初中生物教學中進行探究性實驗教學的策略

張愛花

（河北省張家口市宣化第二中學，河北 張家口 075100）

一、以“探究螞蟻的覓食行為”的實驗教學為例

筆者選取“動物的行為”為例，分析初中生物探究性實驗教學如何從紙上談兵到實戰(zhàn)演練。動物的行為是動物適應其生活環(huán)境所表現(xiàn)出來的各種動作，動物的行為對動物的生存和發(fā)展有利。教材安排了探究螞蟻的覓食行為的探究性實驗，目的在于讓學生初步掌握探究動物行為的方法。教材中提出的問題：“螞蟻的覓食行為與食物的氣味和顏色有關嗎？”很多教師在進行這部分內(nèi)容的教學時，常常只停留在教學設計上，即紙上談兵。當討論出實驗方案后，教師往往會因為時空限制把實驗放在課后，或根本不實施，即沒有實戰(zhàn)演練。

這個探究性實驗看似簡單，但在實際實驗設計、實施的過程中存在諸多問題，對于培養(yǎng)學生探究自然界奧秘的能力和鍛煉學生進行科學思維具有非常重要的作用，因此非常值得開設。但如何讓學生在課堂上設計完實驗后還能動手做實驗，即從紙上談兵到實戰(zhàn)演練，一直是筆者非常困惑的問題。

（一）探究實驗存在的問題

在實際準備的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)該實驗難以完成的主要原因如下：（1）實驗的可操作性，要在課堂上觀察螞蟻在自然狀態(tài)下的覓食行為是非常困難的，只能模擬自然情況。且上課時，已經(jīng)是深秋時節(jié)，很難捕捉到螞蟻，學生也很難在課下觀察到螞蟻的覓食行為。（2）實驗的可控性低：實驗時，螞蟻四處活動，不受控制，不斷有螞蟻試圖逃走。（3）實驗結果與常識相悖：很多螞蟻聚集在食鹽一側，并不像想象的那樣聚集在糖的一側，令師生感到非常的困惑。

二、解決方案

（一）獲取實驗材料

為了解決實驗材料難以獲取的問題，筆者曾組織學生在校園里尋找螞蟻。由于時值深秋，溫度較低，捕捉來的螞蟻數(shù)量很少。筆者將學生捉來的螞蟻放在一個桶里喂養(yǎng)，第二天早晨發(fā)現(xiàn)僅有少數(shù)幾只螞蟻存活，大部分螞蟻死亡，后來得知是因為不同種群的螞蟻聚集在一起存在斗毆現(xiàn)象。如何得到一定數(shù)量同一種群的螞蟻成為了個難題，最后網(wǎng)購了幾十管螞蟻，每管10只。這些螞蟻來自同一種群，因此相安無事。

螞蟻在運輸?shù)倪^程中，靠管子兩端的海綿里浸的糖水為生，到貨之后由于長途跋涉螞蟻比較虛弱，所以不能立即開展實驗，需要飼養(yǎng)一段時間。

（二）設計實驗方案

學生以小組為單位，提出自己想探究的關于螞蟻覓食的問題。如螞蟻的覓食行為是否和食物的氣味、顏色、形狀、大小等因素有關？由于時間有限，課堂上統(tǒng)一探究“螞蟻的覓食行為與食物的氣味有關嗎”這一問題。教師引導學生作出假設，制定具體的實施方案。待課堂上實驗操作完成后，學生在課后就有能力科學地設計方案，完成其他探究。

（三）實驗結果與常識相悖

實驗裝置準備完畢后，學生們興致勃勃地開始實驗了。他們都想當然地認為，螞蟻肯定爭先恐后地向蘸有糖水的海綿處聚集。可是當觀察到實驗結果時，學生都困惑了。很多小組的螞蟻在實驗后紛紛向蘸有鹽水的海綿處聚集，反而糖水處無蟻問津。這是為什么呢？

查閱資料發(fā)現(xiàn)，所有動物從螞蟻到人類都需要鹽來維持其身體神經(jīng)和肌肉的活動性以及水分的平衡。在滿足了身體對于鹽分的基本需求之后，螞蟻才會去覓食糖食獲取能量。網(wǎng)購的螞蟻在學生養(yǎng)殖的過程中只喂養(yǎng)了清水和糖水，因此在實驗時才會由于身體的需要優(yōu)先選擇了蘸有鹽水的海綿。尋找到原因后，學生在接下來的喂養(yǎng)過程中，每天給螞蟻添加了少量鹽水，滿足其基本需求。課堂開展實驗時，螞蟻的覓食行為終于和人們的常識吻合了，紛紛向蘸有糖水的海綿處聚集。

三、創(chuàng)新之處

（一）實驗材料上進行的創(chuàng)新

筆者經(jīng)過反復實驗后認為，螞蟻從野外被捕捉到實驗室，由于受到驚嚇而逃生或首先忙于筑巢等過程，根本無暇顧及覓食。不同種群的螞蟻聚集在一起相互爭斗，存在大批量死亡現(xiàn)象。為了保證能夠在課堂開展實驗，筆者采納了學生的建議從淘寶購買螞蟻。收到螞蟻后，不能立即開展實驗，需要喂養(yǎng)一段時間讓螞蟻適應所在的環(huán)境。在喂養(yǎng)過程中需要提供充分的水分、鹽分、糖分，滿足螞蟻的正常生命活動的需要。之后筆者在淘寶上先后購買過天竺葵、草履蟲、水蚤等生物材料，盡可能地保證每個探究性實驗的順利開展。

（二）實驗方法上進行的創(chuàng)新

螞蟻在自然狀態(tài)下的覓食行為和課堂相比更加真實，效果也更明顯。但由于教材安排的實驗已在深秋，自然狀態(tài)下螞蟻很難尋覓，因此網(wǎng)購了螞蟻在課堂完成該實驗。雖然該實驗在課堂完成，但是實驗裝置應該盡可能地接近自然狀態(tài)，才能夠得出更為科學的實驗結論。但是實驗時發(fā)現(xiàn)，螞蟻并不會如所預期的那樣行動，會四處逃竄，似乎求生的本能大大超過了覓食的需求。學生選擇用手去捉準備逃逸的螞蟻，用毛筆去趕，但效果都不理想。盒壁涂上了螞蟻防逃脫液后，螞蟻只能在盒底活動后，開始尋覓食物。看似簡單易操作的實驗，在實施的過程中，會遇到各種各樣的問題，如實驗的可操作性、設計的合理性、現(xiàn)象的科學性等問題，需要教師勇于改進實驗，即要有勇氣；善于思考問題、觀察生活、聯(lián)系生活，即要有靈氣；善于集中集體的力量，共同解決問題，即要有人氣。

（三）實驗評價上進行的創(chuàng)新

上課時，該實驗進行了10 min。大部分學習小組觀察結果一致，但也有些小組的實驗結果與預期不一致，如有些螞蟻一直徘徊不前，或到處轉(zhuǎn)動，或選擇了蘸有鹽水、清水的海綿。教師不要急于總結實驗結論，可以實施延時評價，讓學生把實驗裝置放到抽屜里，繼續(xù)上課，待下課時再拿出來再次觀察，此時發(fā)現(xiàn)大部分螞蟻聚集在蘸糖水的海綿上。

下課后，學生可以利用該實驗裝置繼續(xù)完成其他探究實驗。教師不限制學生的探究內(nèi)容，學生可以自由發(fā)揮，極大地激發(fā)了學生的探究樂趣。每個小組的食物選擇不盡相同：有的用不同顏色的糖果，有的用白芝麻和黑芝麻，有的用辣椒醬和番茄醬。在本實驗中，教師將學生的主體性、激勵性和發(fā)展性作為實驗評價的價值取向，培養(yǎng)了學生的學習興趣，提升了實驗能力。