“动物学习行为”实验的改进与创新

郑桂香（山东省淄博市临淄区实验中学山东淄博255400）

探究“动物学习行为”实验是鲁教版8年级上册第7单元第2章第2节“先天性行为和学习行为”中的一个重要内容，要求学生初步运用生物科学探究的一般方法，感受动物学习行为形成的过程，发展提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。学生对此实验较感兴趣，但因条件所限，该实验很少开设。笔者根据多年的教学经验对该实验进行了改进与创新。

1 实验材料的改进

原教材在研究“动物的学习行为”实验时以鸡作为研究对象，研究它的绕道取食，但对于城市学校的学生来说，该实验的实验材料和实验场地很受限制。笔者改用小鼠作为研究对象，探究小鼠走迷宫获取食物的行为是学习行为。一方面小鼠容易购买，且有些学生将其当作宠物饲养；另一方面可用各种废旧纸箱制作迷宫。在实验室和家中都易做此实验。

2 实验方案的改进

原教材的实验方案是记录动物绕道取食的次数，新的实验改进为：实验前学生经过充分的讨论、交流，最终形成了2种方案进行观察记录。

方案1：将处于饥饿状态的小鼠放在迷宫入口处，在出口处放置食物，让小鼠在自然状态下自行寻找食物。每天定时观察，连续观察6 d，记录小鼠经过多少次“尝试与错误”最终到达出口获取食物，并将数据记录在表1中。

表1 小鼠走迷宫获得食物的次数记录

方案2：如同方案1的处理方式，但记录的是小鼠从入口到达出口所用的时间，如表2。

表2 小鼠走迷宫获得食物的时间记录

通过实验得出结论，动物“尝试与错误”的次数越少，学习能力越强；一次走完迷宫所用的时间越短，学习能力越强。学生通过这2种方案，都可以总结动物学习行为建立的过程（实验过程如图1，实验装置如图2）。

图1 学生做“小鼠走迷宫获取食物”的实验过程

图2 “小鼠走迷宫获取食物”的实验装置

3 信息技术的融合

由于该实验在课堂上较难完成，可采用课下实验探究、观察记录和课堂交流展示相结合的方式。学生以社区为单位进行分组在家中完成实验，并充分发挥现代信息技术的优势，用DV机拍摄视频，用照相机或手机拍摄照片，利用相关软件编辑视频资料，在课堂上进行交流展示、汇报成果。在观察录制的过程中记录好实验现象和实验数据。这样，不仅培养了学生的科学探究精神和理性思维能力，也养成了使用现代信息技术如实记录实验现象和利用图表处理实验数据的良好习惯。

学生将数据输入到Excel表格中，生成了柱状图和折线图，从实验结果发现：随着时间的推移，小鼠“尝试与错误”的次数越来越少。每次走完迷宫所用的时间也越来越短，从而得出结论——小鼠走迷宫获取食物的行为是学习行为（数据图如图3，图4）。

图3 小鼠走迷宫获取食物尝试与错误的次数统计

图4 小鼠走迷宫获取食物所用时间统计

4 实验方法的创新

在实验过程中发现，小鼠因品种、年龄和个体大小的不同学习能力也有较大差异。此外，在生活中也发现鼠类都是夜间取食或是在黑暗的环境中生活，小鼠的取食是靠视觉还是靠嗅觉？为解决这些疑惑，在探究小鼠走迷宫获取食物的基础上又增加了4个创新实验。

创新实验1：相同迷宫不同个体之间的比较，取大小年龄相同的黑鼠和黄鼠各1只，观察它们在相同迷宫中获取食物所用的时间是否相同。

创新实验2：相同个体不同迷宫之间的比较，取2个不同的迷宫，观察同一只小鼠在不同迷宫中获取食物所用的时间是否相同。

创新实验3：取2块等量的奶酪，一块用保鲜膜包裹，另一块直接暴露在空气中，看小鼠取食哪块奶酪？即使将2块奶酪换一下位置，小鼠也会直接取食没包保鲜膜的那块奶酪，所以学生很容易发现小鼠获取食物主要靠嗅觉。

创新实验4：用乌龟作为实验对象，比较它与小鼠学习能力的差异，观察发现乌龟经过多次训练也未学会绕道取食。

通过这些实验学生很容易得出结论：动物的学习能力是有差异的，不同个体的生物学习能力不同，动物越高等，学习能力越强。

学生通过本次探究和实践,在获取事实证据、进行批判性思维的过程中，既获得了科学方法的训练，又理解了生物学知识是怎么形成的。通过对实验的改进和创新,激发了学生的探究欲望和兴趣，创新意识得到了提升。通过对信息技术的使用,提高了信息技术的操作能力,让信息技术真正服务于教学。

［1］中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011年版）.北京：北京师范大学出版社，2012.