探究蚂蚁的通讯方式

李晓辉

教科书上“探究蚂蚁的通讯”是这样引出要探究的问题：“仔细观察过蚂蚁的同学都知道，一只蚂蚁发现食物后，会迅速返回巢穴。不一会儿，一大群蚂蚁排着长长的队伍，‘浩浩荡荡地奔向食物所在地点。蚂蚁不会发声，它们是靠什么传递信息的呢?侦察蚁在食物和巢穴之间是否留下了什么标记呢?”平时学生就积累了丰富的感性认识，所以对此非常感兴趣，纷纷提出了自己对蚂蚁感兴趣的问题：蚂蚁的“家”是什么样的?蚂蚁是不是和蜜蜂一样有“头领”?……于是引导学生课下通过上网下载、查阅书刊和询问家长等方式来搜集相关的信息。

然后教科书让学生自己作出假设，学生就根据背景资料提出了这样的问题：蚂蚁是靠气味来通讯的。由于这个实验存在一定难度，所以教材紧跟着介绍了一个参考办法：“用大一些的透明容器养一窝蚂蚁，在离蚁穴稍远些的地方放置一些食物，蚁群中的侦察蚁会先出来侦察；然后大批工蚁回来搬运食物。可以在侦察蚁返巢的路上事先放好一张纸片，让它从上面爬过。待大批工蚁出洞时，取走或挪动纸片，观察工蚁的行动。”学生对探究蚂蚁的通讯表现出极大兴趣，议论纷纷，渴望通过实验来进行探究。根据教科书的提示，可以启发学生思考这样的问题：假设蚂蚁之间是用气味来进行信息交流的，那么你还能想到哪些更简便的方法来证明呢?你能不能自己设计一个可行的实验方案呢?经合作小组的讨论及教师的启发后，每个学习小组都能提出一些问题或设计出他们的实验方案。

针对学生提出的问题和实验方案，笔者首先给予充分的肯定。接下来鼓励小组成员按照自己的实验方案来验证自己的假设。为了保证实验能够比较成功地进行，提醒学生注意一些细节，如：在室外找蚁窝做实验，也要考虑天气、温度等因素；要注意实验前让蚂蚁处于饥饿状态等。学生进行小组合作；在课下根据自己的探究方案进行实践。

学生通过亲自实验，发现了以下问题：

(1)抓来的蚂蚁不好饲养。

(2)很难让蚂蚁从纸片上爬过，在实验中，如何保证蚂蚁只在排成的小纸片(预设的路线)上爬过?

(3)如何缩短蚂蚁自由爬行的时间?

(4)如何验证蚂蚁返回时，是沿行走过的路线返回?

解决方案如下：

(1)到学校绿化带或大树下找到蚂蚁窝，然后在自然环境下实施实验。这样的蚂蚁有活力并且不会受到“捕捉”的干扰。

(2)铺设纸片的改进：用剪成小段的一次性木筷代替纸片。

首先在水槽内放入倒置的3只相同的塑料瓶盖，间隔一定距离排成三角形，加入清水，使瓶盖的顶部刚好露出水面。然后按照瓶盖之间的距离，将一次性木筷用剪刀剪成小段分别放在3个瓶盖之间，使小段的木筷刚好连在一起，形成以瓶盖为小岛、木筷为桥面的小桥。最后在瓶盖B的一端放一些白糖，在瓶盖A的一端放几只饥饿的蚂蚁，会观察到蚂蚁沿着连在一起的木筷到瓶盖B的一端去取食，而不会到瓶盖没有白糖的C的另一端去取食。

这样利用水槽和倒置瓶盖形成的小岛、木筷搭成小桥可迫使蚂蚁只能沿着木筷向前运动以避免在平地上蚂蚁寻找食物的随意性，另外在实验中用饥饿的蚂蚁，可增强蚂蚁的趋食行为，也缩短了探究时间。

(3)纸片的排列路线的改进：

挪動小段木筷可以摆放成任意形状：星形、六边形、半圆形等，同样观察到蚁群总是沿着摆放的木筷返回。当摆放的形状有变化时，蚂蚁爬行过的路线也总是随着改变，确实能证明蚂蚁靠气味交流信息。

还有的学习小组进行了如下的改进：

(1)将食物摆放在蚂蚁洞附近，观察蚂蚁出来觅食情况。当侦察蚁找到食物，回巢报告，形成浩浩荡荡搬运大军时，向搬运队伍喷洒香水，看蚂蚁队伍的反应。待香水味慢慢消退，再看蚂蚁群是否重新恢复队伍。观察到喷洒香水(也可以用其他有气味的东西)时，蚂蚁会乱成一团，待香水味散去，蚂蚁又恢复队形。

(2)将食物放在蚂蚁窝附近，并用一侧开口的圆柱体围起来。等待侦察蚁取食，回巢报信，形成浩浩荡荡的搬运大军。当有部分蚂蚁进人圆柱体开始搬运食物时，将圆柱体的开口放上预先准备好的蒜泥或其他有强烈气味的东西，观察蚂蚁的反应。

新课程倡导培养学生实践探究能力和创新能力。笔者一直在寻找提供给学生思维空间和动手探究的机会，看到他们对蚂蚁的通讯这一探究活动非常感兴趣，所以抓住这个机会，引导学生创造性地进行自主探究和合作学习：在课前引导学生积极利用各种课程资源：学生原有的知识储备、家长的经验、网络、书刊等来提出问题，作出假设，并自主制定探究计划，而且鼓励学生在课下分小组进行开放性探究活动，让学生走出校门，走进大自然，在亲历探究过程中感悟和体验，提高了实践能力并且树立了严谨求实的科学态度。最后笔者在课堂上引导学生积极讨论和交流，在质疑和总结中学会了科学探究的方法。

总之，本节课通过让学生亲身体验和经历整个探究过程，培养学生观察、实验、思维等能力和严谨求实的科学素养，使新课程的教学理念自然得到延续。