《小鼠走迷宮獲取食物的學習行為》探究實驗的改進

劉慧源

摘? 要 本文結合教材和學生實際，對“小鼠走迷宮獲取食物的學習行為”進行創新設計，通過增加觀察點、增設對比實驗和二次實驗，使探究過程更完整、更豐富、更立體，不僅使學生掌握研究動物行為的方法，而且幫助學生深度理解了學習行為。

關鍵詞 學習行為? 實驗改進觀察點? 對比實驗? 二次實驗

中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：（2021）-07-113

《小鼠走迷宮獲取食物的學習行為》實驗是山東科技出版社八年級上冊第二章第二節“先天性行為和學習行為”中的探究實驗。本實驗是在桑代克經典實驗——“迷籠實驗”的基礎上進行的改進，通過倉鼠走迷宮獲取食物的過程，使學生初步運用生物學探究的一般方法，感受動物學習行為的建立過程。

初中階段的學生，對學習行為建立過程充滿了好奇與興趣，只要在選擇實驗對象時更多元化一些，不僅可以使學生掌握研究動物行為的方法，而且通過對比實驗深度理解學習行為的建立和消退過程。

實驗目標

依據課程標準并圍繞培養學生核心素養的要求，制訂了如下實驗目標：

1、通過本次探究和實踐，掌握研究動物行為的方法。

2、通過設計并制作迷宮，培養動手操作能力。

4、在探究獲取事實證據的過程中，培養觀察能力，能夠真實準確記錄實驗數據，并能通過對數據的分析得出實驗結論。

3、通過對實驗的改進和創新，激發學生的探究欲望，創新意識得到提升。

實驗器材

同一品種不同月齡的倉鼠、不同品種小鼠、豚鼠、自制迷宮、計時器、實驗記錄表

實驗改進要點

本實驗的探究難度不大，但完成探究活動，建立學習行為耗時較長，所以采用課上探究與課后延伸探究相結合的方式完成實驗。

改進一：將原有的觀察點由一個增加為兩個

原實驗觀察點——小鼠每次走迷宮時，“嘗試與錯誤”的次數。

新增觀察點——小鼠每次走出迷宮所需要的時間。

優點：更全面的探究小鼠學習行為的建立過程

教材中原有的實驗方案是將處于饑餓狀態的小鼠放在迷宮入口處，記錄小鼠經過多少次“嘗試與錯誤”最終到達出口獲取食物。實驗過程中隨著訓練次數的增加，小鼠在走出迷宮獲取食物的過程中，嘗試與錯誤的次數會越來越少，直至最終學會走出迷宮。但實驗過程中并非每次訓練時“錯誤的次數”都會逐漸遞減，常常會出現數據重復，甚至受偶然因素的影響出更數據反復的情況，因此單純記錄“錯誤次數”難以準確呈現學習行為的建立過程，通過新增的觀察點——記錄每次走出迷宮所需要的時間，能夠與“錯誤次數”互為補充，可以用更豐富的事實數據得出實驗結論。

改進二：平行對比實驗

實驗過程中，為了增加實驗數據與結論的準確性，常常通過“重復實驗”的方法，排除偶然因素的影響。 如果在進行重復實驗時，擴大實驗對象范圍，使實驗對象多元化，不僅可以排除偶然因素，而且可以比較不同動物之間、同種動物不同個體之間學習能力的不同。

第1組：比較“不同品種倉鼠”學習行為存在的差異

倉鼠種類很多，市場上常見的種類有三錢、銀狐、老公公、紫倉、布丁、冬白、雪球、白熊等十余個品種，在購買時選擇同一月齡、不同品種的倉鼠進行探究，不僅研究了學習行為建立過程，而且通過實驗數據對比，幫助學生了解了同種動物、不同種類個體間學習能力存在的差異。

第2組：比較“不同年齡”小鼠學習能力的差異

選擇同一品種、不同月齡的倉鼠進行探究，通過實驗數據對比，了解生活經驗對動物學習行為的影響。

第3組：比較“荷蘭豬與倉鼠”學習能力的差異

荷蘭豬又名豚鼠，也是市場上受歡迎的小寵物，有些學生家中也會飼養，其外形與倉鼠較為相似，與倉鼠同目（嚙齒目）不同科（豚鼠科與倉鼠科）。通過二者的實驗數據，可以比較不同種類動物學習能力的差異。

優點：能夠體現出學習行為是建立在遺傳因素的基礎上，由生活和學習而建立起來的。不同種動物間、同種動物不同個體間學習能力存在差異。

改進三：二次實驗

教材中，小鼠建立學習行為后，實驗就結束了，但是我們知道，動物學習行為建立后，如果不再進行鞏固訓練，一段時間后，己經建立的學習行為就會消退。因此，在實驗完成一個月后將建立學習行為的小鼠，再次放回同一個迷宮進行“二次實驗”：

我們發現，之前能順利走出迷宮的小鼠，經歷了20次錯誤，用時1'10"才走出迷宮，之前建立的學習行為己經消失。

優點：不僅理解了小鼠學習行為的建立和消失過程，而且映射到學生自己的學習過程中，引發學生對自己平時學習習慣進行思考，理解鞏固和復習在自己學習生活中的重要價值 與意義。

通過以上三項的改進與創新，使實驗更完整、更豐富、更立體，不僅使學生明確了學習行為的建立過程，而且對學習行為的特征有了更全面的認識。

參考文獻

[1]梁旭，鮑永娟.深度教學視角下對實驗“小鼠走迷宮獲取食物的學習行為”的探究與實踐[J].中學生物學，2020，36（07）：38-40.

[2]李喜洲.初中生物實驗教學策略研究[J].教育界，2020（43）：38-39.

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