“魚鰭在游泳中的作用”實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)

楊利銀 仲建新

摘 要： 文章就生物學(xué)八年級(jí)教材中“魚鰭在游泳中的作用”的實(shí)驗(yàn)探究，歸納總結(jié)提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案并補(bǔ)充討論問題，從而突出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，有效解決實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 魚鰭的作用 實(shí)驗(yàn)方案 改進(jìn)方案

“魚鰭在游泳中的作用”是人教版生物學(xué)八年級(jí)上冊(cè)教材中安排的一個(gè)學(xué)生探究活動(dòng)。該探究活動(dòng)不直接用研究對(duì)象魚為實(shí)驗(yàn)材料，通過模仿實(shí)驗(yàn)對(duì)象制作模型模擬探究實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力和分析能力。但是該探究實(shí)驗(yàn)的模型制作不夠具體，做出來(lái)的模型差異通常很大，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也有明顯差異。為了突出探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，減少誤差，筆者通過多次模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)該探究實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)使其具體化，以突出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解決實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)，便于教師對(duì)探究教學(xué)進(jìn)行有效指導(dǎo)。

1.教材中關(guān)于“魚鰭在游泳中的作用”的探究方案

1.1取一個(gè)氣球，往里灌進(jìn)一半的水，將飲料管插進(jìn)氣球口，用手壓扁吸管，然后用橡皮筋扎緊氣球頸部。

1.2將飲料吸管折過來(lái)后，用另一根橡皮筋扎緊。

1.3把剪成尾鰭形狀的兩個(gè)硬塑料片放在氣球頸部?jī)蓚?cè)，用一根橡皮筋扎好后，用訂書器（或回形針）把兩片“尾鰭”的邊緣訂（夾）在一起，然后將塑料刀從下向上插入兩片“尾鰭”之間。

1.4把做好的“魚”放進(jìn)一盆水中，用一個(gè)手指輕輕按住“魚”的前部，再撥動(dòng)塑料刀，使“魚”的“尾鰭”左右擺動(dòng)，觀察這條“魚”能否前進(jìn)。

教材中對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的使用和實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)沒有具體介紹，探究實(shí)驗(yàn)完成后設(shè)定了三個(gè)討論題。

2.在探究實(shí)踐中改進(jìn)方案

2.1第一步，往氣球里灌進(jìn)一半的水。課本上是往氣球里灌進(jìn)一半的水。在往氣球里灌水的時(shí)候，因?yàn)樗闹亓ψ饔?，氣球?huì)比原來(lái)增大，所以學(xué)生在探究時(shí)，其實(shí)灌水多少?zèng)]有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。有的小組灌了原來(lái)氣球大小的一半，有的是氣球變大時(shí)的一半，有的甚至快灌滿了。這樣模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的“魚”的身體比較輕，在水里漂得很高，“魚尾鰭”擺動(dòng)對(duì)“魚身體”的推動(dòng)作用不明顯。水灌得太多，“魚身體”幾乎完全沉在水中，影響實(shí)驗(yàn)效果。最適合的水、空氣應(yīng)該是多少呢？

筆者經(jīng)過多次探究實(shí)驗(yàn)，觀察不同水、空氣比例的實(shí)驗(yàn)效果，發(fā)現(xiàn)水少于吹大的氣球一半時(shí)，浮力很好，“魚體”在水面很“活躍”，“尾鰭”輕輕一擺，“魚”就左右前后地?cái)[動(dòng)了，必須用一個(gè)手指輕輕按住“魚”的前部，才看得出尾鰭的作用。

裝的水有吹大的氣球一半時(shí)，浮力也很好，由于水平面的作用，“魚”有一半的“身體”露在水面，能看出尾鰭在游泳中的作用，但還需要用一個(gè)手指輕輕按住“魚”的前部，不然會(huì)明顯地左右擺動(dòng)。

裝的水超過吹大的氣球一半，達(dá)到三分之二時(shí)，“魚身體”中露出水面三分之一。也可以把氣體吹進(jìn)去后，用手捏住氣球口，把氣球放平，水平舉起，看到水超過“魚”的“側(cè)線”部位，幾乎把尾部（氣球頸部）裝滿時(shí)，“魚”在水中比較穩(wěn)定。擺動(dòng)尾鰭時(shí)，即使不用手按住“魚”的前部，“魚”前進(jìn)的現(xiàn)象也很明顯。這個(gè)水和空氣比例的模型，模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最接近真實(shí)情況，在模擬實(shí)驗(yàn)中筆者認(rèn)為是最好的。

2.2選擇的飲料吸管要稍硬一點(diǎn)，并可以折彎，長(zhǎng)約20厘米，吸管兩頭水平。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，吸管的作用不僅是便于把氣體吹到氣球里，還有助于發(fā)揮魚脊柱的作用。應(yīng)該使吸管插到距離吹大了的氣球內(nèi)壁1厘米左右。留大約三分之一，折過來(lái)與氣球頸部捆扎在一起。有類似于魚脊柱的吸管在氣球里，在擺動(dòng)“魚尾鰭”時(shí)，游泳現(xiàn)象就很明顯。吸管兩頭是水平的，不容易戳破氣球。

可以根據(jù)氣球大小，選擇長(zhǎng)短不一的吸管，但吸管插到距離吹大了的氣球內(nèi)壁基本就是小于1厘米。這樣實(shí)驗(yàn)效果更顯著。

2.3制作魚尾鰭前，要求學(xué)生根據(jù)日常生活中觀察到的魚尾鰭的形狀，自己在塑料片上設(shè)計(jì)圖繪魚尾鰭的形狀并裁剪。每個(gè)小組做出來(lái)的形狀都不相同，多數(shù)小組都至少嘗試了兩種以上形狀、大小不同的魚尾鰭。模型做好初次實(shí)驗(yàn)之后，大多數(shù)小組都把小的魚尾鰭換成大的魚尾鰭，有的把窄、尖的形狀換成寬、圓的。學(xué)生在探究過程中自然發(fā)現(xiàn)了魚尾鰭的形狀、大小對(duì)游泳的影響。

對(duì)實(shí)驗(yàn)效果顯著、形狀自然的“尾鰭”、“魚身體”進(jìn)行了測(cè)量比較，裁剪的尾鰭及柄長(zhǎng)小于“魚”身長(zhǎng)0.5厘米左右，“尾鰭”寬度等于或小于“魚”身體寬度0.5厘米左右。尾鰭柄的長(zhǎng)度比尾鰭長(zhǎng)0.5～1厘米。

2.4在制作“魚”的“尾鰭”時(shí)，不要用訂書器訂牢，使用回形針效果更好，更便于更改制作的模型，塑料片和回形針都可以重復(fù)使用，不浪費(fèi)材料，體現(xiàn)出節(jié)約的意識(shí)和理念。

2.5有的同學(xué)在模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了圖方便，不制作塑料刀，從下向上插入兩片“尾鰭”之間，就只好直接擺動(dòng)尾鰭，造成實(shí)驗(yàn)不方便，因此塑料刀的制作就成為不可缺少的步驟。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)寬度為1.5厘米左右塑料刀的實(shí)驗(yàn)效果較好。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束的討論

在教材三個(gè)問題的基礎(chǔ)上，教師可再設(shè)問：“你觀察到日常生活中魚鰭的形狀、大小有哪些？它們與游泳速度有什么關(guān)系？”引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)做生活的有心人，善于觀察生活現(xiàn)象并發(fā)現(xiàn)問題，善于思考，從而有效培養(yǎng)觀察能力和創(chuàng)新能力。

4.實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)的效果

在完成探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果完全按照課本的方案進(jìn)行，則做出來(lái)的模型差異很大，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有明顯差別。經(jīng)過實(shí)踐改造，具體化模型的各部分比例、范圍，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就很明顯，幾乎不用手按住“魚”的頭部，就看到了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的難點(diǎn)問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]課程教材研究所編著.生物學(xué)（八年級(jí)上冊(cè)）.人民教育出版社，2001，12，（第1版）.