關(guān)于探究“光對(duì)鼠婦生活的影響”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

賈　勇　王傳玲

摘要探究“光對(duì)鼠婦生活的影響”的實(shí)驗(yàn)是初中生物學(xué)新教材的第一個(gè)探究活動(dòng)，對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)具有重要作用。但是，選擇用鼠婦做實(shí)驗(yàn)也有其局限性，針對(duì)此問題進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞探索實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)鼠婦

中圖分類號(hào)G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

探究“光對(duì)鼠婦生活的影響”的實(shí)驗(yàn)是初中生物學(xué)新教材的第一個(gè)探究活動(dòng)，對(duì)學(xué)生探究能力的形成具有舉足輕重的影響作用。恰到好處的探究實(shí)驗(yàn)，能為學(xué)生的嘗試學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)拓展思維的空間，也能為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)開辟一片綠地。但是，用鼠婦做實(shí)驗(yàn)也有其局限性。實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在哪些局限性?怎樣來改進(jìn)呢?筆者通過長(zhǎng)期的思考和探究，解決了這些問題。

1原實(shí)驗(yàn)材料——鼠婦的局限性

新教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)材料是鼠婦，此生物分布廣泛，極易尋找，適應(yīng)溫度在30℃左右，晝伏夜出，具負(fù)趨光性、假死性，受到驚嚇后會(huì)卷曲成團(tuán)，是一種理想的實(shí)驗(yàn)材料。但是筆者通過多次的失誤實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)用鼠婦做實(shí)驗(yàn)材料也有其局限性，如果操作不當(dāng)，實(shí)驗(yàn)得不到正確的結(jié)果。

1.1對(duì)光照易適應(yīng)，結(jié)果會(huì)恰得其反

早在2003年，筆者第一次與學(xué)生用鼠婦做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生們按設(shè)計(jì)方案把10只鼠婦隨機(jī)均分兩份，暗處中央放置5只，明處中央放置5只，然后每隔1min統(tǒng)計(jì)1次共10次，取最后一次全班的平均值，結(jié)果如表1。

全班10個(gè)小組，10個(gè)小組得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論與假設(shè)的結(jié)果和結(jié)論恰好相反，集中到明亮處的鼠婦比暗處的多。只有一個(gè)小組的結(jié)論與假設(shè)相符，最后求出的全班平均值：光亮處7.4，暗處2.6。得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是鼠婦喜歡明亮的環(huán)境。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?是操作環(huán)節(jié)出了問題，還是實(shí)驗(yàn)材料采集的不對(duì)?都不是!原來，在收集鼠婦時(shí)，出現(xiàn)偏差的實(shí)驗(yàn)小組是用透明的礦泉水瓶裝的鼠婦，而得出相符結(jié)論的小組用的卻是褐色瓶子。這是否是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的因素呢?

課后我進(jìn)行了驗(yàn)證，把從同一個(gè)地方捕捉的鼠婦隨機(jī)分成兩組，一組放在透明容器內(nèi)，另一組放在暗容器內(nèi)，過一段時(shí)間(如3h)后，同時(shí)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。果然如此，鼠婦雖然喜歡生活在陰暗的環(huán)境中，但如果長(zhǎng)時(shí)間處在明亮的環(huán)境中，就會(huì)對(duì)明亮的環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)性。因此，在采集鼠婦時(shí)，要選用暗色、不透光的容器盛裝。筆者與全縣其他生物教師交流了這一發(fā)現(xiàn)，避免了該問題的出現(xiàn)，確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2對(duì)溫度變化敏感，低溫會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

鼠婦喜歡溫暖的環(huán)境，在氣溫30℃左右表現(xiàn)的活潑好動(dòng)，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究?？墒?，初一新生開學(xué)的時(shí)間通常是9月初，加之軍訓(xùn)一周，學(xué)生做此實(shí)驗(yàn)的時(shí)間一般在9月底或10月初，此時(shí)北方的氣溫會(huì)有所下降。

今年9月底的一次全市優(yōu)質(zhì)課評(píng)選的課題恰好包含該實(shí)驗(yàn)，又讓我發(fā)現(xiàn)了鼠婦的另一個(gè)局限性。當(dāng)時(shí)講課時(shí)的天氣恰逢降溫，白天的氣溫下降到16℃。學(xué)生們也是按教材的設(shè)計(jì)方案把10只鼠婦隨機(jī)均分兩份，暗處中央5只，明處中央5只，然后每隔1min統(tǒng)計(jì)1次共10次，取最后一次全班的平均值，結(jié)果明亮處和暗處約為1:1。

在參加該課題講課的11人中，有10人的實(shí)驗(yàn)都未成功。這又是為什么呢?

原來把鼠婦放進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，鼠婦多擠在一起，或四角朝天，或縮成一團(tuán)，或原地不動(dòng)，既不趨向陰暗，又不趨向明亮。課后，我把他們的實(shí)驗(yàn)材料帶到溫暖的環(huán)境中再重復(fù)實(shí)驗(yàn)，效果就變得非常明顯了。由此，我發(fā)現(xiàn)鼠婦對(duì)溫度的變化非常敏感，這對(duì)9月底或10月初北方地區(qū)的正常教學(xué)造成很大的影響。如果遇上寒流降溫，用鼠婦來作實(shí)驗(yàn)就不理想了。

1.3實(shí)驗(yàn)器物周圍環(huán)境的變化，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果

1.3.1實(shí)驗(yàn)盒內(nèi)部顏色的影響

不僅采集用的容器是否透光是影響因素，而且實(shí)驗(yàn)用的容器是否透光也是很大的影響因素。新教材中要求用鐵盤，可是多數(shù)實(shí)驗(yàn)室和學(xué)生家中沒有。用塑料解剖盤不是很好嗎?可是實(shí)驗(yàn)效果并不理想。后來到網(wǎng)上搜索資料才發(fā)現(xiàn)，原來鼠婦的復(fù)眼在頭部的下方，對(duì)周圍光線的敏感程度比對(duì)頂部光線的敏感程度還高。而無論解剖盤、還是紙盒，不是透光就是里面是白色，從而影響了實(shí)驗(yàn)效果。怎樣來改進(jìn)內(nèi)部是白色的實(shí)驗(yàn)盒呢?可以用黑色卡紙貼在容器的底部和四周來確保實(shí)驗(yàn)效果。

1.3.2濕土的影響

鼠婦喜歡生活在潮濕的土壤中，為了使實(shí)驗(yàn)盡量保持在自然環(huán)境下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)要放上部分濕土?？墒?，過濕鼠婦會(huì)因窒息而死亡；過于，鼠婦也會(huì)因缺水而死亡。況且，土壤中需要加水的多少很難把握，而且實(shí)驗(yàn)過程中鼠婦一旦鉆到土中，則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。

1.3.3光線強(qiáng)弱的影響

在實(shí)驗(yàn)過程中，難免會(huì)遇上一早一晚、陰天下雨、停電等光線較暗的情況。在這樣的環(huán)境下，同樣的實(shí)驗(yàn)裝置，黑暗和明亮的對(duì)比度則不是很明顯。因而鼠婦的趨、避光也就無所適從了，實(shí)驗(yàn)效果可想而知。如何應(yīng)對(duì)呢?可以用手電來增強(qiáng)光照。不過，盡管教師強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)，要垂直照射明亮處，不能亂晃動(dòng)，但十一二歲的孩子在好奇心和頑皮心理的驅(qū)使下，仍然避免不了用手電筒照暗處的鼠婦，更避免不了亂晃動(dòng)手電，從而影響了實(shí)驗(yàn)的效果。

影響鼠婦實(shí)驗(yàn)的因素有多種，有沒有鼠婦的替代品來避免呢?有，這就是黃粉蟲。同樣是在今年9月底舉行的全市優(yōu)質(zhì)課評(píng)中，雖然當(dāng)時(shí)的氣溫較低、光線較暗，但是卻有一位講課的教師因使用黃粉蟲作為研究對(duì)象而取得了該實(shí)驗(yàn)的成功。學(xué)生們也是按相似的設(shè)計(jì)方案把10只黃粉蟲隨機(jī)均分兩份，暗處中央放置5只，明處中央放置5只，然后每隔1min統(tǒng)計(jì)1次共10次，取最后一次全班的平均值，結(jié)果明亮處和暗處約為2:8，實(shí)驗(yàn)取得了成功。

2替代實(shí)驗(yàn)材料(黃粉蟲)的優(yōu)勢(shì)

為什么用黃粉蟲替代鼠婦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉〉贸晒δ?經(jīng)過多次探索實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)用黃粉蟲幫實(shí)驗(yàn)?zāi)芸朔陨戏N種影響因素，效果非常不錯(cuò)。主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

2.1黃粉蟲的耐受性強(qiáng)，材料易得、易找

黃粉蟲又叫面包蟲，在昆蟲分類學(xué)上隸屬于鞘翅目，擬步行蟲科，粉蟲甲屬。黃粉蟲的發(fā)育屬于變態(tài)發(fā)育，一般發(fā)生3-4代，世代重疊，無越冬現(xiàn)象，冬季仍能正常發(fā)育。適宜的溫度為13℃-30℃，在13℃以上開始取食活動(dòng)。耐干旱，濕度不低于40％都能正常生活，喜群居，喜暗光，黃昏后活動(dòng)較盛。黃粉蟲非常容易飼養(yǎng)，食麥麩和蔬菜。同時(shí)，黃粉蟲是喂養(yǎng)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的常用飼料。因此，大多數(shù)的魚店、鳥店等寵物店均出售活的黃粉蟲；并且經(jīng)擠實(shí)惠，2元錢就能買100多條，是理想的實(shí)驗(yàn)材料。黃粉蟲的這些特性，使得無論春夏秋冬、溫度高低、下雨陰天，此實(shí)驗(yàn)都能不受影響地順利進(jìn)行。

2.2材料多樣，發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

新教材設(shè)置“探究光對(duì)鼠婦生活的影響”的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且源藶檩d體，使學(xué)生們理解非生物因素對(duì)生物生活的影響，并且學(xué)會(huì)探究的一般過程和基本方法，理解在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中如何控制變量和設(shè)置變量是關(guān)鍵和重點(diǎn)。

實(shí)際上非生物因素有很多，受影響的生物也很多，能夠選擇的研究對(duì)象和因素也很多，只要能實(shí)現(xiàn)研究目的即可。對(duì)于此實(shí)驗(yàn)，教師可以用黃粉蟲作替代品，也可以用其他生物；既可以探究“光”這種非生物因素，也可以探究“水、空氣、溫度”等其他非生物因素的影響。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案因材料和條件的不同而異彩紛呈，合理利用，會(huì)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力最亮麗的一筆，更能體現(xiàn)一綱多本的思想。

正如《新課標(biāo)》第四部分實(shí)施建議中關(guān)于課程資源的開發(fā)和利用中，明確指出教師應(yīng)積極開發(fā)和利用各種課程資源，改變僅僅依靠教科書開展生物教學(xué)的傳統(tǒng)做法。我國(guó)幅員遼闊，不同地區(qū)的環(huán)境資源差異很大，生物學(xué)教師應(yīng)因地制宜，充分發(fā)揮當(dāng)?shù)氐奶厣Y源優(yōu)勢(shì)；材料內(nèi)容的選擇應(yīng)具有一定的彈性和靈活性，以適應(yīng)不同地區(qū)、不同學(xué)校辦學(xué)條件的差異性和學(xué)生個(gè)性化、多樣化發(fā)展的需要。只有因材施教，才能促進(jìn)每個(gè)學(xué)生的充分發(fā)展，從而有效落實(shí)“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)”的新理念。