“動物學(xué)習(xí)行為”實驗的改進與創(chuàng)新

鄭桂香（山東省淄博市臨淄區(qū)實驗中學(xué)山東淄博255400）

探究“動物學(xué)習(xí)行為”實驗是魯教版8年級上冊第7單元第2章第2節(jié)“先天性行為和學(xué)習(xí)行為”中的一個重要內(nèi)容，要求學(xué)生初步運用生物科學(xué)探究的一般方法，感受動物學(xué)習(xí)行為形成的過程，發(fā)展提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、實施計劃、得出結(jié)論、表達和交流的科學(xué)探究能力。學(xué)生對此實驗較感興趣，但因條件所限，該實驗很少開設(shè)。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗對該實驗進行了改進與創(chuàng)新。

1 實驗材料的改進

原教材在研究“動物的學(xué)習(xí)行為”實驗時以雞作為研究對象，研究它的繞道取食，但對于城市學(xué)校的學(xué)生來說，該實驗的實驗材料和實驗場地很受限制。筆者改用小鼠作為研究對象，探究小鼠走迷宮獲取食物的行為是學(xué)習(xí)行為。一方面小鼠容易購買，且有些學(xué)生將其當(dāng)作寵物飼養(yǎng)；另一方面可用各種廢舊紙箱制作迷宮。在實驗室和家中都易做此實驗。

2 實驗方案的改進

原教材的實驗方案是記錄動物繞道取食的次數(shù)，新的實驗改進為：實驗前學(xué)生經(jīng)過充分的討論、交流，最終形成了2種方案進行觀察記錄。

方案1：將處于饑餓狀態(tài)的小鼠放在迷宮入口處，在出口處放置食物，讓小鼠在自然狀態(tài)下自行尋找食物。每天定時觀察，連續(xù)觀察6 d，記錄小鼠經(jīng)過多少次“嘗試與錯誤”最終到達出口獲取食物，并將數(shù)據(jù)記錄在表1中。

表1 小鼠走迷宮獲得食物的次數(shù)記錄

方案2：如同方案1的處理方式，但記錄的是小鼠從入口到達出口所用的時間，如表2。

表2 小鼠走迷宮獲得食物的時間記錄

通過實驗得出結(jié)論，動物“嘗試與錯誤”的次數(shù)越少，學(xué)習(xí)能力越強；一次走完迷宮所用的時間越短，學(xué)習(xí)能力越強。學(xué)生通過這2種方案，都可以總結(jié)動物學(xué)習(xí)行為建立的過程（實驗過程如圖1，實驗裝置如圖2）。

圖1 學(xué)生做“小鼠走迷宮獲取食物”的實驗過程

圖2 “小鼠走迷宮獲取食物”的實驗裝置

3 信息技術(shù)的融合

由于該實驗在課堂上較難完成，可采用課下實驗探究、觀察記錄和課堂交流展示相結(jié)合的方式。學(xué)生以社區(qū)為單位進行分組在家中完成實驗，并充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，用DV機拍攝視頻，用照相機或手機拍攝照片，利用相關(guān)軟件編輯視頻資料，在課堂上進行交流展示、匯報成果。在觀察錄制的過程中記錄好實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)。這樣，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神和理性思維能力，也養(yǎng)成了使用現(xiàn)代信息技術(shù)如實記錄實驗現(xiàn)象和利用圖表處理實驗數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣。

學(xué)生將數(shù)據(jù)輸入到Excel表格中，生成了柱狀圖和折線圖，從實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著時間的推移，小鼠“嘗試與錯誤”的次數(shù)越來越少。每次走完迷宮所用的時間也越來越短，從而得出結(jié)論——小鼠走迷宮獲取食物的行為是學(xué)習(xí)行為（數(shù)據(jù)圖如圖3，圖4）。

圖3 小鼠走迷宮獲取食物嘗試與錯誤的次數(shù)統(tǒng)計

圖4 小鼠走迷宮獲取食物所用時間統(tǒng)計

4 實驗方法的創(chuàng)新

在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，小鼠因品種、年齡和個體大小的不同學(xué)習(xí)能力也有較大差異。此外，在生活中也發(fā)現(xiàn)鼠類都是夜間取食或是在黑暗的環(huán)境中生活，小鼠的取食是靠視覺還是靠嗅覺？為解決這些疑惑，在探究小鼠走迷宮獲取食物的基礎(chǔ)上又增加了4個創(chuàng)新實驗。

創(chuàng)新實驗1：相同迷宮不同個體之間的比較，取大小年齡相同的黑鼠和黃鼠各1只，觀察它們在相同迷宮中獲取食物所用的時間是否相同。

創(chuàng)新實驗2：相同個體不同迷宮之間的比較，取2個不同的迷宮，觀察同一只小鼠在不同迷宮中獲取食物所用的時間是否相同。

創(chuàng)新實驗3：取2塊等量的奶酪，一塊用保鮮膜包裹，另一塊直接暴露在空氣中，看小鼠取食哪塊奶酪？即使將2塊奶酪換一下位置，小鼠也會直接取食沒包保鮮膜的那塊奶酪，所以學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)小鼠獲取食物主要靠嗅覺。

創(chuàng)新實驗4：用烏龜作為實驗對象，比較它與小鼠學(xué)習(xí)能力的差異，觀察發(fā)現(xiàn)烏龜經(jīng)過多次訓(xùn)練也未學(xué)會繞道取食。

通過這些實驗學(xué)生很容易得出結(jié)論：動物的學(xué)習(xí)能力是有差異的，不同個體的生物學(xué)習(xí)能力不同，動物越高等，學(xué)習(xí)能力越強。

學(xué)生通過本次探究和實踐,在獲取事實證據(jù)、進行批判性思維的過程中，既獲得了科學(xué)方法的訓(xùn)練，又理解了生物學(xué)知識是怎么形成的。通過對實驗的改進和創(chuàng)新,激發(fā)了學(xué)生的探究欲望和興趣，創(chuàng)新意識得到了提升。通過對信息技術(shù)的使用,提高了信息技術(shù)的操作能力,讓信息技術(shù)真正服務(wù)于教學(xué)。

［1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）.北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.