基于檢索表的拓展實驗設(shè)計及啟示

張杏娟 張晶

檢索表在我國中學生物教學有所涉及，但尚無系統(tǒng)的讓學生掌握這一重要研究方法的實驗。《義務(wù)教育生物課程標準》要求學生掌握“科學地將生物進行分類，弄清生物之間的親緣關(guān)系”這一重要概念。同時，在教學中，建議進行認識植物并掛牌活動，以便通過辨認植物的活動，掌握不同植物的主要特征。人教版初中生物教材中，列舉了動植物的分類，但尚無檢索表的使用與編制內(nèi)容。倘若在現(xiàn)有教學內(nèi)容的基礎(chǔ)之上，拓展一個運用檢索表的實驗，能有助于學生依據(jù)生物之間的親疏關(guān)系，系統(tǒng)的將某些生物進行分類。因此，有必要汲取國外優(yōu)秀實驗資源，以發(fā)展我國生物課程實驗部分。

下面以美國中學生物核心教材“Biology”中的 “建立一個鑒定生物檢索表”實驗為例，作一簡要介評。

一、“建立一個鑒定生物檢索表”實驗

1. 簡介

2007年5月，科學家和志愿者們聚集在美國華盛頓特區(qū)滾石希臘公園參加一個生物限時尋——24小時調(diào)查公園的物種。團隊4個小時輪班一次。在24小時內(nèi)，在公園里共鑒定出超過650個物種！

整個團隊成員來自不同的領(lǐng)域，包括鳥類、昆蟲、真菌和植物等方面的專家。專家們利用檢索表幫助他們鑒別發(fā)現(xiàn)的生物。

在這個實驗中，首先你會用一個檢索表來鑒定鯊魚。檢索表是根據(jù)一對直觀的特征陳述建立的。使用者要從兩個特征中選出描述最符合的。按照檢索表上的步驟，使用者逐漸縮小范圍，最后確定到某種生物。在你學會使用檢索表之后，你要為一組生物設(shè)計一個檢索表。

2. 問題討論

（1）觀察：寫出三種用在檢索表中的鯊魚生理特征。

（2）分類：你所鑒別的鯊魚都屬于同一個屬嗎？解釋原因。

（3）概念運用：當你列出了一系列用在檢索表中的生理特征之后，你怎么決定哪個特征用在檢索表的第一步呢？

3. 實驗步驟

（1）學習使用一個二歧分類檢索表

①在你鑒定鯊魚之前，你需要了解一些鯊魚的解剖學特征。圖1是一個鯊魚的簡圖，圖中列出了不同位置的鯊魚鰭。請參考圖1，根據(jù)檢索表鑒定出圖2中的鯊魚。

②在圖2中選擇一個鯊魚簡圖。首先查閱檢索表中1a和1b的表述，其中一個表述符合你選的鯊魚的特征，另外一個不符合。選擇一個能夠準確描述鯊魚特征的描述，按照指示繼續(xù)。

③繼續(xù)按照檢索表中的信息檢索直到你鑒別出物種。把鯊魚的學名和俗名寫在記錄表中。

④重復步驟2和3，鑒定出圖2中的其它鯊魚。

（2）構(gòu)建一個二歧分類檢索表

你將研究一組生物，例如蝸牛、鳥、羚羊、嚙齒動物，或者觀賞魚等。你需要查閱關(guān)于物種帶插圖的書籍或網(wǎng)頁。

①選擇一組生物。列出在這組生物中普遍存在的特征。

②從這組生物里選擇6—8種，在紙上畫出8種生物的簡圖。用字母分別給每個簡圖做標記，在對應(yīng)的字母旁寫出該生物的學名和俗名。

③參考鯊魚檢索表，在空白處為你選擇的這組生物建立分類檢索表。

④檢驗二歧檢索表的實用性。讓另外一名同學利用你構(gòu)建的檢索表鑒別你所畫的生物簡圖。

4. 分析與推斷

（1）推理：如果你要用檢索表來鑒別10種不同的鯊魚，檢索表應(yīng)該怎樣修改？

（2）評價：在構(gòu)建分類檢索表的過程中，哪一部分你遇到的挑戰(zhàn)最大？

（3）推理：假如你有一組真的生物而非簡圖，你認為還有什么特征可以作為構(gòu)建分類檢索表的依據(jù)？

（4）比較：鯊魚二叉檢索表把3種缺少臀鰭的鯊魚歸為一組，但進化分支圖表明其中一種鯊魚（格陵蘭鯊）與有臀鰭的七鰓鯊親緣關(guān)系更密切，這告訴我們什么？

（5）分類檢索表與生物進化分支圖有什么區(qū)別？

（6）得出結(jié)論：用來構(gòu)建檢索表的生理特征與用來構(gòu)建進化分支圖的特征相比有哪些局限性？

（7）推理：本實驗中的檢索表可以把生物鑒定到種的水平。能用檢索表把未知生物歸類到林奈分類系統(tǒng)的更高水平嗎？為什么可以？或者為什么不行？

5. 拓展研究

在課本或參考書中找到一個列出衍生特征的進化分支圖。哪一個衍生特征可以作為依據(jù)用在分類檢索表中？哪些不能？為什么？

二、思考與建議

通過對比中美兩國在生物分類方面的實驗內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)美國二歧分類檢索表相關(guān)的實驗設(shè)計具有一定的參考價值。

首先，建議在現(xiàn)有教材中，通過概念圖對事物進行分類的基礎(chǔ)上，為進一步提高學生獲取信息的能力，建立系統(tǒng)辨別動植物的能力。可先教給他們獲取信息的方向，識別動植物的途徑或?qū)W習工具，例如生物檢索表的使用與編制方法，以幫助他們構(gòu)建較為完整的生物專業(yè)知識與能力。更重要的是，在這個學習的過程中，讓學生體會嚴謹而縝密的科學思維的重要性。

其次，在實驗設(shè)計過程中，應(yīng)由淺入深。從學生學會利用二歧分類檢索表，查出所要鑒定生物的名稱，再到要求學生學會編制簡單的檢索表；從初步了解方法到運用新知解決問題，再到更深層的設(shè)計、評價的科學思維訓練。

特別需要注意的是，在實驗后設(shè)置適當?shù)膯栴}是訓練學生思維的重要方式。可在實驗設(shè)計中增加對比、推理、評價等方式的問題。