李靜

1 前言

生物課程中的科學(xué)探究是指學(xué)生積極主動地獲取科學(xué)知識，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的各種活動?？茖W(xué)探究通常包括：提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、實施計劃、得出結(jié)論和表達交流?？茖W(xué)探究能夠使學(xué)生主動地獲取科學(xué)知識，體驗科學(xué)過程，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度價值觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。然而在具體的生物教學(xué)中，很多實驗開展起來難度很大，存在諸多問題，如有些實驗材料難以準(zhǔn)備，器材相對不足;師生重視程度不夠，探究內(nèi)容淺顯，探究過程倉促，或?qū)τ谔骄拷Y(jié)果存在想當(dāng)然的情況，教師告知實驗結(jié)果，學(xué)生習(xí)慣性接受……這些原因?qū)е乱恍┥飳嶒灲虒W(xué)流于表面，學(xué)生在體驗科學(xué)探究的過程中達不到提高科學(xué)探究的能力的目的。

2 以“探究螞蟻的覓食行為”的實驗教學(xué)為例

筆者將以蘇教版“動物的行為”一節(jié)為例，分析初中生物探究性實驗教學(xué)如何從紙上談兵到實戰(zhàn)演練。動物的行為是動物適應(yīng)其生活環(huán)境所表現(xiàn)出來的各種動作，動物的行為對動物的生存和發(fā)展有利。教材安排了探究螞蟻的覓食行為的探究性實驗，目的在于讓學(xué)生初步掌握探究動物行為的方法。教材中提出的問題：“螞蟻的覓食行為與食物的氣味和顏色有關(guān)嗎？”很多教師在進行這部分內(nèi)容的教學(xué)時，常常只停留在教學(xué)設(shè)計上，即紙上談兵。當(dāng)討論出實驗方案后，教師往往會因為時空限制把實驗放在課后，或根本不實施，即沒有實戰(zhàn)演練。

這個探究性實驗看似簡單，但在實際實驗設(shè)計、實施的過程中存在諸多問題，對于培養(yǎng)學(xué)生探究自然界奧秘的能力和鍛煉學(xué)生進行科學(xué)思維具有非常重要的作用，因此非常值得開設(shè)。但如何讓學(xué)生在課堂上設(shè)計完實驗后還能動手做實驗，即從紙上談兵到實戰(zhàn)演練，一直是筆者非常困惑的問題。

2.1 探究實驗存在的問題

在實際準(zhǔn)備的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)該實驗難以完成的主要原因如下：（1） 實驗的可操作性，要在課堂上觀察螞蟻在自然狀態(tài)下的覓食行為是非常困難的，只能模擬自然情況。且上課時，已經(jīng)是深秋時節(jié)，很難捕捉到螞蟻，學(xué)生也很難在課下觀察到螞蟻的覓食行為。（2） 實驗的可控性低：實驗時，螞蟻四處活動，不受控制，不斷有螞蟻試圖逃走。（3） 實驗結(jié)果與常識相悖：很多螞蟻聚集在食鹽一側(cè)，并不像想象的那樣聚集在糖的一側(cè)，令師生感到非常的困惑。

2.2 解決方案

（1） 獲取實驗材料。

為了解決實驗材料難以獲取的問題，筆者曾組織學(xué)生在校園里尋找螞蟻。由于時值深秋，溫度較低，捕捉來的螞蟻數(shù)量很少。筆者將學(xué)生捉來的螞蟻放在一個桶里喂養(yǎng)，第二天早晨發(fā)現(xiàn)僅有少數(shù)幾只螞蟻存活，大部分螞蟻死亡，后來得知是因為不同種群的螞蟻聚集在一起存在斗毆現(xiàn)象。如何得到一定數(shù)量同一種群的螞蟻成為了個難題，最后網(wǎng)購了幾十管螞蟻，每管10只。這些螞蟻來自同一種群，因此相安無事。

螞蟻在運輸?shù)倪^程中，靠管子兩端的海綿里浸的糖水為生，到貨之后由于長途跋涉螞蟻比較虛弱，所以不能立即開展實驗，需要飼養(yǎng)一段時間。

（2） 設(shè)計實驗方案。

學(xué)生以小組為單位，提出自己想探究的關(guān)于螞蟻覓食的問題。如螞蟻的覓食行為是否和食物的氣味、顏色、形狀、大小等因素有關(guān)？由于時間有限，課堂上統(tǒng)一探究“螞蟻的覓食行為與食物的氣味有關(guān)嗎”這一問題。教師引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)，制定具體的實施方案。待課堂上實驗操作完成后，學(xué)生在課后就有能力科學(xué)地設(shè)計方案，完成其他探究。

得到螞蟻后，學(xué)生開始設(shè)計實驗方案，最初準(zhǔn)備將螞蟻倒入硬鞋盒中，4個角落分別放置不同氣味但相同顏色的食物。實驗時發(fā)現(xiàn)，倒入時螞蟻受震動而驚嚇，四處逃竄，無法完成實驗。因此只能蓋上盒蓋，待螞蟻完全穩(wěn)定后才能開展實驗。學(xué)生提出質(zhì)疑：打開盒蓋后，光線射入是否會對螞蟻的覓食產(chǎn)生影響？

因此，筆者引導(dǎo)學(xué)生對實驗裝置進行了進一步的改進。課前將螞蟻放入一次性帶蓋透明的快餐盒里靜置一段時間。為了探究螞蟻的覓食是否與食物的氣味有關(guān)，實驗時在餐盒的4個角落分別放置蘸有清水、糖水、鹽水、白醋的四個海綿塊。實驗時發(fā)現(xiàn)，有些螞蟻會沿著盒壁爬出趁機逃走，因此為每個小組準(zhǔn)備了小毛筆一只，防止螞蟻逃脫。但這樣依然不能阻止螞蟻逃跑。因此筆者查閱文獻自制了螞蟻防逃液，其成分是酒精和滑石粉（體積比4∶1），將防逃液涂在塑料快餐盒的內(nèi)壁并吹干。這樣螞蟻只能在底部活動。

（3） 實驗結(jié)果與常識相悖。

實驗裝置準(zhǔn)備完畢后，學(xué)生們興致勃勃地開始實驗了。他們都想當(dāng)然地認為，螞蟻肯定爭先恐后地向蘸有糖水的海綿處聚集。可是當(dāng)觀察到實驗結(jié)果時，學(xué)生都困惑了。很多小組的螞蟻在實驗后紛紛向蘸有鹽水的海綿處聚集，反而糖水處無蟻問津。這是為什么呢？

查閱資料發(fā)現(xiàn)，所有動物從螞蟻到人類都需要鹽來維持其身體神經(jīng)和肌肉的活動性以及水分的平衡。在滿足了身體對于鹽分的基本需求之后，螞蟻才會去覓食糖食獲取能量。網(wǎng)購的螞蟻在學(xué)生養(yǎng)殖的過程中只喂養(yǎng)了清水和糖水，因此在實驗時才會由于身體的需要優(yōu)先選擇了蘸有鹽水的海綿。尋找到原因后，學(xué)生在接下來的喂養(yǎng)過程中，每天給螞蟻添加了少量鹽水，滿足其基本需求。課堂開展實驗時，螞蟻的覓食行為終于和人們的常識吻合了，紛紛向蘸有糖水的海綿處聚集。

3 創(chuàng)新之處

3.1 實驗材料上進行的創(chuàng)新

筆者經(jīng)過反復(fù)實驗后認為，螞蟻從野外被捕捉到實驗室，由于受到驚嚇而逃生或首先忙于筑巢等過程，根本無暇顧及覓食。不同種群的螞蟻聚集在一起相互爭斗，存在大批量死亡現(xiàn)象。為了保證能夠在課堂開展實驗，筆者采納了學(xué)生的建議從淘寶購買螞蟻。收到螞蟻后，不能立即開展實驗，需要喂養(yǎng)一段時間讓螞蟻適應(yīng)所在的環(huán)境。在喂養(yǎng)過程中需要提供充分的水分、鹽分、糖分，滿足螞蟻的正常生命活動的需要。之后筆者在淘寶上先后購買過天竺葵、草履蟲、水蚤等生物材料，盡可能地保證每個探究性實驗的順利開展。

3.2 實驗方法上進行的創(chuàng)新

螞蟻在自然狀態(tài)下的覓食行為和課堂相比更加真實，效果也更明顯。但由于教材安排的實驗已在深秋，自然狀態(tài)下螞蟻很難尋覓，因此網(wǎng)購了螞蟻在課堂完成該實驗。雖然該實驗在課堂完成，但是實驗裝置應(yīng)該盡可能地接近自然狀態(tài)，才能夠得出更為科學(xué)的實驗結(jié)論。但是實驗時發(fā)現(xiàn)，螞蟻并不會如所預(yù)期的那樣行動，會四處逃竄，似乎求生的本能大大超過了覓食的需求。學(xué)生選擇用手去捉準(zhǔn)備逃逸的螞蟻，用毛筆去趕，但效果都不理想。盒壁涂上了螞蟻防逃脫液后，螞蟻只能在盒底活動后，開始尋覓食物?？此坪唵我撞僮鞯膶嶒?，在實施的過程中，會遇到各種各樣的問題，如實驗的可操作性、設(shè)計的合理性、現(xiàn)象的科學(xué)性等問題，需要教師勇于改進實驗，即要有勇氣;善于思考問題、觀察生活、聯(lián)系生活，即要有靈氣;善于集中集體的力量，共同解決問題，即要有人氣。

3.3 實驗評價上進行的創(chuàng)新

上課時，該實驗進行了10 min。大部分學(xué)習(xí)小組觀察結(jié)果一致，但也有些小組的實驗結(jié)果與預(yù)期不一致，如有些螞蟻一直徘徊不前，或到處轉(zhuǎn)動，或選擇了蘸有鹽水、清水的海綿。教師不要急于總結(jié)實驗結(jié)論，可以實施延時評價，讓學(xué)生把實驗裝置放到抽屜里，繼續(xù)上課，待下課時再拿出來再次觀察，此時發(fā)現(xiàn)大部分螞蟻聚集在蘸糖水的海綿上。

下課后，學(xué)生可以利用該實驗裝置繼續(xù)完成其他探究實驗。教師不限制學(xué)生的探究內(nèi)容，學(xué)生可以自由發(fā)揮，極大地激發(fā)了學(xué)生的探究樂趣。每個小組的食物選擇不盡相同：有的用不同顏色的糖果，有的用白芝麻和黑芝麻，有的用辣椒醬和番茄醬。在本實驗中，教師將學(xué)生的主體性、激勵性和發(fā)展性作為實驗評價的價值取向，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了實驗?zāi)芰Α?/p>