姚玲莉

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為主的的自然科學(xué)。2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)建議中詳述了“關(guān)注重要概念的教學(xué)”，實(shí)驗(yàn)的目的也是幫助學(xué)生建立、理解概念。8年級(jí)上冊(cè)第5單元第2章第2節(jié)《先天性行為和學(xué)習(xí)行為》中探究小鼠走迷宮獲取食物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施，也是在于幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)行為建立的過(guò)程以及學(xué)習(xí)行為對(duì)動(dòng)物生存的意義。下面談?wù)劰P者在教學(xué)中對(duì)本實(shí)驗(yàn)的處理和課后反思。

1實(shí)驗(yàn)原理

學(xué)習(xí)和記憶是神經(jīng)系統(tǒng)不斷受到外界環(huán)境刺激而獲得的，動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶對(duì)其自身的生存具有重要的意義，學(xué)習(xí)行為有利于動(dòng)物適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境。在人為設(shè)置的迷宮里，動(dòng)物能體驗(yàn)到復(fù)雜的通道結(jié)構(gòu)，積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)來(lái)調(diào)整自己的行為。隨著走迷宮次數(shù)的增加，動(dòng)物走出迷宮獲取食物所花的時(shí)間就會(huì)越來(lái)越少。動(dòng)物的學(xué)習(xí)行為在這個(gè)反復(fù)的過(guò)程中就逐步建立形成起來(lái)了。小鼠能通過(guò)肢體接觸迷宮擋板來(lái)判斷前方是否有障礙物，在不斷地摸索和嘗試中前進(jìn)，最終找到出口。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，小鼠能在很短的時(shí)間內(nèi)形成一種新的行為。

2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1知識(shí)準(zhǔn)備

本實(shí)驗(yàn)的實(shí)施是建立在理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上的。學(xué)生需先學(xué)習(xí)先天性行為和學(xué)習(xí)行為的概念和意義，并要求學(xué)生能將小鼠走迷宮與蚯蚓走“T”形迷宮的實(shí)驗(yàn)加以比較。蚯蚓在走“T”形迷宮的實(shí)驗(yàn)中，大約經(jīng)過(guò)200次嘗試，遭受多次輕微的電擊后才學(xué)會(huì)直接爬向潮濕的暗室。小鼠屬于哺乳動(dòng)物，學(xué)習(xí)能力比蚯蚓強(qiáng)，“嘗試與錯(cuò)誤”的次數(shù)要少一些。將其作為探究實(shí)驗(yàn)的背景知識(shí)加以分析，有助于學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中提出問(wèn)題。

2.2研究方法指導(dǎo)

研究動(dòng)物行為的方法，主要有觀察法和實(shí)驗(yàn)法。

2.3組織學(xué)生分組討論

實(shí)驗(yàn)前組織學(xué)生分組討論探究步驟，確定實(shí)驗(yàn)方案，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

可以給學(xué)生提供如下討論探究步驟的提示。①怎樣使小鼠積極尋找食物？對(duì)小鼠進(jìn)行饑餓處理且實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)備小鼠喜歡吃的食物。②若較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，小鼠不能自行到達(dá)迷宮出口，怎么辦？若小鼠第1次走迷宮時(shí)，2 min內(nèi)不能自行到達(dá)迷宮出口，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，誘使小鼠到達(dá)出口處獲取食物。③怎樣記錄小鼠走出迷宮找到食物的快慢？用秒表記錄小鼠走出迷宮所需的時(shí)間。④實(shí)驗(yàn)只做一次行不行？至少需要做3次實(shí)驗(yàn)。

3實(shí)驗(yàn)過(guò)程

3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）觀察小鼠通過(guò)“嘗試與錯(cuò)誤”的經(jīng)驗(yàn)累積，形成一種新的行為的過(guò)程。

（2）聯(lián)系分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論。

（3）理解學(xué)習(xí)行為對(duì)于動(dòng)物生存的重要意義。

3.2實(shí)驗(yàn)材料

健康小鼠，紙板，玻璃板（用于制作“迷宮”），制作“迷宮”的各種工具（剪刀、膠帶等），小鼠食物（面包、鼠糧），記錄用具（秒表、紙、筆等），飲水裝置。

在“提出問(wèn)題”這個(gè)步驟中，學(xué)生經(jīng)過(guò)討論提出了兩類問(wèn)題。問(wèn)題一：將食物放在“迷宮”出口，小鼠放在“迷宮”入口，小鼠能走出“迷宮”獲取食物嗎？問(wèn)題二：小鼠經(jīng)過(guò)“嘗試與錯(cuò)誤”走出迷宮的次數(shù)越多，所花的時(shí)間會(huì)越來(lái)越少嗎？

針對(duì)這兩類不同的問(wèn)題，學(xué)生各自制定實(shí)驗(yàn)方案，現(xiàn)以學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式呈現(xiàn)。

探究問(wèn)題一的實(shí)驗(yàn)情況見表1。

制定并實(shí)施計(jì)劃（1）構(gòu)建迷宮。迷宮隔板高度以小鼠不能爬上為宜，寬度要便于小鼠折返，迷宮上面蓋上1塊玻璃板。

（2）選擇健康活潑且身體狀況相似的小鼠5只，均進(jìn)行饑餓處理1天，但需提供水。

（3）將5只小鼠標(biāo)號(hào)為①②③④⑤。選擇①號(hào)小鼠將其從迷宮的入口放入，同時(shí)馬上計(jì)時(shí)，并在迷宮的出口等待，記錄小鼠是否能從入口到達(dá)出口。若2 min內(nèi)小鼠不能自行到達(dá)迷宮出口，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，使小鼠到達(dá)出口處獲取食物。

（4）使用②③④⑤號(hào)小鼠重復(fù)步驟（3）。

制定并實(shí)施計(jì)劃（1）構(gòu)建迷宮。迷宮隔板高度以小鼠不能爬上為宜，寬度要便于小鼠折返，迷宮上面蓋上1塊玻璃板。

（2）選擇健康活潑的小鼠1只，進(jìn)行饑餓處理1天，但需提供水。

（3）將小鼠從迷宮的入口放入，同時(shí)馬上計(jì)時(shí)，并在迷宮的出口等待，記錄小鼠從入口到達(dá)出口的時(shí)間，以及“嘗試與錯(cuò)誤”的次數(shù)。若2 min內(nèi)小鼠不能自行到達(dá)迷宮出口，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。把小鼠移到出口讓它看到、嗅到食物，再把它移回入口處進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)，這種情況不記錄時(shí)間。

（4）重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次。

4交流與拓展

全班學(xué)生討論和交流。

（1）本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)有哪些？①在觀察或引導(dǎo)過(guò)程中應(yīng)注意愛護(hù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物；②邊觀察邊記錄；③小鼠碰壁一次則視為“嘗試與錯(cuò)誤”一次；④實(shí)驗(yàn)結(jié)束后清理實(shí)驗(yàn)臺(tái)，按要求回收實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，并洗手。

（2）實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是什么？對(duì)小鼠進(jìn)行饑餓處理，迷宮的設(shè)計(jì)難易適中。

（3）你所在的小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與其他小組的數(shù)據(jù)是否相同？為什么？可能不同，原因有二：①構(gòu)建的迷宮難易程度不同；②學(xué)習(xí)行為受遺傳因素的影響，不同的小鼠學(xué)習(xí)能力有差別。

（4）如果把實(shí)驗(yàn)動(dòng)物換成烏龜，你預(yù)期“嘗試與錯(cuò)誤”的次數(shù)將會(huì)增加還是減少？為什么？（用烏龜做實(shí)驗(yàn)，“嘗試與錯(cuò)誤“的次數(shù)將會(huì)增加，因?yàn)閯?dòng)物越高等，學(xué)習(xí)能力越強(qiáng)。就物種而言，烏龜比小鼠低等。

（5）這項(xiàng)探究活動(dòng)對(duì)你自己的學(xué)習(xí)有什么啟發(fā)？

“興趣是最好的老師”，在本次實(shí)驗(yàn)中學(xué)生積極參與，興趣濃厚，善于探索，鍛煉了思維能力，提高了動(dòng)手能力和表達(dá)能力。筆者就本節(jié)實(shí)驗(yàn)課談?wù)劷虒W(xué)后的反思，實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施前期準(zhǔn)備工作繁瑣，組織好一節(jié)實(shí)驗(yàn)課前前后后所花的時(shí)間和精力很多，這往往是我們?cè)诮虒W(xué)中減少實(shí)驗(yàn)課的主要原因。然而“授人以魚不如授人以漁”，學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中能養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，理解學(xué)習(xí)行為這個(gè)重要概念。學(xué)生有著無(wú)限的創(chuàng)造力，在本實(shí)驗(yàn)中各小組設(shè)計(jì)構(gòu)建的迷宮都不同，這給了學(xué)生很大的發(fā)揮空間，讓學(xué)生在快樂(lè)中學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。在選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物時(shí)，有同學(xué)提出問(wèn)題：“為什么要用小鼠做實(shí)驗(yàn)，能不能用大鼠？”筆者采用“菜青蟲取食十字花科植物”實(shí)驗(yàn)中采用的是剛從受精卵中孵化出來(lái)的幼蟲做實(shí)驗(yàn)這個(gè)例子加以引導(dǎo)，學(xué)生便能明白用小鼠做實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙M量排除生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，且動(dòng)物的年齡越小，學(xué)習(xí)能力越強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)效果越明顯?？傮w來(lái)說(shuō)，本實(shí)驗(yàn)操作難度不大，但提出問(wèn)題和制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃至關(guān)重要，“萬(wàn)事開頭難”，怎樣引導(dǎo)學(xué)生提出有價(jià)值的探究問(wèn)題是本次實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，也是今后教學(xué)中值得深思的問(wèn)題。