探究光对鼠妇(或黄粉虫)分布的影响的实验装置改进和教学建议

1、    “探究光对鼠妇(或黄粉虫)分布的影响”的实验装置改进和教学建议    赵爽摘 要通过对 “探究光对鼠妇（或黄粉虫）分布的影响”的实验的装置进行改进，能准确地将数目相等的鼠妇（或黄粉虫）放置到明暗两种环境的中央，让实验过程更加严谨，同时也能减少实验操作中对鼠妇（或黄粉虫）的惊扰，使得实验结果更加准确。关键词鼠妇;黄粉虫;实验装置;改进;建议中图分类号    g633.91        文献标识码    a        文章编号

2、    1674-6058（2021）29-0095-02“探究光对鼠妇（或黄粉虫）分布的影响” 是人教版生物学教材七年级上册第一单元第一章第二节生物与环境的关系中的“探究非生物因素对某种动物的影响”中建议的探究内容。因为实验动物容易获得，实验装置简单，实验结果明显，所以是广大教师用来培养学生探究能力的重要内容。但在长期的教学实践过程中，笔者也发现了一些实验操作上的问题，因此尝试进行了实验装置的改进。一、使用教材实验装置遇到的问题在本课中，教材以鼠妇为例说明了探究的过程和方法。实验装置是由铁盘、纸板、玻璃板、湿土等组成的（如图1）。实验时，要在装置的两侧中央各放入5只鼠妇。

3、静置2分钟后开始记录明亮处和阴暗处鼠妇的数目。教学中，笔者发现要往装置的明暗两侧中央各放入5只鼠妇难以实现。因为在将鼠妇放入铁盘的时候，它们会受到惊扰，进而向四周逃散，在盖上纸板和玻璃板之前，它们已经四散到铁盘的各个位置，无法保证在明暗两侧中央各放入数量相等的鼠妇。如果在明暗两侧放入的鼠妇数量不相等，该实验就有两个变量，从对照实验有且只能有一个变量的角度来说，这样的实验缺乏严谨性。而如果要将散开的鼠妇（徒手或利用工具）抓回原来的位置，使明暗两侧的鼠妇数量相等，不但非常不方便，还可能会对实验动物造成更大的惊扰，甚至伤害，实验误差也将大大增加。另外，该实验中使用的玻璃板容易破碎，操作过程中也存在一

4、定的危险性。二、实验装置的改进及使用步骤1.实验装置的改进针对以上问题，笔者对原实验装置进行了改进。改进后的实验装置由铁盘（或塑料盒、纸盒）、2个去掉底的一次性纸杯、创新设计的面板三部分组成（如图2）。创新设计的面板取代了原实验装置中盖在铁盘上的玻璃板和纸板，设计方案如图3所示，设计思路是：减小实验操作中的动作幅度，在避免对实验动物造成过度惊扰的同时，又能准确地将实验动物放置到明暗两侧的中央。制作方法是：在一块略大于铁盘面积的硬纸板上开一扇窗，粘上透明塑料板，使得透光部分与不透光部分面积相等。在透光部分和不透光部分的中央开一个比纸杯底部面积略大的圆孔，在两侧的圆孔上方分别粘上可以遮住圆孔的小透

5、明塑料板和纸板。在面板的背面边缘粘上纸板加高一些，使得面板可以扣在铁盘上固定好。其制作材料采用回收的包装盒（包括纸板和透明塑料板），既易得又环保。制作过程简单又有趣，可以作为劳动教育课外兴趣小组的手工活动课程的项目，从而培养学生的动手能力。2. 改进实验装置的使用步骤（1）在铁盘内铺上一层滤纸（可用两三层厨房用纸代替），用喷壶喷洒少量的水，使滤纸潮湿（不可太湿），放置在水平桌面上。（此处用潮湿的滤纸代替湿土，可解决湿土不容易铺平整、鼠妇容易钻入土中等问题，且操作更加方便）（2）将制作好的面板盖在铁盘上，将去掉底部的纸杯放置于面板的两个圆孔中，使其与底部的铁盘贴合。（3）在两个纸杯中分别放入5只

6、鼠妇，静置一段时间，等待鼠妇平静后将纸杯拿开，立即盖上圆孔上面的方形纸板和透明塑料板，观察并记录鼠妇的活动情况。该实验装置同样可用于“探究光对黄粉虫分布的影响”，因为黄粉虫比较喜欢干燥的环境，在实验过程中应该在铁盘底部铺上干燥的滤纸。3. 改进实验装置的优点能准确地将数目相等的鼠妇放置到明暗两种环境的中央，实验过程更加严谨，实验结果更加可信，实验操作更加容易，操作时动作的幅度更小，从而减少对实验动物的惊扰，减小了实验误差，用塑料透明板替代玻璃板，实验安全性更高。三、使用改进实验装置进行实验的教学建议教师首先给学生提供教材所示的材料用具，让学生通过阅读教材，进行实验操作。在实验操作过程中，一部分

7、学生会发现问题：“鼠妇到处跑，不能停留在实验要求的位置，怎么办？”这时候，教师要把问题抛回给学生：“为什么鼠妇会到处跑？”学生通过思考得出“鼠妇受到惊吓会乱跑”的结论。教师继续追问：“你能想到什么办法让它们停留在装置两侧的中央？”教师可以让学生思考和讨论，设计出更加合理的实验方案或提出更高效的实验操作方法。待学生充分讨论后，教师再展示改进后的实验装置，让学生思考如何利用该装置做好实验，学生很快就明白了操作的方法：借助去掉底部的纸杯将鼠妇通过面板上的圆孔加入到铁盘上，并让它们在纸杯圈定的范围内安静一段时间，使它们适应新的环境，然后轻轻拿走纸杯，立即盖上盖子，让鼠妇自由活动，观察并记录鼠妇的活动。

8、四、使用改进实验装置进行实验的操作过程让学生以小组为单位分别利用改进的实验装置做“探究光对鼠妇分布的影响”和“探究光對黄粉虫分布的影响”的实验，两者都在同一个实验室、同样光照下进行。实验小组等待鼠妇（或黄粉虫）平静后，将纸杯拿开，从第2分钟开始记录鼠妇（或黄粉虫）的数量，然后每隔一分钟记录一次明亮处和阴暗处的鼠妇（或黄粉虫）的数目，共记录10次。观察整个实验过程，笔者发现相比使用原实验装置，此实验中实验动物的活动情况较为平静。表1和表3分别为两个实验中具有代表性的实验数据，表2和表4是以班级为单位统计的各实验小组第10次数据及其平均值。该数据与使用原实验装置进行实验的数据（其他研究者所发表的）

9、相比，离散程度更低，由此可以看出使用改进的实验装置得出的实验结果更加可靠。该实验结果显示在其他条件一致的情况下，不管是鼠妇，还是黄粉虫出现在阴暗处的机会都多于出现在明亮处，说明光会影响鼠妇或黄粉虫的分布。而通过两个实验结果的比较可以看出，相比黄粉虫，鼠妇出现在阴暗处的数目更多，说明鼠妇比黄粉虫对光刺激的敏感度更高。   参   考   文   献   1  张秀红，朱丹.关于“探究非生物因素对某种动物影响”实验教学的研究j.生物学通报，2016（12）：35-37.2  戚智河，罗伟萍.“非生物因素对鼠妇分布的影响”实验方案的改进j.生物学通报，2018（11）：47-49.3  王娣英. 非生