深度教学视角下对实验“小鼠走迷宫获取食物的学习行为”的探究与实践

梁旭 鲍永娟

摘要 以教材中的探究实验“小鼠走迷宫获取食物的学习行为”为载体，以学生课外实践活动为形式开展该实验，通过对明确探究问题、确立探究方案、方案的实施、探究结论及反思交流等几个方面进行阐述，将该实验在探究的高度上进行了适当地拔高，旨在为教师针对该实验进行深度教学和引导学生进行深度学习时，提供一些可供参考的借鉴和启示。

关键词 深度教学 小鼠走迷宫 学习行为 实验探究 实验实施

中图分类号Q-331

文献标志码B

从教育发展中来看，深度教学就是教师借助于一定的活动情境，带领学生超越表层知识与符号的学习，并进入知识内部的意义领域、逻辑形式之中，深入挖掘知识内在的丰富价值与内涵，并将知识体系相对完整地呈现在人们面前。探究实验“小鼠走迷宫获取食物的学习行为”是2013年出版的人教版《生物学》八年级上册第五单元第二章第二节“先天性行为和学习行为”中的内容。教材中安排了“小鼠走迷宫获取食物的学习行为”的实验，旨在让学生通过探究活动亲身体验和研究一种动物学习行为的获得和获得学习行为的过程。但是在实际教学活动中，尤其是学生关于这个实验往往会有这样或那样的疑惑和好奇，然而却很少有教师或者学生对这个实验进行深入细致的探究和分析。其实这种疑惑和好奇恰恰是进行深度教学最好的条件基础，所以以该实验为切入点开展深度教学是很有必要的。

1 实验原理及实验材料的准备

1.1 实验原理

动物的运动和行为对动物的生存和繁衍至关重要，从行为的获得途径来说，可以分为先天性行为和学习行为。二者都有遗传的基础，只是遗传因素所起作用的程度不同，既各有优势，也都有一定的局限性。一般，动物越高等，其学习能力越强，学习行为越复杂。

1.2 实验材料的准备

选择加卡利亚仓鼠（俗称三线仓鼠）为实验动物。实验动物的选择是保证良好实验效果的决定性因素。通过搜集和查阅相关资料，最终选择了哺乳动物之中与人亲近、学习能力强、体型较小、性格活跃、行动敏捷的加卡利亚仓鼠作为实验动物。

迷宫：选用硬纸板等容易获得且易剪裁的材质制作迷宫。迷宫的样式可由学生自行设计，根据难易程度，将迷宫设置为简单、适中、复杂3个梯度。为避免小鼠从隔板上方越过，迷宫的隔板应适当地加高一些，高度约为8 cm。同时，迷宫通道的宽度要便于小鼠行动的折返，宽度约为6 cm，如图1～图3所示。

2 明确探究问题

针对教材中该实验“提出问题”这个环节，学生经过交流讨论集中提出了两个具有科学性和可操作性的探究问题。①在同一迷宫里小鼠经过“尝试与错误”走出迷宫的次数越多，所花时间会越少吗？②将接受过简单迷宫获取食物训练的小鼠取消训练一段时间后，将其置于复杂迷宫之中重新接受获取食物的训练，相较于从未接受任何训练的小鼠而言，“尝试与错误”的次数会减少吗？小鼠走出迷宫成功获取食物的时间会缩短吗？针对以上两个探究问题，师生共同制定相应的实验方案。

3 确立探究方案及探究方案的实施

3.1 探究问题①探究过程

提出问题：在同一迷宫里小鼠经过“尝试与错误”走出迷宫的次数越多，所花时间会越少吗？

做出假设：在同一迷宫里小鼠经过“尝试与错误”走出迷宫的次数越多，所花时间越少。

制定并实施计划：探究前：（1）选择9只生活状态良好，精力充沛，身体状况相似的仓鼠，每只仓鼠的体重为20-25g。同时为确保在探究过程中小鼠有觅食动力，在进行探究的前一天投放小鼠体重10%的鼠粮（约2.5 g），然后饥饿处理1d，期间保障小鼠正常饮水。（2）将学生分为A、B、C三个小组，记录每只小鼠从迷宫起点至迷宫终点成功获取食物所花费的时间、”尝试与错误”次数。（3）当小鼠在迷宫内徘徊停滞不前时，需借助食物或者其他工具对小鼠做适当的引导，让小鼠动起来，该过程不计入总时间。（4）每只小鼠需重复多次走迷宫，记录探究结果（表1）。 探究结果：以迷宫难易程度适中（B）组的3只小鼠为例，探究结果见表2。

结论：同一迷宫里小鼠经过“尝试与错误”走出迷宫的次数越多，所花时间会越少。

结论分析：（1）学生在对难易程度不同的三组迷宫之中的小鼠进行重复多次适当引导和训练之后，三组小鼠最终均能够走出迷宫成功获取食物，说明小鼠具有学习行为而且学习能力很强，经过训练之后都可以逐渐适应、熟悉迷宮环境，走出迷宫获取食物。（2）小鼠获得该学习行为的能力与迷宫难易程度呈负相关即迷宫越简单小鼠走出迷宫获取食物的速度越快，“尝试与错误”次数也越少。（3）在同一组迷宫之中的不同小鼠之间，“尝试与错误”的次数与走出迷宫所需时间不尽相同，说明个体之间获得学习行为的能力存在差异性。

3.2 探究问题②探究过程

提出问题：将接受过简单迷宫获取食物训练的小鼠，取消训练一段时间后，将其置于复杂迷宫之中重新接受获取食物的训练，相较于从未接受任何训练的小鼠而言，“尝试与错误”的次数会减少吗？小鼠走出迷宫成功获取食物的时间会缩短吗？

做出假设：将接受过简单迷宫获取食物训练的小鼠，取消训练一段时间后，将其置于复杂迷宫之中重新接受获取食物的训练，相较于从未接受任何训练的小鼠而言，“尝试与错误”的次数会减少，小鼠走出迷宫成功获取食物的时间会缩短。

制定并实施计划：在探究问题①的基础之上，进行探究问题②。

（1）将A、B两组小鼠停止训练一周，消除小鼠的短时记忆，削弱小鼠已获得的学习行为，期间保证小鼠的正常喂食、饮水，实验前ld将它们进行饥饿处理（饥饿处理方法和步骤同探究问题1）。（2）将学生分为B和C两个小组（B组放入的是A1、A2、A3三只小鼠，C组放入的是B1、B2、B3三只小鼠），记录每只小鼠从迷宫起点至迷宫终点成功获取食物所花费的时间、“尝试与错误”次数。（3）当小鼠在迷宫内徘徊停滞不前时，需借助食物或者其他工具对小鼠做适当的引导，让小鼠动起来，该过程不计入总时间。（4）每只小鼠需重复多次走迷宫，记录探究结果。

探究结果：探究结果以迷宫难易程度适中（B）组的3只小鼠为例，探究结果见表3。

结论：与探究问题1中迷宫难易程度适中（B）组实验数据相比，接受过简单迷宫（A）组训练的小鼠，取消其训练一段时间后，加大难度，将其置于难易程度适中（B）组迷宫之中重新接受获取食物的训练，相较于从未接受任何训练的小鼠而言，“尝试与错误”的次数以会明显减少，小鼠走出迷宫成功获取食物的时间也相应缩短，C组同理，可以得出相似的探究结果和结论。

结论分析：（1）探究中发现小鼠短时记忆虽然消失，但在经过前期利用食物刺激的反复训练之后，小鼠可能已然形成了一些长时记忆，所以当停止训练小鼠一段时间后，被置于难度相对较高的迷宫之中时，相较于从未接受过训练的小鼠而言，它们所表现出来的学习能力更强，获得新的学习行为所需要的时间也明显缩短。（2）在训练小鼠的过程中，要注意及时记录和总结给与小鼠食物刺激的量和时间节点，以免小鼠缺乏觅食动力，影响实验数据。

4 探究反思

实验“小鼠走迷宫获取食物的学习行为”源于教材，师生对教材中的实验进行改进，针对小鼠走出迷宫获取食物的学习行为提出了两个探究问题并分别设计方案进行探究。参与实验探究的整个过程就是学生进行深度教学的过程，学生对本节课核心概念——“学习行为、学习行为的获得及其对动物生存和繁衍的重要作用”有了更为深刻的认知和理解。同时，学生通过对探究结果的讨论和交流，由物及己，认识到学习是一个循序渐进的过程，需要坚持养成习惯，才能使学习到的知识得到加强、加深。但是由于该实验的整个探究过程周期较长，同时需要学生具有较高的合作配合能力，所以该实验并没有在课堂上面向所有学生开展，只有部分学生以兴趣小组的形式在课外活动时间参与到该探究實验中。建议教师可以将整个探究过程录制下来，以视频的形式在课堂中展示，以此激发学生探究的热情，也鼓励更多的学生在课后进行更多、更深层次的探究。

参考文献：

[1]于江鹏.浅论高中生物课堂深度教学策略[J].当代教研论丛，2019，（8）：97.

[2]课程教材研究所，生物课程教材研究开发中心，等.义务教育教科书生物学八年级上册[M].北京：人民教育出版社，2013：47.

[3]林周华，“小鼠走迷宫获取食物的学习行为”实验教学实践[J].中学生物教学，2019，（ZI）：84-86.