探究“群居動物一般具有社群行為”的教學組織

李小燕　孫雪巍　薛　紅

（1北京市第九中學分校　北京　100041　2首都師范大學附屬蘋果園中學分校　北京　100041 3北京教育學院石景山分院　北京　100043）

以《義務教育生物學課程標準》中提出的倡導探究性學習，提高學生生物科學素養的基本理念為指導思想，采用課下實驗探究與課上匯報相結合的教學策略，引導學生學習動物的社群行為，促進了學生對“群居生活可以使動物更好地適應環境，有利于動物生存”的理解，有效落實了新課程理念。

課前調查發現，學生能夠舉例說出自然界中的群居動物，例如螞蟻、獅子、狒狒等，知道同一蟻穴中的螞蟻是有分工的，知道獅群、狒狒群中的等級現象，這些都是學習本節課知識的基礎。但是學生對于“社群”這個概念并不了解。

通過本節課的學習，希望學生能夠對社群及社群行為形成科學的認識，培養主動探究的習慣，并實現以下教學目標。

1　教學目標

1）知識目標：舉例說出3～4種常見的具有社群行為的動物；舉例說出社群行為一般包括等級現象和通訊行為；舉例說出常見的社群動物的通訊方式；結合實例說出社群行為對動物生存的意義。

2）能力目標：嘗試用觀察法和實驗法研究“螞蟻的通訊 ”；通過“探究螞蟻通訊方式”的實驗，進一步提高實驗探究能力、分析能力、語言表達能力。

3）情感態度與價值觀目標：認同合作與交流對于社群動物的重要性；通過對動物社群行為的學習，學生能夠以科學的態度認識生命世界，認同群體的力量大于個體，增強集體意識；通過實驗探究，學生能夠逐步養成科學思維的習慣，培養認真嚴謹、實事求是的科學態度。

2　教學重點和難點

重點：1）群居動物一般具有社群行為；2）社群行為包括等級現象和通訊行為；3）具有社群行為的群居動物通常會有多種通訊方式。

難點：實驗法研究螞蟻的化學通訊。

3　教學過程

3.1創設情境

步驟1：教師播放一組群居動物（獅子、狒狒、螞蟻、魚、企鵝、蝗蟲）的視頻資料。提出3個問題：1）視頻中出現了哪些動物？2）這些動物在生活習性上有一個共同點是什么？3）這些群居動物內部成員的關系有何差異？

提問的目的是吸引學生的注意力，學生通過回答前2個問題，能夠明確本節課學習的主題，第3個問題的目的是引出社群中的等級現象，為幫助學生理解教材中提到的“群居動物一般具有社群行為”做好鋪墊。

3.2獲取新知識

3.2.1等級現象

步驟1：教師播放視頻資料《狒狒群中的等級現象》，并提出問題：狒狒群內成員的地位有何差異？

學生通過觀看視頻歸納狒狒的群體中存在森嚴的等級現象，地位最低的是雌狒狒和小狒狒；稍高一些的是其他成年雄狒狒；等級最高的是一只成年雄性大狒狒。

教師講解：這種等級現象主要表現在首領狒狒享有優先權，并且負責整個群體的行動方向，不過它也承擔重要責任，率領其他雄狒狒保護狒狒社群的安全。由此可見狒狒的群體中不但有等級現象，也存在合作關系。

教師追問：這種優勢等級是如何形成的？

在學生回答的基礎上，教師解答：這種等級主要是通過個體間的爭斗形成的，等級一旦形成，在一定時期內處于各個等級的個體都會安于現狀。

步驟2：為了鞏固學生對于等級現象的認知，教師繼續追問1：還有哪些群居動物也具有這樣的等級現象？

教師在學生回答的基礎上出示圖片，雞群中的啄序現象也體現等級優勢。

教師解答：在生物學中，像狒狒、雞群這樣，生活在一起的動物群體內形成一定的等級，像一個小社會一樣稱為社群，因此狒狒這樣的群居動物也稱為社群動物，在一個社群內，具有一系列社群行為。等級現象就屬于社群行為的表現之一。

步驟3：教師追問：剛剛播放的視頻中除狒狒外，還有哪些動物也具有社群行為？為什么？

學生分析：獅子、螞蟻都具有社群行為，在它們的群體中，不但有等級現象，更有分工與合作現象。

教師分析：鳳尾魚也具有社群行為，不過在它們的群體中，分工合作更加明顯。

展示圖1：鳳尾魚群在開闊水域中，魚群中的成員可根據環境條件的不同改變隊列。

圖1

步驟4，小結性提問：如何判斷群居動物是否具有社群行為？

學生解答：只有具有分工、合作現象的群居動物才具有社群行為。繼而形成“群居動物一般具有社群行為”這一重要的生物學概念。

3.2.2通訊方式

教師提出過渡性問題：社群動物彼此之間如何進行信息交流與傳遞，以確保整個社群有條不紊、井然有序，形成有機整體？啟發學生深層次思考，引出社群行為中的通訊行為。

步驟1，教師展示圖片：螢火蟲的光信號；鳥的鳴叫，提問：請判斷這2種動物如何進行信息交流？

學生回答：螢火蟲通過發光吸引異性、鳥類、獸類等通過發出不同的聲音傳遞不同信息。

教師繼續追問：螞蟻采用何種方式進行通訊？

步驟2：實驗探究“螞蟻的通訊方式”。

關于該探究實驗，教師將其分為2個階段完成。第1階段為：全班討論實驗原理和實驗方案1，學生利用課余時間，根據自家居住小區的具體環境，修改并實施方案，撰寫完整的實驗報告，具體實驗裝置如圖2。

圖2　實驗裝置圖

實驗完成后，有些學生提出質疑：螞蟻是否會記住食物所在的位置？

于是教師鼓勵提出質疑的學生，自己設計實驗進行驗證。圖3是學生自己設計的實驗裝置圖。

圖3　學生設計的實驗裝置示意圖

實驗后學生得出結論：螞蟻確實可以記住食物所在的位置。

在自主設計實驗的基礎上，學生對實驗方案進行再次補充，在實驗方案1的基礎上，增加一個步驟，具體實驗裝置見圖4。

圖4　實驗裝置圖

第2個階段在課堂中進行，選擇優秀代表與全班學生交流分享自己的實驗成果，得出結論（圖5）。

圖5　學生分享實驗成果

步驟3，教師提出設問：螞蟻是否真能在地上留下某些物質作為標記？螞蟻是如何留下這些物質的？（這2個問題是學生在實驗過程中提出的）

教師播放2段視頻《科學家研究螞蟻信息素的方法》和《螞蟻留下的信息素》，教師提問：科學家的實驗能證明什么？學生解答：螞蟻的腹部可以分泌一些物質作為標記。教師講解：科學家通過研究發現，當螞蟻找到食物返回巢穴時，會從腹部分泌信息素留在路上，其他螞蟻通過觸角識別信息素的氣味，找到這些食物并將其搬回巢穴。像螞蟻這樣依靠分泌的化學物質（稱為信息素），借助動物的嗅覺等進行信息傳遞的通訊方式稱為化學通訊。

步驟4，教師小結性提問：通過螞蟻行為的一系列實驗研究得到什么啟示？

學生解答：我們的系列實驗體現了科學實驗的研究過程，從提出問題到解決問題，再到發現新的問題，體現了持續不斷的科學研究過程。

3.2.3群居對動物生存的意義教師引領思考：在實驗中發現，對于蟻群來講，哪怕只有1只螞蟻找到食物，它們都可以通過化學通訊的方式使整個蟻群獲得食物,由此可見群居對于動物的生存有什么意義？學生通過觀看《鳳尾魚避敵》、《貓鼬站崗警戒》的視頻資料和分組討論，歸納群居對于動物生存的意義，在此基礎上，教師再次追問：群居的生活方式是否沒有局限性？引導學生辯證地看待群居生活對于動物的生存既有有利的一面，又有一定局限性的生物學觀點。

3.3歸納總結教師提出3個小結性問題，引導學生整理本節課所學知識：

1）如何判斷群居動物是否具有社群行為？社群行為主要包括哪些行為？

2）嘗試分析人是否具有社群行為？

3）通過今天的學習，為你能更好地在人類社會中生存，帶來哪些啟示？

通過這樣的問題，一方面可以引導學生整理本節課所學習的主要內容；另一方面更想引導學生深入思考：人類社會也符合社群動物的特征，不過較之更為復雜，因此作為生物個體的我們該如何處理好人與社會的關系，以更好地融入社會？

4　教學反思

4.1創新之處

1）新增實驗“螞蟻的通訊方式”的探究，學生體會到科學研究是一個不斷探索的過程，當一個問題解決后新的問題就會產生。同時學生在設計并獨立完成實驗的過程中，既可以提高他們的實驗探究能力、分析能力、獲取信息的能力，又能夠體驗到科學探究的樂趣，逐步形成生物學科學素養。

2）組織學生開展系列“探究螞蟻的行為”實驗，從提出問題，到設計實驗、完成實驗并記錄實驗現象、分析現象得出結論，最后提出新的問題，開始新的實驗探究，最后撰寫實驗報告。這些都是由學生通過分組討論并獨立完成的，教師只是作為一名參與者參加到學習過程中。在整個探究活動中，學生能夠從科學研究的視角觀察和研究螞蟻的行為，能夠真實感受到生命科學作為科學課的學習過程，能夠深切體會到科學研究是一個持續不斷的過程。

3）選擇了恰當、直觀的視頻資源，既可以起到啟發、引導的作用，更可以讓學生體會到科學家科學的研究方法和巧妙的實驗設計，加深學生對知識的理解。

4.2不足之處由于課堂時間有限，雖然全班學生課下都進行了分組實驗，但是在課堂上展示交流的學生較少，如果條件允許應該讓更多學生展示自己的實驗成果，談一談在實驗過程中的困惑、驚喜、收獲、體驗，會更加激發學生主動參與學習探究活動的積極性。

［1］中國人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2011年版）.北京：北京師范大學出版社，2012.

［2］田春華.“探究螞蟻的通訊”實驗改進.生物學通報，2006，41（8）：32.

［3］尚玉昌.動物行為學.北京：北京大學出版社，2014:287.