仓鼠游泳逃生行为探究

谢震泽 张文芳 徐 捷

(1北京景山学校 北京 100006； 2北京市东城区教师研修中心 北京 100009)

“探究动物的行为”是《义务教育生物学课程标准(2011年版)》规定的初中生物学教学内容，其目的是帮助学生建构“动物的行为使其能适应环境的变化，提高其存活和繁殖的机会”以及“动物的行为由先天遗传或后天学习而获得”等概念。同时，这部分内容因贴近学生现有认知、内容生动有趣、容易引起学生兴趣等特点，成为学生最喜欢的探究活动之一。已有多位教师对该探究活动的实施进行研究，尤其对实验动物改良提出多种建议，有建议采用蚂蚁或家鸡[1,2]来进行实验，也有用实验小白鼠和水迷宫进行教学[3,4]。多样化的实验动物和实验方法，可以使本探究的内容更加丰富。

本文采用学生喜欢的小型宠物鼠——仓鼠作为实验对象，并设计了简易使用的实验装置，指导学生开展“仓鼠游泳逃生行为探究”实验，用数据分析仓鼠逃生过程的先天行为和学习行为。

1 材料和方法

1.1 实验材料 ①材料： 成年仓鼠、豆浆、清水；②器材： 玻璃缸、大烧杯(500 mL)、石子(或其他重物)、纱布、线绳、秒表、干毛巾等。

1.2 实验装置 制作装置如图1所示： ①将部分石子加入到大烧杯中，并用纱布(防止伤害仓鼠爪子)封口，用线绳绑紧；②将烧杯放置在玻璃缸中，贴近一侧缸壁，要求烧杯顶端距离玻璃缸上沿约2.5 cm，此距离为仓鼠踩踏在烧杯顶部并够到玻璃缸边缘逃生的最佳距离；③向玻璃缸中注入清水，水面刚刚没过烧杯顶部，并向缸中混入一袋豆浆(约200 mL)，使缸内清水变浑浊，目的是使仓鼠在游泳时看不清烧杯位置，排出实验干扰因素。

图1 实验装置

1.3 实验步骤 ①取一只仓鼠从玻璃缸一角放入水中，并使用秒表开始计时。观察仓鼠在水中游泳、踩踏到烧杯从而逃生的过程。逃生过程中，仓鼠可能无意识踩踏到烧杯多次，但以其经过多次尝试最终站在烧杯上并意图从玻璃缸边缘爬出为止，视为逃生成功，记录其逃生所需总时间；②将仓鼠取出并用毛巾擦干身体，休息2～3 min；③将同一只仓鼠再次从相同位置放入水中，记录其第二次游泳逃生所需总时间；④重复步骤③，直到每次逃生所需时间变化不大为止；⑤将每次实验逃生所需时间进行统计，绘制曲线图，分析得出结论。

1.4 注意事项 ①开展动物实验一定要注意人身安全，实验操作中应佩戴橡胶手套，以免学生被仓鼠咬伤；②仓鼠游泳时间有限，每次游泳逃生需在5 min内完成，如若个别仓鼠在5 min内无法找到烧杯逃生，需立即捞出仓鼠，以免溺死；③仓鼠在游泳过程中体力消耗巨大，因此出水后一定立即擦干，并至少休息2～3 min，才能再次进行实验；④实验中，仓鼠每次入水位置一定要固定，排出干扰因素，以免影响实验结果准确性。

2 实验结果与分析

学生认真观察仓鼠在水中游泳、踩踏到烧杯从而逃生的过程，每次以相同路径逃生。将仓鼠每次逃生时间进行统计，并使用Excel绘制出柱形图(图2)。

图2 仓鼠逃生所需时间

从图2中显示的数据可以看到，在陌生环境中，仓鼠能很快(110 s)找到逃生途径并成功逃生。同样环境中，第二次逃生所需时间大大缩短，仅为第1次的17%。此后，逃生速度不断提高，第4次仅花费6 s就能顺利逃生。通过实验观察和结果分析，学生可以得出结论： 仓鼠可以在水中短时间游泳逃生，属于先天性行为，而其通过多次错误尝试，最终学习到逃生方法，并且逃生速度越来越快，这属于学习行为。

3 讨论

3.1 材料改良 实践中发现，昆虫、禽类或小白鼠等材料对城市学生较为陌生，会引起部分学生恐惧，不利于实验顺利开展。而仓鼠外形可爱，喜与人亲近，且不容易伤人，近年来已成为流行的家养宠物，学生比较喜爱。此外，仓鼠作为一种小型动物，其活动空间不需较大，适宜在实验室进行探究实验，是很好的实验材料选择。仓鼠主要食物为植物种子，喜食坚果，亦食植物嫩茎或叶，偶尔也吃小虫，因此在校饲养也十分方便。仓鼠多数不冬眠，冬天靠储存食物生活，不影响冬季开展此类观察动物行为的实验。

3.2 装置创新 观察动物行为需要给动物充足的活动空间，因此实验装置往往需要占地较大、且成本较高，不利于全班同时进行多组实验或开展多班实验。本实验装置设计为在一个玻璃水族缸内完成，适合中学开展此探究实验。并且，利用本装置开展的实验周期短，在一节课内可以完成。另外，本装置实验效果明显： 部分教材及书籍中介绍过动物迷宫取食或迷宫逃生实验，但常因动物的食欲不强、逃生动机不强，出现不取食或不逃生的现象；并且动物的行为观察不能受到人为控制和干扰，因此随机性较强，实验中往往出现与假设无关甚至相反的实验结果，实验效果不佳。本实验改变仓鼠的陆生环境为水中游泳，环境刺激强烈，逃生欲望强烈，可以观察到非常明显的实验效果。