對探究實驗“光對鼠婦生活的影響”的改進

馬梓煒

《全日制義務教育生物課程標準（實驗稿）》中明確指出義務教育階段的生物課程理念是面向全體學生，提高生物科學素養，倡導探究性學習。為體現新課程標準的理念，人教版新教材七年級上冊第一個完整的探究性實驗是“光對鼠婦生活的影響”，目的是學生通過實驗能夠積極主動參與科學探究，了解科學探究的一般過程，深刻體會并認同非生物因素對生物生活的影響。本實驗對于培養學生的科學探究能力和提高生物科學素養具有活動，重要作用。

筆者所任教學校會經常組織在校學生參加教學觀摩和教育實習等教育實踐活動，在此過程中積累了一些教學經驗并由此引發了一些思考。對于“光對鼠婦生活的影響”這個實驗，筆者認為還有可以改進的地方，目的是增強實驗的可操作性和實驗結果的有效性，使實驗更具說服力。

1 用鼠婦做實驗材料的缺點

鼠婦實驗要求學生親自去捕捉鼠婦，使學生了解鼠婦生存的環境特點、生活習性、體貌特征等，這樣能夠培養學生熱愛大自然，對周圍環境充滿好奇心，去關注大自然的一切，更能在實踐的過程中體會科學探究的樂趣，增強對生物科學的學習興趣。七年級學生是第一次系統的學習生物科學，通過實驗培養學生的學習興趣、科學探究能力是一種重要途徑，實驗結果不明顯會直接形象學生的積極性。鼠婦實驗要通過觀察鼠婦的活動規律探究不同光照強度對鼠婦生活的影響，但是鼠婦爬動較快學生不易控制，最后要統計在不同區域鼠婦的數量比較困難，而要將數只鼠婦同時放在容器的中間位置更會讓學生手忙腳亂。鼠婦除了對光敏感，震動也會影響鼠婦的行動，在課堂上進行實驗環境較為嘈雜，不可控因素較多，鼠婦還有“假死”的應激現象，這些都會造成實驗結果的誤差，影響實驗結果的說服力，也會打擊學生的積極性。

2 蚯蚓替代實驗的合理性和優越性

首先，蚯蚓和鼠婦生活的環境相似，替代實驗也會要求學生親自捕捉蚯蚓，增強直觀感受，而且蚯蚓較鼠婦行動緩慢容易捕捉。蚯蚓替代實驗設計思路大致和鼠婦實驗相似，與課程同步且符合“課標”要求的活動建議。

其次，蚯蚓替代實驗的可控性強。鼠婦實驗要將10只鼠婦同時放在陰暗、明亮的交界處，還要每隔兩分鐘統計一次不同區域鼠婦數量的分布狀況，但鼠婦爬動較快，不是跑了這個就是跑了那個，對實驗造成一定困擾。而蚯蚓相對鼠婦行動緩慢，上述實驗要求都能順利進行，減少實驗誤差。另外，蚯蚓對震動不敏感而對光極為敏感，即使有明顯震動蚯蚓還是會爬向陰暗一邊，保證了實驗的單一變量原則。

再次，蚯蚓替代實驗具有一定的拓展性。鼠婦實驗的目的是學生通過實驗體會并認同非生物因素對生物的影響，但光只是非生物因素之一。蚯蚓代替實驗除了能探究光對蚯蚓的影響，還能探究濕度、溫度對蚯蚓生活的影響。在教師的引導下學生在捕捉蚯蚓的同時仔細觀察蚯蚓生存的環境，進而會提出影響蚯蚓生活的非生物因素可能是光照、溫度、濕度這樣的假設。對學生自己提出的合理假設進行驗證不僅會激勵學生經常關注周圍的環境，尤其是容易被忽略的現象，還能使學生獲得極大的成就感，提升學生的自我效能感，對培養學生的探究精神有促進作用。

3 蚯蚓替代實驗的具體操作過程

3.1 課外捕捉蚯蚓

在進行實驗課之前給學生布置任務，讓他們在課余時間自行捕捉蚯蚓，每人大約捕捉兩條，并注意觀察周圍的環境特點。

3.2 在教師引導下提出合理假設

教師引導學生對影響蚯蚓生活的非生物因素進行合理假設，根據提出的假設將學生分為三大組，分別探究光對蚯蚓生活的影響、濕度對蚯蚓生活的影響和溫度對蚯蚓生活的影響，每個大組分為若干小組，每兩人一小組。

3.3 制定計劃

每個大組內根據提出的假設制定相應的計劃，包括實驗裝置的設計，操作的步驟等。

3.4 預習實驗操作流程

在正式進行實驗操作之前，學生應先了解實驗的流程，明確每一步的順序和原因，確保實驗的順利進行。

3.5 進行實驗

在學生做實驗時，教師應在實驗室里走動查看學生是否需要幫助，并及時糾正學生不規范的操作，保證實驗過程緊湊有序。

3.6 討論與分析

實驗結束后，先由同一大組的各個小組討論并分析數據，得出相關結論，再由不同大組之間派代表進行討論，最后得出實驗結論。

同組人： 實驗日期：

背景資料：

蚯蚓屬于環節動物，種類多達3 000多種。根據其生活環境，可分為陸生蚯蚓和水生蚯蚓。陸生蚯蚓生活在潮濕、疏松、富含有機質的土壤中，白天穴居，以土壤中的有機物為食，夜間爬出地面，取食地面上的落葉，雌雄同體，異體受精。

材料用具：

蚯蚓（每組3條，2人一組）、解剖盤、培養皿、玻璃板、紙板或書、濕布、毛巾、15 ℃和30 ℃的溫水。

提出問題：

你是去哪里采集蚯蚓的？你是在什么環境中采集到蚯蚓的？采集來的蚯蚓主要分布在容器中的什么地方？你認為蚯蚓分布的地方跟什么非生物因素有關？

根據你的經驗和初步判斷，提出的問題是

。

作出假設：

針對你的問題，作出假設 。

你作出這個假設的依據是 。

制定計劃：

第一小組：探究光對蚯蚓生活的影響。

（一） 實驗裝置的設計：

在解剖盤內鋪上用水浸濕的濾紙，以橫軸中線為界，一側蓋上玻璃板，另一側蓋上紙板或書，在盤內形成陰暗和明亮兩種環境。

思考：為什么要在解剖盤內鋪上濕的濾紙？

（二） 將蚯蚓放入實驗裝置，靜置2 min。

思考：將蚯蚓如何擺放才是最合理的？

（三） 2 min后，統計明亮處和陰暗處的蚯蚓，統計3次。

（四） 計算全班各組的平均值：

經計算，全班各組的平均值是：明亮處 條，黑暗處 條。

第二小組：探究濕度對蚯蚓生活的影響。

（一） 實驗裝置的設計。

以解剖盤中軸線為界，一側鋪上干燥的濾紙，另一側鋪上用水浸濕的濾紙，在解剖盤上蓋上紙板或書，形成黑暗條件下干燥和潮濕兩種環境。

思考：為什么要在解剖盤上蓋上紙板或書？

（二） 將蚯蚓放入實驗裝置，靜置2 min。

思考：將蚯蚓如何擺放才是最合理的？

（三） 2 min后，統計潮濕處和干燥處的蚯蚓，統計3次。

（四） 計算全班各組的平均值：

經計算，同一大組各小組的平均值是：潮濕處

條，干燥處 條。

第三小組：探究溫度對蚯蚓生活的影響。

（一）實驗裝置的設計

以解剖盤中軸線為界，一側鋪上用10 ℃水浸濕的毛巾，一側鋪上用30 ℃水浸濕的毛巾，在裝置內形成溫度較低區域和溫度較高區域，用紙板或書蓋在解剖盤上。

思考：為什么要用紙板或書覆蓋？為什么要用毛巾而不用濾紙？

（二） 將蚯蚓放入實驗裝置，靜置2 min。

思考：將蚯蚓如何擺放才是最合理的？

（三） 2 min后，統計溫度較低區域處和溫度較高區域處的蚯蚓，統計3次。

（四） 計算全班各組的平均值：

經計算，同一大組各小組的平均值是：低溫處

條，高溫處 條。

得出結論：

根據實驗現象，你們得出的結論 。

這與你們的假設一致嗎？

討論與思考：

（1） 這個實驗中的變量是什么？

（2） 為什么同一實驗要做三次？

（3） 為什么要計算同一大組各小組的平均值？

課后拓展

針對本次實驗，你還有哪些意見或不解之處？

參考文獻：

[1] 胡玲.鼠婦的捕捉、暫養與避光實驗[J].中學生物學，2003，19（6）.

[2] 陳思航，楊涌."探究影響鼠婦分布的環境因素"的實驗教學[J].生物學通報，2014，49（2）.

[3] 陳琳."飼養和觀察蚯蚓"實驗教學反思[J].中學生物學，2011，27（4）.