潘芬

摘要 “觀察蚯蚓的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)存在實(shí)驗(yàn)選材、實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)效果的不足，對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)：用玻璃燒杯與顯微鏡專用擦鏡紙制作成粗糙與光滑平面，設(shè)置對(duì)照組，學(xué)習(xí)控制變量的方法。將觀察實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成定量實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)科學(xué)的測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和生物科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞 蚯蚓的運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 剛毛

中圖分類號(hào) Q-331

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1原實(shí)驗(yàn)的不足

“觀察蚯蚓的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)是蘇科版七年級(jí)下冊(cè)“土壤中的生物”一節(jié)的內(nèi)容。教材上要求將蚯蚓放在粗糙的玻璃板和光滑的玻璃板上，觀察其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，使學(xué)生獲得“蚯蚓的剛毛在運(yùn)動(dòng)中起支撐和固定作用，蚯蚓是依靠肌肉的收縮和剛毛的協(xié)助進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的”這一認(rèn)知。按照教材提供方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)存在以下不足：

1實(shí)驗(yàn)選材上的不足。蚯蚓生活在土壤中。但是學(xué)校主要種植樹木，缺少肥沃松軟土壤。因此，學(xué)生在校園中挖掘土壤從中尋找蚯蚓有一定難度。且學(xué)生挖掘到的蚯蚓數(shù)量較少，大小不一，活力不同，開展實(shí)驗(yàn)存在一定困難。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將蚯蚓放在16開大小的玻璃板上;但觀察時(shí)，蚯蚓常常要爬出玻璃板，學(xué)生需要不停調(diào)整蚯蚓的位置，對(duì)蚯蚓的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的干擾，同時(shí)也會(huì)影響觀察的效果。

2實(shí)驗(yàn)方法上的不足。原實(shí)驗(yàn)是觀察實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生觀察說出蚯蚓在光滑和粗糙平面的運(yùn)動(dòng)差異，從而推測(cè)出剛毛在蚯蚓運(yùn)動(dòng)中的作用。這是一個(gè)定性實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的要求較低，只需要學(xué)生進(jìn)行觀察和描述現(xiàn)象，對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)是片面的、低層次的。為了發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ處熆梢詫⒃瓕?shí)驗(yàn)重新開發(fā)設(shè)計(jì)成定量實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生進(jìn)行觀察、測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、記錄等等活動(dòng)，鍛練學(xué)生的綜合能力。

3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上的不足。由于教材中實(shí)驗(yàn)用到的是光滑的和粗糙的玻璃板，在課堂實(shí)踐中玻璃板笨重易碎裂，可能會(huì)對(duì)學(xué)生造成一定的傷害。學(xué)生進(jìn)行觀察時(shí)，只能大致比較蚯蚓在光滑玻璃板上和粗糙玻璃板上運(yùn)動(dòng)的情況。如果蚯蚓在2個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)的差異不大，那么學(xué)生只會(huì)得到模糊的結(jié)果，無法形成對(duì)剛毛在運(yùn)動(dòng)中的作用的認(rèn)知，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的。另外，在實(shí)驗(yàn)過程中還有許多其他因素的干擾，如每次要用濕棉球擦拭蚯蚓身體，使蚯蚓身體上帶有較多水分，減小了摩擦力，反而使蚯蚓在光滑平面上運(yùn)動(dòng)更靈活更快，從而產(chǎn)生與預(yù)測(cè)相反的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在多次的課堂實(shí)踐中，因?yàn)橐陨戏N種原因，導(dǎo)致該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果十分隨機(jī)，且與教材的知識(shí)點(diǎn)不一致，也容易使學(xué)生產(chǎn)生誤解。2實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

2.1實(shí)驗(yàn)材料的選擇

由于土壤中挖掘蚯蚓存在種種不足，經(jīng)過比較最終選擇了購買飼養(yǎng)的蚯蚓為實(shí)驗(yàn)原材料。實(shí)踐證明飼養(yǎng)的蚯蚓數(shù)量大，體長大小一致，并且個(gè)體具備十足的活力，適合作為實(shí)驗(yàn)材料。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，選擇體長約為5～7cm、直徑約為4～5mm的蚯蚓，實(shí)驗(yàn)效果十分明顯。

3實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)

3.1實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

原實(shí)驗(yàn)中選擇粗糙的和光滑的玻璃板進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)，由于受到其他因素的干擾，常常會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)的實(shí)驗(yàn)效果。因此，在筆者多次實(shí)踐下，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，用250mL玻璃燒杯與顯微鏡專用擦鏡紙制作粗糙與光滑平面。

制作方法：選擇1只250mL的潔凈玻璃燒杯，剪取5cm×8cm大小的擦鏡紙。將擦鏡紙貼壁放入燒杯中，距離燒杯底部約1cm。在擦鏡紙上噴少量水，使擦鏡紙緊貼燒杯壁，多余水分倒掉，避免大量積存在燒杯底部。這樣在一只燒杯中就制作成了粗糙的一面與光滑的一面，形成了僅有一個(gè)變量的對(duì)照組。3.2實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)

學(xué)生利用改進(jìn)好的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作簡單，效果明顯。具體操作：選擇一條健壯的蚯蚓，放入燒杯底部。將燒杯傾斜一定的角度，使蚯蚓位于光滑一側(cè)的底部（圖1）。靜待蚯蚓安靜，當(dāng)蚯蚓開始向上爬行時(shí)開始計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)30s，用馬克筆在玻璃板壁上進(jìn)行標(biāo)記，然后測(cè)量蚯蚓向上爬行的距離。測(cè)量完成后，轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃杯，使蚯蚓位于粗糙一側(cè)的底部，重復(fù)以上的實(shí)驗(yàn)步驟，觀察、測(cè)量與記錄。一組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可以再次進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)據(jù)。最后，小組成員對(duì)最終實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，分析、比較，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

4實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

4.1設(shè)置對(duì)照科學(xué)

原實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)結(jié)果的原因在于對(duì)照組設(shè)置時(shí)沒有嚴(yán)格控制變量，大大影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后，使玻璃燒杯中同時(shí)存在光滑和粗糙的表面，實(shí)驗(yàn)過程只需一條蚯蚓就能完成。燒杯底部的少量水分能保持蚯蚓體表的濕潤，避免因擦拭蚯蚓體表產(chǎn)生干擾。轉(zhuǎn)動(dòng)燒杯使蚯蚓從一個(gè)平面轉(zhuǎn)向另一個(gè)平面，避免轉(zhuǎn)移蚯蚓過程中對(duì)蚯蚓產(chǎn)生的驚嚇及傷害。此裝置對(duì)蚯蚓而言是一個(gè)安靜的半封閉空間，避免蚯蚓在玻璃板上四處爬行產(chǎn)生的干擾。因此改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)比較嚴(yán)格地遵循對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置的單一變量原則，可以使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法。

4.2培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成定量實(shí)驗(yàn)，需要參與的學(xué)生實(shí)事求是地測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、匯總、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果、用科學(xué)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和生物科學(xué)探究能力。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)了小組合作進(jìn)行探究的過程，激發(fā)了他們主動(dòng)參與的積極性，收獲了成功的體驗(yàn)。

4.3實(shí)驗(yàn)材料簡單

實(shí)驗(yàn)中使用到的玻璃燒杯和擦鏡紙，為實(shí)驗(yàn)室裝備的常用器材，十分容易獲取，制作過程也相當(dāng)簡單，有利于實(shí)驗(yàn)的大規(guī)模開展。改進(jìn)后的裝置可以反復(fù)利用，清洗也非常方便，可以保持實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的干凈衛(wèi)生，降低了實(shí)驗(yàn)的成本。

5實(shí)驗(yàn)反思

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后取得了明顯的實(shí)驗(yàn)效果。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以觀察到蚯蚓在玻璃燒杯光滑一側(cè)向上爬行比較困難，稍向上爬行一段距離就滑落下來，不斷蠕動(dòng)、伸縮，運(yùn)動(dòng)受到較大限制;而在粗糙的一側(cè)，蚯蚓爬行非常順暢，很快向上運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)象對(duì)比十分明顯。學(xué)生參與了科學(xué)探究的完整過程，學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)控制單一變量的科學(xué)方法，培養(yǎng)了科學(xué)探究能力、發(fā)展了科學(xué)思維。但是在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和發(fā)展科學(xué)思維是循序漸進(jìn)的過程，不是一蹴而就的。教師要盡量將課本實(shí)驗(yàn)貼合教學(xué)實(shí)際，進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，充分發(fā)揮生物實(shí)驗(yàn)的學(xué)科教育功能，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李沁晏.“觀察蚯蚓的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].生物學(xué)通報(bào)，2017，（8）：52-53.

[2]王娣英.“觀察蚯蚓的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的探索和改進(jìn)[J].生物學(xué)通報(bào)，2017，（8）：54-55.

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