生物黄春晓水迷宫在探究动物学习行为中的应用 - 厦门一中.DOCVIP

水迷宫在探究动物学习行为中的应用 黄春晓 (福建省厦门第一中学 361003) 张锋*（福建省普通教育教学研究室 350003） 摘 要本文简要介绍不同类型的水迷宫在初中生物学教学内容“探究动物学习行为”中的应用，学生通过不同类型水迷宫中小鼠的逃离时间的统计及反应的观察，总结出小鼠学习行为的规律和特点。本探究过程不但丰富和完善了初中教材的相关内容，使得探究实验的操作性更强，还在一定程度上挖掘了探究过程中的育人价值。 关键字 水迷宫 小鼠 学习行为 动物行为研究与生命科学中许分支学科相互渗透3-4次左右的“错误”后会径直游向出口，前期训练时间大大缩短，为实现课堂探究提供了保证[1]。另外由于小鼠记忆力强，随着实验次数的增加，出现“错误”的次数大大减少，无法满足不同班级学生开展探究，虽然可通过购买更多的小鼠来解决这一问题，但却并不是最佳方法。本文则从另一角度出发，进一步对水迷宫进行全新改进，将常见的内部固定隔板设计为可任意组装拆卸型隔板，灵活多样的迷宫有效解决了全年级学生实验用鼠多的问题。 在这一探究活动中，学生不仅可以观察到小鼠出于“本能”的逃生，还可看到它们迅速地判断“错误”进而“尝试”学习新行为的过程，同时组装型水迷宫又为学生自行设计和实施实验方案提供了保证，不管是简单型的水迷宫还是复杂型的水迷宫，基本上都可在一节课内完成探究全过程。 3 水迷宫探究的重难点 本实验的重点内容是根据实验数据，得出小鼠逃离水迷宫的学习行为的建立过程。在探究过程中，首先布置学习任务驱动学生对第一只小鼠的实验数据进行分析，发现逃离时间越来越短的规律，进而设计附加问题引导学生对能否根据一只小鼠的结果直接得出结论产生质疑，引发学生主动探究不同小鼠“尝试与错误”的学习过程，从而认识到小鼠逃离水迷宫的行为是后天获得的，并且受到遗传因素的影响。以此组织最佳的有序累积过程抽象思维 本实验探究的难点之一是从探究活动中提炼概念关键词，总结形成学习行为概念。此处可采用探究活动与实例分析相结合的方法引导学生进行突破，如学生能够根据不同小鼠的实验数据说出同种动物不同个体的学习能力有差别，但却无法直接说出遗传因素的决定作用，此时可借助实例人类不能像小鸟一样飞翔引导学生提炼遗传因素这一关键词。难点之二是小组合作现场设计简单而合理的迷宫通路。由于提前出示迷宫线路图可能会在一定程度上限定学生的发散思维，因此教师无法借助图片直观展示迷宫的设计要求，这就需要教师在提出迷宫路线的具体设计要求后，加强巡视各小组的讨论思路，及时提供指导和帮助，为在有限的课堂时间内完成探究全过程提供保证。 4 实验探究过程 4.1 准备实验动物：到大学实验室购买出生十四周的实验专用小白鼠十只（其中一只备用），置于铺有除臭木屑的29cm×18cm×14cm的饲养笼中，自由进食、饮水[2]。 4.2 制作“水迷宫”：购买九个60cm×47cm×38cm塑料储物箱（每个班级划分为九个合作小组），分别在每个储物箱中安装26个用于固定通路隔板的卡槽（图1和图3），出口隔板（示意图中灰色方块位置）的高度约21cm，水深约20.5cm。准备其他材料：秒表、胶皮手套、25℃左右的温水。 图1 水迷宫卡槽 图2 某小组设计的水迷宫 图3 水迷宫卡槽示意图 图4 某小组设计的水迷宫示意图 4.3 引导学生设计简单、合理的水迷宫：小组合作设计水迷宫，在保证小鼠短时间内找到出口的同时，左转和右转通道的数量应基本一致。小组成员根据设计的路线图安装水迷宫隔板（图2和图4）。全班9个实验组分简单水迷宫（7组）和复杂水迷宫（2组）两种类型进行设计，复杂水迷宫较简单水迷宫多出部分转弯通道。（将常见的迷宫内部固定隔板改进为可任意组装拆卸型隔板，各小组合作设计迷宫，为学生提供选择的机会，不压抑和轻视学生的想法和做法，有效激发探究欲望。） 4.4 明确实验分工：每组成员各负其责，一名小鼠管理员负责小鼠的投放和接收，一名计时员负责计时，一名记录员负责时间的记录，一名观察员负责观察小鼠行为的变化。 4.5 布置实验任务一：①记录1号小鼠五次成功逃离水迷宫的时间，填写表格。②要求学生对实验数据进行分析，找出规律。 4.6 引导学生质疑：①能否根据一只小鼠的结果直接得出结论？你认为怎么做更准确？②选用不同小鼠做实验，有什么意义？ 4.7 布置实验任务二：①分别记录2号和3号小鼠五次成功逃离水迷宫的时间，填写表格。②要求学生对实验数据进行再分析。 4.8 布置课后实验任务：设计更加复杂的水迷宫进行实验。 5.实验结果与分析 实验结果见记录表1 表1 某小组（简单水迷宫）记录的不同小鼠成功逃离水迷宫耗时情况 编号 第一次 第二次 第三次