关于“蚂蚁的通迅”探究实验的改进

巫新强　马　驰

【摘要】人教版初中《生物学》教材八年级上册《社会行为》一节中的关于研究蚂蚁通迅的探究实验，学生很喜欢，并愿意进行实践探索。但经过几年来的教学实践，发现如果完全按照课本中的设计方案实施，存在用时过长、蚂蚁饲养困难、探究问题过少、蚂蚁在寻找食物时不按事先排好的纸上前进等问题。针对这些情况，本文摸索出了一套简单易行的实验方案。

【关键词】生物 改进 实验

九年制人教版初中《生物学》教材八年级上册《社会行为》一节中有一个关于研究蚂蚁通迅的探究实验，这是一个非常好的实验探究课题，学生很喜欢，并愿意进行实践探索。经过几年来的教学实践，笔者发现如果完全按照课本中的设计方案去做有一些问题和困难，于是做了一些改进，提出供大家参考。

一、关于“蚂蚁的通迅”问题

蚂蚁是一种有着社会行为的动物，没有语言的交流，个体间的信息沟通是彼此通过身体发出的信息素来进行交流，如两只蚂蚁通过触碰触角来传递信息，把信息素撒布在外出的路上作路标；当蚂蚁找到食物时，在食物上撒布信息素，并在回巢的路上撒布信息素，提示其它的蚂蚁找寻食物的路径，并本能地把带有信息素的东西拖回洞里去。

二、同行们的改进设计及存在问题

关于蚂蚁通过气味通迅的问题，笔者在中国期刊网上找到两种改进的方案，但效果并不好。如陈建新、吴春节发表在《中学生物学》中的方案操作起来过于复杂。虽然作者说只要达到他要求的条件就可以在十五分钟内完成，但实际上需要的时间远远超过十五分钟（笔者已经做过实验，需要两节课时间才能完成整个实验）。条件要求也比较高，学生必须花很多时间去制作复杂的装置，而且装置都是用纸做的（如图1所示）容易被风吹走，难以高效地完成教学。

田春华发表在《生物学通报》的改进方案中，装置也是过于复杂，时间要求过长，条件要求过高，不实用、不易用。设计如图2所示：

三、课本中的探究方案在实施中存在的问题及改进意见

1.蚂蚁的饲养问题。课本中要求用大些的鱼缸或其他容器饲养一窝蚂蚁，而现实是在室内饲养蚂蚁比较困难，一方面是蚂蚁比较小，善于爬行，必须非常注意培养器皿的密闭性（同时又要保证透气性），否则蚂蚁很容易逃离，日常管理比较麻烦，没有哪个实验员老师愿意去做。另一方面，新课标强调对学生进行关爱动物的情感教育，把蚂蚁窝挖出来本身是对蚂蚁的一种伤害，有悖于新课标的精神，且没有必要，蚂蚁本是最为常见的昆虫，即使是在大城市中的学校，校内绿化带中通常都会有几窝蚂蚁，只要老师课前踩好点，确定蚁巢位置，做好课前方案的设计，将会是一节学生非常喜欢的高效室外实验探究课。活动中注意强调保护好蚁巢，方便留给其他班作实验，同时也是对学生实施关爱动物情感教育的机会。

2.课本中给出的关于“蚂蚁通迅的方式”的信息量较少，只提出了一个探究问题，即“侦察蚁在食物和巢穴之间是否留下了什么标记呢？”而蚂蚁的信息交流还包括触角的碰触等方式。笔者认为应该可以多设置几个探究问题给学生，如”蚂蚁是通过触角的碰触交流信息的吗？蚂蚁是将气味留在路上作标记的吗？”等等。

3.课本中给出的蚂蚁的食物要放在离蚁巢稍远的地方当侦察蚁发现食物时就会有大批工蚁出现。但实际情况是，侦察蚁很久也找不到食物，一节课的时间根本就不够。经过实验，发现在侦察蚁的前进方向不远处（几厘米）放上食物可以大大减少侦察蚁的寻找时间，从而可以在一节课内完成多个探究实验。

4.课本中给出了探究侦察蚁是否在路上留下气味的探究方案设计作参考，用多张小纸片事先铺满侦察蚁要走的路径，当侦察蚁走过后将小纸片重新排列，如排列成半圆形等，并将食物放在圆心处，观察蚁群的行动。

参照这个方案，笔者发现即使是在室内做也有几个问题：一是蚂蚁要走的路径较难判定，事先铺好的小纸片蚂蚁一般不会走，即使是先准备好纸片，当蚂蚁走过时放在它将要走的前方，也多会因为纸片较小，蚂蚁走得过快，来不及铺小纸片而走下纸片的现象。二是风的问题，如果是在室外做，由于有风，经常出现小纸片被吹走移位的问题，如果是在室内做，虽无风，但学生的呼吸对小纸片也有影响，因此成功率极低。

通过反复的实验设计和验证，我们摸索出了简单易行的实验方案。

【方案一】

（1）小铲，狭长纸条，蚂蚁食物。

（2）实验组：用小铲把蚂蚁窝周围土壤铲平。当侦察蚁出来寻找食物时，用一块长的纸条紧帖着地面铺在它前进的方向上，并在前进的方向放上蚂蚁的食物，让蚂蚁从纸条上方爬过到有食物的一侧。当侦察蚁发现食物后，会沿原路返巢通报消息。在回窝的路上也用纸条铺上，让蚂蚁在纸条上爬过去，当蚂蚁经过了纸条回到蚁巢后，把纸条撤了。蚁巢里蚂蚁接到消息后，会沿着侦察蚁走过的路线到标记好的位置上前去搬运食物。当蚁群来到纸条的位置时由于把纸条已经抽走了，没有了侦察蚁留下的信息素，蚁群就会停在原纸条的位置寻找刚才侦察蚁留下的信息素，而找不到食物，从而证明侦察蚁的确在路上留下了信息素作标记。

（3）对照组：在同一个蚁巢的另一侧，当有侦察蚁出来时，在它前进的方向摆上食物而不使用纸条，很快工蚁就找到食物，并把它搬回了蚁巢。

【方案二】

（1）准备一些均质细沙，小铲，蚂蚁食物。

（2）实验组：用小铲把蚂蚁窝洞口的周围土壤铲平，并撒上均质的细沙薄层。当侦察蚁出来寻找食物时，在前进的方向放上蚂蚁的食物。当侦察蚁发现食物后，会沿原路返巢通报消息，并且在沿途留下息信素。这时，可以把蚂蚁经过的路径中的沙铲掉换成新的沙。这样其他工蚁会因没有了信息素的引领而找不到食物。

（3）对照组：不换沙，这样工蚁能很快的找到侦察蚁发现的食物。

【方案三】

同以上方案，用抹布擦一段侦察蚁走过的路径或用香水喷等方式，除去信息素或混淆气味即可。

参考文献：

[1]陈建新,吴春节“探究蚂蚁的通迅”实验再改进[J].生物学教学,2008,(1):42.

[2]田春华.“探究蚂蚁的通讯”实验改进[J].生物学通报,2006,(8):32.

[3]田春华,温淑香.从探究“蚂蚁的通讯”谈对学生创新能力的培养[J].生物学通报2006,(10):38.