飼養和觀察蚯蚓實驗是人教版八年級(上)教材中的一個學生實驗,實驗要求學生采挖蚯蚓并制作飼養器進行飼養、觀察和實驗探究,從課本上的描述來看,本實驗似乎很容易開展,但實際上由于實驗教學已經是9月中旬,氣溫較低,蚯蚓的活力明顯不強,再加上城里學生存在害怕的心理、采挖蚯蚓困難和實驗設計中干擾因素太多等問題,本實驗教學難以達到教學要求和目標。
筆者根據幾年來的摸索,覺得教師在本實驗教學中可以采取下列措施,來達到實驗教學目的。
1 把握新課程理念,確保實驗教學目標
實驗教學是現行生物新課程的特色,對學校和生物教師來說是一項挑戰,特別是對實驗條件不是很好的學校來說,更加艱巨。作為新課程實施者的生物教師來講,首先要明確新課程設計的核心—一培養學生的能力,這一點在實驗教學上體現為創造一切條件,為學生開齊實驗,同時把實驗的重點放在對實驗現象的分析上,而不是實驗結果的正確性上。雖然某些驗證性實驗的正確實驗結果是實驗的目標,但是在實驗結果不滿意的情況下,若能針對結果進行有效的歸因分析不失為一種完成教學目標的至上策略。
例如本實驗的探究在沒有精細化控制的情況下,探究結果很難與書上的結論達到一致,調查以前的相關教學記錄可發現前幾屆班級中有超過70%的實驗小組的實驗結果與實驗的預期結果相反。若從探究的結果上看,本實驗探究是失敗的,但教師若能在實驗原理上幫助學生對實驗進行反思,則能彌補試驗結果失敗的不足,達到教學目標。2督促學生明確學習要求,培養學生的學習責任感
(1)絕大部分學生是非常喜歡生物實驗課的,興趣也非常高,但學生的實驗興趣只是停留在實驗的有趣上,深入思考,對絕大部分的學生來說,還是一個非常陌生的學習習慣,所以實驗員和科任教師對實驗要求必須強調,同時要從低年級起培養學生最基本的實驗習慣和技能,逐步培養學習的責任感。
(2)由于實驗材料隨班要更新,我校的生物實驗員是兼職的,碰上實驗員有課時,科任教師即要組織教學,又要配發、補充材料,可謂是手忙腳亂、這時教師組織班上的一部分學生維護紀律,幫助教師配發實驗物品顯得非常重要,這也能充分調動學生的實驗積極性,完成探究實驗教學。
3 細化實驗步驟,培養科學嚴謹的探究態度
(1)本實驗教學已經是9月中旬,氣候較干燥、寒冷,實驗過程中蚯蚓體表的黏液會很快揮發,使其呼吸困難,活力下降,所以在實驗的整個過程中,應不斷向蚯蚓體表滴加溫水保持溫潤和溫暖,減少蚯蚓分泌的黏液與物體表面的黏連;在實驗前,將蚯蚓培養在溫度較高的室內,或將飼養器用較大的塑料袋包起來放在較溫的地方等以提高實驗時蚯蚓的生活力。
(2)實驗過程中發現,蚯蚓每分鐘能前進8-40cm不等,差異性特別大,所以在實驗過程中,可以采用1—2min計時,且盡可能選用長3-6cm的小蚯蚓為好,其活力旺盛,爬行時速度適中,爬行距離所要求的范圍較小,便于觀察記錄,又能保證蚯蚓的體力在對比實驗中不受很大影響。
(3)蚯蚓的身體上往往粘有泥土,會阻礙其運動,也會弄臟實驗臺,影響實驗觀察,可將蚯蚓放在培養肛蓋里用清水漂洗5—6s,用鑷子挑出即可,但時間不能太長。
(4)觸摸剛毛時,可以用手指蘸水,按從后端向前端的方向沿腹部輕輕撫摸,就能感覺到剛毛:特別是將蚯蚓適當拉長時感覺非常明顯。
(5)每組實驗中在玻璃板和紙板上爬行的應是同一條蚯蚓,形成前后對照,而不能是大小不等活力不同的兩條蚯蚓。但一條蚯蚓前后實驗,對實驗結果的比較是有影響的,可以采取一條蚯蚓按照玻璃板、紙板,紙板再玻璃板上運動的順序方式進行多次實驗,最后求平均值。
(6)在探究蚯蚓的運動速度時,可用吸水滴管或吸有水的棉球在干燥的玻璃板和紙板上沿直線劃上盡可能長的水痕,為蚯蚓的爬行設計“跑道”,這時蚯蚓可能只沿水痕直線爬行,很少左拐右彎,便于測量運動距離,進行對比。若取一根或兩根尺子側擋住蚯蚓,更能保證蚯蚓沿尺邊沿直線運動,還能很快讀出蚯蚓的爬出距離。如果任由蚯蚓自由爬行,首先可將玻璃板用清水浸泡一下,將紙在清水中充分濕潤,實驗過程中首先將濕透了的紙貼滿玻璃板的一半,將蚯蚓輕放在紙上,調節蚯蚓的方向和位置讓其向另一端爬行。在蚯蚓爬行過程中,實驗小組的兩位學生中的一位在側距蚯蚓口的位置2~5mm的位置,跟隨蚯蚓的運動在爬行物體表面用鉛筆或碳素筆標點,形成蚯蚓的爬行路徑,另一位學生同步計時,分別測出蚯蚓在紙上和玻璃板上爬行路徑的距離就可以計算出蚯蚓的爬行速度。這種方法操作起來較為簡單,不過在做標記點時,切忌動作太大,對蚯蚓刺激太強烈,干擾蚯蚓的運動,避免產生誤差,而且標點的密度盡可能密些,在充分真實地體現蚯蚓的運動軌跡。
4 利用社會資源
9月份,氣溫降低,城里學生對采挖蚯蚓有畏難心理,根據統計,能采挖到蚯蚓且帶到學校里來的學生每班只有10%~30%;而僅由教師個人去采挖蚯蚓也是不現實的。有些漁具店和提供垂釣服務的養魚人為垂釣者提供蚯蚓,價格也非常低,所以教師在教學前按每班兩包的要求購買,就能解決材料問題,而且這樣得到的蚯蚓個體較小,一般只有3—9cm,大小也差不多,且都是紅蚯蚓,肉眼就能觀察到皮膚下豐富的毛細血管,對學生理解蚯蚓的呼吸很有幫助。
學校附近有湖大附小的教學模型廠,筆者設計了尺寸和材料要求并定制了硬質塑料板,既能長久使用,又沒有普通玻璃的安全問題,效果較好。