“探究走迷宮由學生畫路線圖的學習行為”的實驗設計

陳 韜 (廣東省廣州市黃埔區港灣中學 廣州 510710)

人教版生物學教材八年級(上)第二章第二節“先天性行為和學習行為”一節安排了“探究小鼠走迷宮獲取食物的學習行為”的內容，讓學生觀察“嘗試與錯誤”學習行為的建立過程，體會重復刺激加固學習行為，通過了解動物的行為更好地了解人類自己[1]，利于學生學習主動性的形成。由于此探究活動耗時較長。如果改在課下進行，就不能保證課標中要求教學過程要讓每一位學生都親自參與。于是，筆者就把“探究小鼠走迷宮獲取食物的學習行為”的實驗，設計成能在課堂上完成“探究走迷宮由學生畫路線圖的學習行為”的方案。此活動方案對學生的發展更有價值，同時更加簡便易行。

1 原實驗存在的不足

探究“小鼠走迷宮獲取食物的學習行為”實驗，是本課教學的難點。教師用書中對此活動的實施建議是課下進行，這種方式需要堅持每天傍晚訓練0.5 h共6次，等小鼠第一次走出迷宮后，接下來的鞏固訓練還得每天0.5 h共6次，并記錄走出迷宮的時間[1]。累計需要12 d左右才能完成訓練任務。較多的教師將此實驗改為科技小組活動在課外開展，而在課堂上卻以視頻的方式與其他學生分享成果。也有教師就直接播放教學用書所提供的此實驗視頻。這樣做的不足是： 絕大多數學生仍然是缺少了親自嘗試和實踐這個環節。從指導學生學習行為的形成來說，學生自己成為研究對象，研究自己的學習行為，獲得的收獲和啟發會更加直接與深刻，更利于學習主動性的形成。

2 新實驗方案設計

2.1 實驗材料 紙質迷宮圖(圖1)、記錄表(表1、表2)、秒表、筆。

圖1 紙質迷宮圖

2.2 方法步驟 在實施此方案時，先要讓教師把實驗步驟介紹完才發放紙質迷宮圖： ①每位學生將筆放到迷宮圖起點做好準備。②計時員宣布開始，學生開始畫路線圖，計時員宣布停，學生停筆，并及時將數據填入表1。表格中斜杠的上方填寫在一次實驗的時間中，遇到障礙的次數；表格中斜杠的下方填寫是否成功畫出走出迷宮的路線，若沒畫出打“×”，若畫出了打“√”，并記錄所用的時間。③重復上述實驗過程5～6次。④統計全班數據，填入表2。⑤分析實驗數據，闡述嘗試與錯誤學習行為的建立過程，對學生的學習有什么啟發？另外，圖1是既能從外往里畫，也能從里往外走的迷宮圖。

2.3 創新之處 通過該實驗設計的創新，讓學生自己成為實驗對象，觀察自己“嘗試與錯誤”學習行為的建立的過程，直接了解人類自己的學習行為(表3)。新的實驗樣本容量大，增加了實驗數據的可信度。學生親身實踐，當堂能看到支持結論的數據，對本節知識在指導學習方面的作用更容易認同。

表1 個體數據

表2 全班數據

表3 原教材實驗與改進后實驗的比較

3 新實驗實施效果

3.1 實驗效果 從課堂上實施之后的情況來看，第1次全班沒有學生能完成；第2次有部分學生完成，記錄了時間；到第4次幾乎全班學生都能完成。比較幾次完成所用的時間，可以發現，從第2次到第4次所用的時間是遞減狀，越來越快。對于學生個體來說，隨著實驗的次數增多，做到第4次就能得到本實驗的3個結論，就可不用再做下去了。

3.2 實驗啟發 由3個結論分別得到3個相應啟發： ①學生多學幾次就能學會；②不斷地重復會越來越熟練；③學生個體有差異。教師要適時進行總結，學生剛成功地完成了探究，對教師的總結非常認同，整個課堂上的氣氛是慷慨激昂的。

4 關鍵問題的反思

4.1 迷宮圖的選取 要呈現學習行為形成的整個過程，紙質迷宮圖的選取要有一定的難度。但為了實驗能在課堂上當堂就有結果，又不能太難，就需要教師先在網上找圖。篩選出幾個，先找幾位學生做預實驗，最后決定選擇哪個。如果所選的迷宮圖太復雜，那整個實驗時間的結束時，就可能沒有一個學生能畫成功，這樣就會得不到實驗的結論。圖1的模式難度就比較適中，能在課堂上當堂得到3個結論。

4.2 實驗時間確定 每一次實驗的時間控制在多長范圍影響著實驗的結論。時間太長，可能會出現第一次全班都畫出來了，不能直觀地說明同種生物個體間的學習能力是存在差異的。時間太短，可能會出現做了幾次實驗后，全班只有一兩位學生畫出來。筆者根據學生做預實驗的情況綜合分析，設計定為每30 s為一次實驗的時間。

4.3 學生統一計時 計時方法也是影響課堂實驗效果的重要因素。采用由一位學生統一計時，每次實驗開始與結束的時間全班學生都會一樣，這樣可以減少誤差，同時縮短了實驗的時間。另外，如果有電腦投影教學設備的學校，也可以由計時員直接投影放大的秒表。

4.4 沒有完成情況 對于實驗時間已經結束，仍有幾位一次都沒畫出來的個別學生。教師可以布置他回家繼續完成這個實驗，并要求記錄數據。下一節生物學課上在全班展示該生的實驗情況，進一步說明堅持練下去終究會獲得成功。