

3.1 課外捕捉蚯蚓

在進行實驗課之前給學(xué)生布置任務(wù)，讓他們在課余時間自行捕捉蚯蚓，每人大約捕捉兩條，并注意觀察周圍的環(huán)境特點。

3.2 在教師引導(dǎo)下提出合理假設(shè)

教師引導(dǎo)學(xué)生對影響蚯蚓生活的非生物因素進行合理假設(shè)，根據(jù)提出的假設(shè)將學(xué)生分為三大組，分別探究光對蚯蚓生活的影響、濕度對蚯蚓生活的影響和溫度對蚯蚓生活的影響，每個大組分為若干小組，每兩人一小組。

3.3 制定計劃

每個大組內(nèi)根據(jù)提出的假設(shè)制定相應(yīng)的計劃，包括實驗裝置的設(shè)計，操作的步驟等。

3.4 預(yù)習(xí)實驗操作流程

在正式進行實驗操作之前，學(xué)生應(yīng)先了解實驗的流程，明確每一步的順序和原因，確保實驗的順利進行。

3.5 進行實驗

在學(xué)生做實驗時，教師應(yīng)在實驗室里走動查看學(xué)生是否需要幫助，并及時糾正學(xué)生不規(guī)范的操作，保證實驗過程緊湊有序。

3.6 討論與分析

實驗結(jié)束后，先由同一大組的各個小組討論并分析數(shù)據(jù)，得出相關(guān)結(jié)論，再由不同大組之間派代表進行討論，最后得出實驗結(jié)論。

同組人： 實驗日期：

背景資料：

蚯蚓屬于環(huán)節(jié)動物，種類多達3 000多種。根據(jù)其生活環(huán)境，可分為陸生蚯蚓和水生蚯蚓。陸生蚯蚓生活在潮濕、疏松、富含有機質(zhì)的土壤中，白天穴居，以土壤中的有機物為食，夜間爬出地面，取食地面上的落葉，雌雄同體，異體受精。

材料用具：

蚯蚓（每組3條，2人一組）、解剖盤、培養(yǎng)皿、玻璃板、紙板或書、濕布、毛巾、15 ℃和30 ℃的溫水。

提出問題：

你是去哪里采集蚯蚓的？你是在什么環(huán)境中采集到蚯蚓的？采集來的蚯蚓主要分布在容器中的什么地方？你認為蚯蚓分布的地方跟什么非生物因素有關(guān)？

根據(jù)你的經(jīng)驗和初步判斷，提出的問題是

。

作出假設(shè)：

針對你的問題，作出假設(shè) 。

你作出這個假設(shè)的依據(jù)是 。

制定計劃：

第一小組：探究光對蚯蚓生活的影響。

（一） 實驗裝置的設(shè)計：

在解剖盤內(nèi)鋪上用水浸濕的濾紙，以橫軸中線為界，一側(cè)蓋上玻璃板，另一側(cè)蓋上紙板或書，在盤內(nèi)形成陰暗和明亮兩種環(huán)境。

思考：為什么要在解剖盤內(nèi)鋪上濕的濾紙？

（二） 將蚯蚓放入實驗裝置，靜置2 min。

思考：將蚯蚓如何擺放才是最合理的？

（三） 2 min后，統(tǒng)計明亮處和陰暗處的蚯蚓，統(tǒng)計3次。

（四） 計算全班各組的平均值：

經(jīng)計算，全班各組的平均值是：明亮處 條，黑暗處 條。

第二小組：探究濕度對蚯蚓生活的影響。

（一） 實驗裝置的設(shè)計。

以解剖盤中軸線為界，一側(cè)鋪上干燥的濾紙，另一側(cè)鋪上用水浸濕的濾紙，在解剖盤上蓋上紙板或書，形成黑暗條件下干燥和潮濕兩種環(huán)境。

思考：為什么要在解剖盤上蓋上紙板或書？

（二） 將蚯蚓放入實驗裝置，靜置2 min。

思考：將蚯蚓如何擺放才是最合理的？

（三） 2 min后，統(tǒng)計潮濕處和干燥處的蚯蚓，統(tǒng)計3次。

（四） 計算全班各組的平均值：

經(jīng)計算，同一大組各小組的平均值是：潮濕處

條，干燥處 條。

第三小組：探究溫度對蚯蚓生活的影響。

（一）實驗裝置的設(shè)計

以解剖盤中軸線為界，一側(cè)鋪上用10 ℃水浸濕的毛巾，一側(cè)鋪上用30 ℃水浸濕的毛巾，在裝置內(nèi)形成溫度較低區(qū)域和溫度較高區(qū)域，用紙板或書蓋在解剖盤上。

思考：為什么要用紙板或書覆蓋？為什么要用毛巾而不用濾紙？

（二） 將蚯蚓放入實驗裝置，靜置2 min。

思考：將蚯蚓如何擺放才是最合理的？

（三） 2 min后，統(tǒng)計溫度較低區(qū)域處和溫度較高區(qū)域處的蚯蚓，統(tǒng)計3次。

（四） 計算全班各組的平均值：

經(jīng)計算，同一大組各小組的平均值是：低溫處

條，高溫處 條。

得出結(jié)論：

根據(jù)實驗現(xiàn)象，你們得出的結(jié)論 。

這與你們的假設(shè)一致嗎？

討論與思考：

（1） 這個實驗中的變量是什么？

（2） 為什么同一實驗要做三次？

（3） 為什么要計算同一大組各小組的平均值？

課后拓展

針對本次實驗，你還有哪些意見或不解之處？

參考文獻：

[1] 胡玲.鼠婦的捕捉、暫養(yǎng)與避光實驗[J].中學(xué)生物學(xué)，2003，19（6）.

[2] 陳思航，楊涌."探究影響鼠婦分布的環(huán)境因素"的實驗教學(xué)[J].生物學(xué)通報，2014，49（2）.

[3] 陳琳."飼養(yǎng)和觀察蚯蚓"實驗教學(xué)反思[J].中學(xué)生物學(xué)，2011，27（4）.