李曉輝

教科書上“探究螞蟻的通訊”是這樣引出要探究的問題：“仔細觀察過螞蟻的同學都知道，一只螞蟻發(fā)現食物后，會迅速返回巢穴。不一會兒，一大群螞蟻排著長長的隊伍，‘浩浩蕩蕩地奔向食物所在地點。螞蟻不會發(fā)聲，它們是靠什么傳遞信息的呢?偵察蟻在食物和巢穴之間是否留下了什么標記呢?”平時學生就積累了豐富的感性認識，所以對此非常感興趣，紛紛提出了自己對螞蟻感興趣的問題：螞蟻的“家”是什么樣的?螞蟻是不是和蜜蜂一樣有“頭領”?……于是引導學生課下通過上網下載、查閱書刊和詢問家長等方式來搜集相關的信息。

然后教科書讓學生自己作出假設，學生就根據背景資料提出了這樣的問題：螞蟻是靠氣味來通訊的。由于這個實驗存在一定難度，所以教材緊跟著介紹了一個參考辦法：“用大一些的透明容器養(yǎng)一窩螞蟻，在離蟻穴稍遠些的地方放置一些食物，蟻群中的偵察蟻會先出來偵察；然后大批工蟻回來搬運食物。可以在偵察蟻返巢的路上事先放好一張紙片，讓它從上面爬過。待大批工蟻出洞時，取走或挪動紙片，觀察工蟻的行動。”學生對探究螞蟻的通訊表現出極大興趣，議論紛紛，渴望通過實驗來進行探究。根據教科書的提示，可以啟發(fā)學生思考這樣的問題：假設螞蟻之間是用氣味來進行信息交流的，那么你還能想到哪些更簡便的方法來證明呢?你能不能自己設計一個可行的實驗方案呢?經合作小組的討論及教師的啟發(fā)后，每個學習小組都能提出一些問題或設計出他們的實驗方案。

針對學生提出的問題和實驗方案，筆者首先給予充分的肯定。接下來鼓勵小組成員按照自己的實驗方案來驗證自己的假設。為了保證實驗能夠比較成功地進行，提醒學生注意一些細節(jié)，如：在室外找蟻窩做實驗，也要考慮天氣、溫度等因素；要注意實驗前讓螞蟻處于饑餓狀態(tài)等。學生進行小組合作；在課下根據自己的探究方案進行實踐。

學生通過親自實驗，發(fā)現了以下問題：

(1)抓來的螞蟻不好飼養(yǎng)。

(2)很難讓螞蟻從紙片上爬過，在實驗中，如何保證螞蟻只在排成的小紙片(預設的路線)上爬過?

(3)如何縮短螞蟻自由爬行的時間?

(4)如何驗證螞蟻返回時，是沿行走過的路線返回?

解決方案如下：

(1)到學校綠化帶或大樹下找到螞蟻窩，然后在自然環(huán)境下實施實驗。這樣的螞蟻有活力并且不會受到“捕捉”的干擾。

(2)鋪設紙片的改進：用剪成小段的一次性木筷代替紙片。

首先在水槽內放入倒置的3只相同的塑料瓶蓋，間隔一定距離排成三角形，加入清水，使瓶蓋的頂部剛好露出水面。然后按照瓶蓋之間的距離，將一次性木筷用剪刀剪成小段分別放在3個瓶蓋之間，使小段的木筷剛好連在一起，形成以瓶蓋為小島、木筷為橋面的小橋。最后在瓶蓋B的一端放一些白糖，在瓶蓋A的一端放幾只饑餓的螞蟻，會觀察到螞蟻沿著連在一起的木筷到瓶蓋B的一端去取食，而不會到瓶蓋沒有白糖的C的另一端去取食。

這樣利用水槽和倒置瓶蓋形成的小島、木筷搭成小橋可迫使螞蟻只能沿著木筷向前運動以避免在平地上螞蟻尋找食物的隨意性，另外在實驗中用饑餓的螞蟻，可增強螞蟻的趨食行為，也縮短了探究時間。

(3)紙片的排列路線的改進：

挪動小段木筷可以擺放成任意形狀：星形、六邊形、半圓形等，同樣觀察到蟻群總是沿著擺放的木筷返回。當擺放的形狀有變化時，螞蟻爬行過的路線也總是隨著改變，確實能證明螞蟻靠氣味交流信息。

還有的學習小組進行了如下的改進：

(1)將食物擺放在螞蟻洞附近，觀察螞蟻出來覓食情況。當偵察蟻找到食物，回巢報告，形成浩浩蕩蕩搬運大軍時，向搬運隊伍噴灑香水，看螞蟻隊伍的反應。待香水味慢慢消退，再看螞蟻群是否重新恢復隊伍。觀察到噴灑香水(也可以用其他有氣味的東西)時，螞蟻會亂成一團，待香水味散去，螞蟻又恢復隊形。

(2)將食物放在螞蟻窩附近，并用一側開口的圓柱體圍起來。等待偵察蟻取食，回巢報信，形成浩浩蕩蕩的搬運大軍。當有部分螞蟻進人圓柱體開始搬運食物時，將圓柱體的開口放上預先準備好的蒜泥或其他有強烈氣味的東西，觀察螞蟻的反應。

新課程倡導培養(yǎng)學生實踐探究能力和創(chuàng)新能力。筆者一直在尋找提供給學生思維空間和動手探究的機會，看到他們對螞蟻的通訊這一探究活動非常感興趣，所以抓住這個機會，引導學生創(chuàng)造性地進行自主探究和合作學習：在課前引導學生積極利用各種課程資源：學生原有的知識儲備、家長的經驗、網絡、書刊等來提出問題，作出假設，并自主制定探究計劃，而且鼓勵學生在課下分小組進行開放性探究活動，讓學生走出校門，走進大自然，在親歷探究過程中感悟和體驗，提高了實踐能力并且樹立了嚴謹求實的科學態(tài)度。最后筆者在課堂上引導學生積極討論和交流，在質疑和總結中學會了科學探究的方法。

總之，本節(jié)課通過讓學生親身體驗和經歷整個探究過程，培養(yǎng)學生觀察、實驗、思維等能力和嚴謹求實的科學素養(yǎng)，使新課程的教學理念自然得到延續(xù)。