關于探究“光對鼠婦生活的影響”的實驗改進

賈　勇　王傳玲

摘要探究“光對鼠婦生活的影響”的實驗是初中生物學新教材的第一個探究活動，對學生探究能力的培養具有重要作用。但是，選擇用鼠婦做實驗也有其局限性，針對此問題進行了探索。

關鍵詞探索實驗實驗改進鼠婦

中圖分類號G633.91文獻標識碼B

探究“光對鼠婦生活的影響”的實驗是初中生物學新教材的第一個探究活動，對學生探究能力的形成具有舉足輕重的影響作用。恰到好處的探究實驗，能為學生的嘗試學習和發現學習拓展思維的空間，也能為學生創新能力的培養開辟一片綠地。但是，用鼠婦做實驗也有其局限性。實際實驗教學中存在哪些局限性?怎樣來改進呢?筆者通過長期的思考和探究，解決了這些問題。

1原實驗材料——鼠婦的局限性

新教材設計的實驗材料是鼠婦，此生物分布廣泛，極易尋找，適應溫度在30℃左右，晝伏夜出，具負趨光性、假死性，受到驚嚇后會卷曲成團，是一種理想的實驗材料。但是筆者通過多次的失誤實驗分析，發現用鼠婦做實驗材料也有其局限性，如果操作不當，實驗得不到正確的結果。

1.1對光照易適應，結果會恰得其反

早在2003年，筆者第一次與學生用鼠婦做該實驗時，學生們按設計方案把10只鼠婦隨機均分兩份，暗處中央放置5只，明處中央放置5只，然后每隔1min統計1次共10次，取最后一次全班的平均值，結果如表1。

全班10個小組，10個小組得出的實驗結果和實驗結論與假設的結果和結論恰好相反，集中到明亮處的鼠婦比暗處的多。只有一個小組的結論與假設相符，最后求出的全班平均值：光亮處7.4，暗處2.6。得出的實驗結論是鼠婦喜歡明亮的環境。為什么會出現這種情況呢?是操作環節出了問題，還是實驗材料采集的不對?都不是!原來，在收集鼠婦時，出現偏差的實驗小組是用透明的礦泉水瓶裝的鼠婦，而得出相符結論的小組用的卻是褐色瓶子。這是否是導致實驗失敗的因素呢?

課后我進行了驗證，把從同一個地方捕捉的鼠婦隨機分成兩組，一組放在透明容器內，另一組放在暗容器內，過一段時間(如3h)后，同時重復上述實驗。果然如此，鼠婦雖然喜歡生活在陰暗的環境中，但如果長時間處在明亮的環境中，就會對明亮的環境產生適應性。因此，在采集鼠婦時，要選用暗色、不透光的容器盛裝。筆者與全縣其他生物教師交流了這一發現，避免了該問題的出現，確保了實驗結果的準確性。

1.2對溫度變化敏感，低溫會影響實驗結果

鼠婦喜歡溫暖的環境，在氣溫30℃左右表現的活潑好動，即可進行實驗探究。可是，初一新生開學的時間通常是9月初，加之軍訓一周，學生做此實驗的時間一般在9月底或10月初，此時北方的氣溫會有所下降。

今年9月底的一次全市優質課評選的課題恰好包含該實驗，又讓我發現了鼠婦的另一個局限性。當時講課時的天氣恰逢降溫，白天的氣溫下降到16℃。學生們也是按教材的設計方案把10只鼠婦隨機均分兩份，暗處中央5只，明處中央5只，然后每隔1min統計1次共10次，取最后一次全班的平均值，結果明亮處和暗處約為1:1。

在參加該課題講課的11人中，有10人的實驗都未成功。這又是為什么呢?

原來把鼠婦放進實驗裝置后，鼠婦多擠在一起，或四角朝天，或縮成一團，或原地不動，既不趨向陰暗，又不趨向明亮。課后，我把他們的實驗材料帶到溫暖的環境中再重復實驗，效果就變得非常明顯了。由此，我發現鼠婦對溫度的變化非常敏感，這對9月底或10月初北方地區的正常教學造成很大的影響。如果遇上寒流降溫，用鼠婦來作實驗就不理想了。

1.3實驗器物周圍環境的變化，也會影響實驗效果

1.3.1實驗盒內部顏色的影響

不僅采集用的容器是否透光是影響因素，而且實驗用的容器是否透光也是很大的影響因素。新教材中要求用鐵盤，可是多數實驗室和學生家中沒有。用塑料解剖盤不是很好嗎?可是實驗效果并不理想。后來到網上搜索資料才發現，原來鼠婦的復眼在頭部的下方，對周圍光線的敏感程度比對頂部光線的敏感程度還高。而無論解剖盤、還是紙盒，不是透光就是里面是白色，從而影響了實驗效果。怎樣來改進內部是白色的實驗盒呢?可以用黑色卡紙貼在容器的底部和四周來確保實驗效果。

1.3.2濕土的影響

鼠婦喜歡生活在潮濕的土壤中，為了使實驗盡量保持在自然環境下進行，實驗容器內要放上部分濕土。可是，過濕鼠婦會因窒息而死亡；過于，鼠婦也會因缺水而死亡。況且，土壤中需要加水的多少很難把握，而且實驗過程中鼠婦一旦鉆到土中，則會影響實驗數據統計的準確性。

1.3.3光線強弱的影響

在實驗過程中，難免會遇上一早一晚、陰天下雨、停電等光線較暗的情況。在這樣的環境下，同樣的實驗裝置，黑暗和明亮的對比度則不是很明顯。因而鼠婦的趨、避光也就無所適從了，實驗效果可想而知。如何應對呢?可以用手電來增強光照。不過，盡管教師強調注意事項，要垂直照射明亮處，不能亂晃動，但十一二歲的孩子在好奇心和頑皮心理的驅使下，仍然避免不了用手電筒照暗處的鼠婦，更避免不了亂晃動手電，從而影響了實驗的效果。

影響鼠婦實驗的因素有多種，有沒有鼠婦的替代品來避免呢?有，這就是黃粉蟲。同樣是在今年9月底舉行的全市優質課評中，雖然當時的氣溫較低、光線較暗，但是卻有一位講課的教師因使用黃粉蟲作為研究對象而取得了該實驗的成功。學生們也是按相似的設計方案把10只黃粉蟲隨機均分兩份，暗處中央放置5只，明處中央放置5只，然后每隔1min統計1次共10次，取最后一次全班的平均值，結果明亮處和暗處約為2:8，實驗取得了成功。

2替代實驗材料(黃粉蟲)的優勢

為什么用黃粉蟲替代鼠婦進行實驗能夠取得成功呢?經過多次探索實踐，筆者發現用黃粉蟲幫實驗能克服以上種種影響因素，效果非常不錯。主要有以下幾點優勢。

2.1黃粉蟲的耐受性強，材料易得、易找

黃粉蟲又叫面包蟲，在昆蟲分類學上隸屬于鞘翅目，擬步行蟲科，粉蟲甲屬。黃粉蟲的發育屬于變態發育，一般發生3-4代，世代重疊，無越冬現象，冬季仍能正常發育。適宜的溫度為13℃-30℃，在13℃以上開始取食活動。耐干旱，濕度不低于40％都能正常生活，喜群居，喜暗光，黃昏后活動較盛。黃粉蟲非常容易飼養，食麥麩和蔬菜。同時，黃粉蟲是喂養經濟動物的常用飼料。因此，大多數的魚店、鳥店等寵物店均出售活的黃粉蟲；并且經擠實惠，2元錢就能買100多條，是理想的實驗材料。黃粉蟲的這些特性，使得無論春夏秋冬、溫度高低、下雨陰天，此實驗都能不受影響地順利進行。

2.2材料多樣，發散思維，培養學生的創新能力

新教材設置“探究光對鼠婦生活的影響”的實驗目的是以此為載體，使學生們理解非生物因素對生物生活的影響，并且學會探究的一般過程和基本方法，理解在對照實驗中如何控制變量和設置變量是關鍵和重點。

實際上非生物因素有很多，受影響的生物也很多，能夠選擇的研究對象和因素也很多，只要能實現研究目的即可。對于此實驗，教師可以用黃粉蟲作替代品，也可以用其他生物；既可以探究“光”這種非生物因素，也可以探究“水、空氣、溫度”等其他非生物因素的影響。

實驗設計方案因材料和條件的不同而異彩紛呈，合理利用，會成為培養學生創新思維能力最亮麗的一筆，更能體現一綱多本的思想。

正如《新課標》第四部分實施建議中關于課程資源的開發和利用中，明確指出教師應積極開發和利用各種課程資源，改變僅僅依靠教科書開展生物教學的傳統做法。我國幅員遼闊，不同地區的環境資源差異很大，生物學教師應因地制宜，充分發揮當地的特色資源優勢；材料內容的選擇應具有一定的彈性和靈活性，以適應不同地區、不同學校辦學條件的差異性和學生個性化、多樣化發展的需要。只有因材施教，才能促進每個學生的充分發展，從而有效落實“面向全體學生、提高生物科學素養、倡導探究性學習”的新理念。