“魚鰭在游泳中的作用”實驗方案的改進

楊利銀 仲建新

摘 要： 文章就生物學八年級教材中“魚鰭在游泳中的作用”的實驗探究，歸納總結提出實驗改進方案并補充討論問題，從而突出實驗現象，以取得良好的實驗效果，有效解決實驗難點。

關鍵詞： 魚鰭的作用 實驗方案 改進方案

“魚鰭在游泳中的作用”是人教版生物學八年級上冊教材中安排的一個學生探究活動。該探究活動不直接用研究對象魚為實驗材料，通過模仿實驗對象制作模型模擬探究實驗，激發學生學習興趣，培養學生的動手能力、觀察能力和分析能力。但是該探究實驗的模型制作不夠具體，做出來的模型差異通常很大，觀察到的實驗現象也有明顯差異。為了突出探究實驗現象，減少誤差，筆者通過多次模擬實驗，對該探究實驗方案進行改進使其具體化，以突出實驗現象，解決實驗難點，便于教師對探究教學進行有效指導。

1.教材中關于“魚鰭在游泳中的作用”的探究方案

1.1取一個氣球，往里灌進一半的水，將飲料管插進氣球口，用手壓扁吸管，然后用橡皮筋扎緊氣球頸部。

1.2將飲料吸管折過來后，用另一根橡皮筋扎緊。

1.3把剪成尾鰭形狀的兩個硬塑料片放在氣球頸部兩側，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”放進一盆水中，用一個手指輕輕按住“魚”的前部，再撥動塑料刀，使“魚”的“尾鰭”左右擺動，觀察這條“魚”能否前進。

教材中對實驗材料的使用和實驗操作注意事項沒有具體介紹，探究實驗完成后設定了三個討論題。

2.在探究實踐中改進方案

2.1第一步，往氣球里灌進一半的水。課本上是往氣球里灌進一半的水。在往氣球里灌水的時候，因為水的重力作用，氣球會比原來增大，所以學生在探究時，其實灌水多少沒有統一的標準。有的小組灌了原來氣球大小的一半，有的是氣球變大時的一半，有的甚至快灌滿了。這樣模擬實驗時，有的“魚”的身體比較輕，在水里漂得很高，“魚尾鰭”擺動對“魚身體”的推動作用不明顯。水灌得太多，“魚身體”幾乎完全沉在水中，影響實驗效果。最適合的水、空氣應該是多少呢？

筆者經過多次探究實驗，觀察不同水、空氣比例的實驗效果，發現水少于吹大的氣球一半時，浮力很好，“魚體”在水面很“活躍”，“尾鰭”輕輕一擺，“魚”就左右前后地擺動了，必須用一個手指輕輕按住“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，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，但還需要用一個手指輕輕按住“魚”的前部，不然會明顯地左右擺動。

裝的水超過吹大的氣球一半，達到三分之二時，“魚身體”中露出水面三分之一。也可以把氣體吹進去后，用手捏住氣球口，把氣球放平，水平舉起，看到水超過“魚”的“側線”部位，幾乎把尾部（氣球頸部）裝滿時，“魚”在水中比較穩定。擺動尾鰭時，即使不用手按住“魚”的前部，“魚”前進的現象也很明顯。這個水和空氣比例的模型，模擬實驗現象最接近真實情況，在模擬實驗中筆者認為是最好的。

2.2選擇的飲料吸管要稍硬一點，并可以折彎，長約20厘米，吸管兩頭水平。在實驗中發現，吸管的作用不僅是便于把氣體吹到氣球里，還有助于發揮魚脊柱的作用。應該使吸管插到距離吹大了的氣球內壁1厘米左右。留大約三分之一，折過來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“魚尾鰭”時，游泳現象就很明顯。吸管兩頭是水平的，不容易戳破氣球。

可以根據氣球大小，選擇長短不一的吸管，但吸管插到距離吹大了的氣球內壁基本就是小于1厘米。這樣實驗效果更顯著。

2.3制作魚尾鰭前，要求學生根據日常生活中觀察到的魚尾鰭的形狀，自己在塑料片上設計圖繪魚尾鰭的形狀并裁剪。每個小組做出來的形狀都不相同，多數小組都至少嘗試了兩種以上形狀、大小不同的魚尾鰭。模型做好初次實驗之后，大多數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。學生在探究過程中自然發現了魚尾鰭的形狀、大小對游泳的影響。

對實驗效果顯著、形狀自然的“尾鰭”、“魚身體”進行了測量比較，裁剪的尾鰭及柄長小于“魚”身長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。尾鰭柄的長度比尾鰭長0.5～1厘米。

2.4在制作“魚”的“尾鰭”時，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使用，不浪費材料，體現出節約的意識和理念。

2.5有的同學在模擬實驗時，為了圖方便，不制作塑料刀，從下向上插入兩片“尾鰭”之間，就只好直接擺動尾鰭，造成實驗不方便，因此塑料刀的制作就成為不可缺少的步驟。在實驗中發現寬度為1.5厘米左右塑料刀的實驗效果較好。

3.實驗結束的討論

在教材三個問題的基礎上，教師可再設問：“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系？”引導學生學會做生活的有心人，善于觀察生活現象并發現問題，善于思考，從而有效培養觀察能力和創新能力。

4.實驗方案改進的效果

在完成探究實驗時，如果完全按照課本的方案進行，則做出來的模型差異很大，觀察到的實驗現象有明顯差別。經過實踐改造，具體化模型的各部分比例、范圍，實驗現象就很明顯，幾乎不用手按住“魚”的頭部，就看到了實驗現象，解決了實驗教學中的難點問題。

參考文獻：

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