非生物因素對某種生物的影響實驗探究

王娣英

摘 要 通過“光對鼠婦分布影響”的探究活動，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，促進學(xué)生對科學(xué)探究的理解，進而落實初中生物學(xué)課程標準中的重要部分——“科學(xué)探究”。對探究實驗的實驗材料、探究方法和實驗裝置做了進一步調(diào)整和改進，既提高了學(xué)生探究的興趣，也提高了探究實驗的效果和說服力。

關(guān)鍵詞 非生物因素 鼠婦 大麥蟲

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

“非生物因素對生物的影響”這節(jié)是七年級上冊生物學(xué)的一個重要教學(xué)內(nèi)容，通過“光對鼠婦分布影響”的探究活動，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，促進學(xué)生對科學(xué)探究的理解，進而落實初中生物學(xué)課程標準中的重要部分——“科學(xué)探究”。

1 實驗材料的選擇

1.1 鼠婦

在庭院中的花盆、磚塊、石塊、土塊、草堆下以及在菜園、樹林中除草后的草堆下都比較多。鼠婦是一種身體略扁、長橢圓形、灰褐色或黑色的小動物，俗稱潮蟲。探究光照條件是否影響鼠婦的分布實驗，存在以下問題：

（1） 鼠婦在農(nóng)場、農(nóng)村好找，但在大城市讓學(xué)生找鼠婦，就比較困難，可能還涉及到學(xué)生的安全問題。

（2） 鼠婦爬行速度較快，抓的時候容易跑掉，在做實驗的時候教師也要注意，否則影響實驗的繼續(xù)進行，有時甚至?xí)绊憣嶒灲虒W(xué)的秩序。

（3） 此實驗受到季節(jié)的限制，如果在冬天做，找鼠婦就更困難了。

（4） 鼠婦比較敏感，做實驗時把它放在濕土上，在明暗兩側(cè)的中央各放5只鼠婦，要靜置2 min后才能觀察統(tǒng)計實驗結(jié)果，因為在抓放的時候它已經(jīng)受到了驚嚇，每分鐘統(tǒng)計一次，明亮處和陰暗處鼠婦的數(shù)目，統(tǒng)計10次。而且濕土必須鋪平，否則會影響分布，并且不能太厚否則有的鼠婦就鉆到土里不動了，也會影響統(tǒng)計數(shù)目。

1.2 黃粉蟲

黃粉蟲又叫面包蟲，幼體大小3 cm左右，幼蟲體表呈黃色，在鳥市和賣觀賞魚的市場一年四季都有賣，好飼養(yǎng)而且價格便宜。用黃粉蟲的幼蟲來做光照條件是否影響小動物的分布探究實驗，存在的問題是：黃粉蟲的幼蟲對光的敏感性沒有鼠婦明顯，而且爬行速度比較慢，導(dǎo)致探究時間較長。

優(yōu)點是：黃粉蟲的幼蟲實驗材料容易獲得，一年四季都有，不受季節(jié)限制，而且它的爬行速度較慢，不用擔(dān)心逃跑。黃粉蟲的幼蟲對手抓、驚嚇等刺激不敏感，實驗時靜置時間可縮短或省略直接觀察即可。

1.3 大麥蟲

大麥蟲又稱超級面包蟲或超級黃粉蟲，幼蟲體長5 cm左右，生命力強，并且耐饑，耐渴，生長發(fā)育的最適溫度為18～30℃，可用麥麩皮飼養(yǎng)。用大麥蟲的幼蟲做光照條件是否影響小動物的分布探究實驗最好，有以下幾個優(yōu)點：

（1） 大麥蟲的幼蟲在鳥市和賣觀賞魚的市場一年四季都有賣，實驗材料好取，而且不受季節(jié)限制，價格便宜，生命力強，耐饑，耐渴，整個年級10個班實驗都做完，幼蟲都依然正常存活。

（2） 大麥蟲的幼蟲對光的反應(yīng)明顯比黃粉蟲的幼蟲敏感，并且爬行速度比黃粉蟲的幼蟲快，實驗結(jié)果更為顯著。

（3） 存放方便，存放在深度為6 cm以上的器皿都可以不用加蓋，也不會跑掉。

綜上所述，在鼠婦、黃粉蟲、大麥蟲這三中實驗材料中，用大麥蟲的幼蟲做非生物因素對某種生物的影響實驗材料最好。

2 實驗思路

（1） 設(shè)計明暗不同、但是相通的兩種環(huán)境，各放入等量的鼠婦（或黃粉蟲的幼蟲、大麥蟲的幼蟲）若干只，過一段時間后看兩邊的個體數(shù)量有何變化，并統(tǒng)計記錄結(jié)果。

（2） 也可以設(shè)計干濕度不同、但是相通的兩種環(huán)境，均見光或均不見光，其他步驟與上述相同，探究濕度對小動物分布的影響。

這樣就可以通過探究實驗證明光照和濕度對小動物分布的影響，并且與教科書中的語言敘述相呼應(yīng)。這種設(shè)計既增加了實驗的內(nèi)容，又可以讓學(xué)生自主選擇探究的項目，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的意識，并且進一步提高了學(xué)生探究的興趣。

3 實驗裝置

教科書中介紹的方法是這樣的：在鐵盤內(nèi)（或紙盒內(nèi)）鋪上一層濕土，以橫軸中線為界，一側(cè)蓋上紙板，一側(cè)蓋上玻璃板，這樣兩側(cè)就形成了陰暗、明亮的兩種環(huán)境。按此方法操作后，發(fā)現(xiàn)濕土必須鋪平否則會影響分布，并且不能太厚，否則有的鼠婦就鉆到土里不動了，也會影響統(tǒng)計數(shù)目。

改進的方法：（1） 在鐵盤內(nèi)鋪一層定性濾紙澆濕，將水倒掉，形成一個潮濕的環(huán)境。這樣設(shè)計后，小動物爬行速度更快，明暗處分布更為明顯，也更容易統(tǒng)計結(jié)果。

（2） 在鐵盤內(nèi)以橫軸中線為界，一側(cè)鋪濕的定性濾紙，一側(cè)鋪干燥的定性濾紙，上面整個蓋上紙板或者都不蓋紙板（相同條件），探究濕度對小動物分布的影響。

4 方法步驟

教科書中介紹的方法是這樣的：以小組為單位進行實驗探究，在兩側(cè)中央各放入5只小動物，靜置2 min。每分鐘統(tǒng)計一次明亮處和陰暗處（或兩側(cè)的）小動物數(shù)目，統(tǒng)計10次，將統(tǒng)計的結(jié)果填寫在表格中。

實驗發(fā)現(xiàn)在做完第一次統(tǒng)計后，必須把小動物抓回，再重復(fù)上次的過程，再靜置2 min，然后再統(tǒng)計，以后每次都如此。如果第一次統(tǒng)計后不再抓回小動物，以后每1 min統(tǒng)計1次兩側(cè)的數(shù)目.雖然統(tǒng)計的次數(shù)多，結(jié)果還應(yīng)該是一次實驗的結(jié)果。因為雖然是多只小動物，但也不能排除集群分布的影響，沒有遵循重復(fù)性實驗原則。如果按全班統(tǒng)計出的結(jié)果，才應(yīng)該是合理的實驗結(jié)果。而且如果每次都重復(fù)第一次的過程，小動物連續(xù)受到驚嚇，靜置時間應(yīng)該更長些，這樣一來，實驗就需要很長的時間。

因此，對探究的方法和裝置做了進一步調(diào)整和改進：

（1） 方法：第一次統(tǒng)計完后將紙板和玻璃板的位置調(diào)換過來，不要再抓小動物，這樣可以避免鼠婦等小動物受到驚嚇，不用靜置就可以繼續(xù)觀察統(tǒng)計記錄結(jié)果。

（2） 裝置的改進：

用規(guī)格為直徑18 cm左右的培養(yǎng)皿，在皿蓋邊粘一圈黑膠帶，在皿蓋上一半粘一層黑紙，或者在皿蓋上一半蓋黑紙板，每統(tǒng)計一次后調(diào)換到另一半，就將明暗兩處環(huán)境置換。在培養(yǎng)皿的底部鋪一層澆濕的定型濾紙，即可使用。這個裝置可以長期使用，在使用時，每統(tǒng)計完一次后，直接轉(zhuǎn)動皿蓋，就將明暗兩處環(huán)境置換，再按要求每隔一段時間統(tǒng)計一次。這個裝置的優(yōu)點是制作簡單，操作方便，體積小易存放，可長期使用，易觀察，并且可以更有效地防止小動物逃走。

5 實驗結(jié)果統(tǒng)計

實驗一：用規(guī)格為直徑18 cm的培養(yǎng)皿，在培養(yǎng)皿蓋邊沾一圈黑膠帶（避光），在培養(yǎng)皿蓋上一半粘上黑紙（模擬黑暗環(huán)境），另一半不粘紙（模擬明亮環(huán)境），在培養(yǎng)皿底部鋪上一層干燥的定性濾紙（模擬干燥環(huán)境）。在干燥的環(huán)境下，明亮處和陰暗處各放8條大麥蟲的幼蟲，不需要靜置2 min，每隔1 min統(tǒng)計一次結(jié)果見表1。

實驗二：用規(guī)格為直徑18 cm的培養(yǎng)皿，在培養(yǎng)皿蓋邊粘一圈黑膠帶（避光），在培養(yǎng)皿蓋上一半粘上黑紙（模擬黑暗環(huán)境），另一半不粘紙（模擬明亮環(huán)境），在培養(yǎng)皿底部鋪上一層干燥的定性濾紙（模擬干燥環(huán)境）。在干燥環(huán)境下，明亮處和陰暗處各放8條大麥蟲的幼蟲，每隔1 min統(tǒng)計一次結(jié)果。每統(tǒng)計一次后，直接轉(zhuǎn)動培養(yǎng)皿蓋，就將明暗處環(huán)境置換（表2）。

實驗三：用規(guī)格為直徑18 cm的培養(yǎng)皿，在培養(yǎng)皿底部一半鋪一層干燥的定性濾紙（模擬干燥環(huán)境），另一半鋪一層潮濕的定性濾紙（模擬潮濕環(huán)境）。培養(yǎng)皿蓋不做處理（模擬明亮環(huán)境）。在明亮環(huán)境下，干燥處和潮濕處（即一半是干燥的定性濾紙，一半是潮濕的定性濾紙）各放8條大麥蟲的幼蟲，靜置2 min，每隔1 min統(tǒng)計一次結(jié)果見表3。

實驗結(jié)果分析：實驗一和實驗二均可以說明大麥蟲的幼蟲喜歡生活在陰暗的環(huán)境中，但實驗二更具有說服力。實驗三可以說明大麥蟲的幼蟲喜歡生活在潮濕的環(huán)境中。

實驗四：用規(guī)格為直徑18 cm的培養(yǎng)皿，在培養(yǎng)皿蓋邊粘一圈黑膠帶（避光），在培養(yǎng)皿蓋上粘上黑紙（模擬黑暗環(huán)境），在培養(yǎng)皿底部一半鋪一層干燥的定性濾紙（模擬干燥環(huán)境），另一半鋪一層潮濕的定性濾紙（模擬潮濕環(huán)境）。在黑暗環(huán)境下，干燥處和潮濕處（即一半是干燥的定性濾紙，一半是潮濕的定性濾紙）各放8條大麥蟲的幼蟲，不靜置2 min，每隔1 min統(tǒng)計一次結(jié)果見表4。

實驗結(jié)果分析：實驗四可以說明大麥蟲的幼蟲喜歡生活在潮濕的環(huán)境中。

實驗五：在鐵盤（或是紙盒、塑料盒）內(nèi)鋪一層定性濾紙，用水澆濕（注意將多余的水倒掉），以橫軸中線為界線，一側(cè)蓋上紙板，另一側(cè)蓋上玻璃板，這樣兩側(cè)就形成了明亮處和陰暗處兩種環(huán)境，在兩側(cè)的中央各放入8條大麥蟲的幼蟲，靜置2 min后每隔1 min統(tǒng)計一次結(jié)果，記錄10次，統(tǒng)計結(jié)果見表5。

實驗六：在鐵盤（或是紙盒、塑料盒）內(nèi)鋪一層定性濾紙，用水澆濕（注意將多余的水倒掉），以橫軸中線為界線，一側(cè)蓋上紙板，一側(cè)蓋上玻璃板，這樣兩側(cè)就形成了明亮處和陰暗處兩種環(huán)境，在兩側(cè)的中央各放入8條大麥蟲的幼蟲，靜置2 min后，每隔1 min將紙板和玻璃板置換（明亮處和黑暗處環(huán)境改變），記錄10次，統(tǒng)計結(jié)果見表6。

實驗結(jié)果分析：實驗五和實驗六均可以說明大麥蟲的幼蟲喜歡生活在陰暗的環(huán)境中，但是實驗六更具有說服力。

實驗一、二、三、四和實驗五、六相比，前者的裝置制作更簡單，操作更容易，體積小易存放，可長期使用，易觀察，并且可以更有效地防止小動物逃走。