对“观察蚯蚓的运动”实验的改进设计

潘芬

摘要 “观察蚯蚓的运动”实验存在实验选材、实验方法与实验效果的不足，对此进行改进：用玻璃烧杯与显微镜专用擦镜纸制作成粗糙与光滑平面，设置对照组，学习控制变量的方法。将观察实验转变成定量实验，学习科学的测量、统计、分析数据、得出结论。改进实验的实验现象明显，也培养了学生严谨的科学态度和生物科学探究能力。

关键词 蚯蚓的运动 实验改进 刚毛

中图分类号 Q-331

文献标志码 B

1原实验的不足

“观察蚯蚓的运动”实验是苏科版七年级下册“土壤中的生物”一节的内容。教材上要求将蚯蚓放在粗糙的玻璃板和光滑的玻璃板上，观察其运动表现，使学生获得“蚯蚓的刚毛在运动中起支撑和固定作用，蚯蚓是依靠肌肉的收缩和刚毛的协助进行运动的”这一认知。按照教材提供方法进行实验后，发现该实验存在以下不足：

1实验选材上的不足。蚯蚓生活在土壤中。但是学校主要种植树木，缺少肥沃松软土壤。因此，学生在校园中挖掘土壤从中寻找蚯蚓有一定难度。且学生挖掘到的蚯蚓数量较少，大小不一，活力不同，开展实验存在一定困难。实验时，将蚯蚓放在16开大小的玻璃板上;但观察时，蚯蚓常常要爬出玻璃板，学生需要不停调整蚯蚓的位置，对蚯蚓的运动会产生一定的干扰，同时也会影响观察的效果。

2实验方法上的不足。原实验是观察实验，要求学生观察说出蚯蚓在光滑和粗糙平面的运动差异，从而推测出刚毛在蚯蚓运动中的作用。这是一个定性实验，对学生的要求较低，只需要学生进行观察和描述现象，对学生探究能力的培养是片面的、低层次的。为了发展学生的科学素养，培养学生的科学实验能力，教师可以将原实验重新开发设计成定量实验，组织学生进行观察、测量、统计、记录等等活动，锻练学生的综合能力。

3实验现象上的不足。由于教材中实验用到的是光滑的和粗糙的玻璃板，在课堂实践中玻璃板笨重易碎裂，可能会对学生造成一定的伤害。学生进行观察时，只能大致比较蚯蚓在光滑玻璃板上和粗糙玻璃板上运动的情况。如果蚯蚓在2个平面上运动的差异不大，那么学生只会得到模糊的结果，无法形成对刚毛在运动中的作用的认知，达不到实验的目的。另外，在实验过程中还有许多其他因素的干扰，如每次要用湿棉球擦拭蚯蚓身体，使蚯蚓身体上带有较多水分，减小了摩擦力，反而使蚯蚓在光滑平面上运动更灵活更快，从而产生与预测相反的实验现象。在多次的课堂实践中，因为以上种种原因，导致该实验的结果十分随机，且与教材的知识点不一致，也容易使学生产生误解。2实验的改进设计

2.1实验材料的选择

由于土壤中挖掘蚯蚓存在种种不足，经过比较最终选择了购买饲养的蚯蚓为实验原材料。实践证明饲养的蚯蚓数量大，体长大小一致，并且个体具备十足的活力，适合作为实验材料。在实践中发现，选择体长约为5～7cm、直径约为4～5mm的蚯蚓，实验效果十分明显。

3实验方法的改进

3.1实验装置的改进

原实验中选择粗糙的和光滑的玻璃板进行观察实验，由于受到其他因素的干扰，常常会出现随机的实验效果。因此，在笔者多次实践下，对实验装置进行改进，用250mL玻璃烧杯与显微镜专用擦镜纸制作粗糙与光滑平面。

制作方法：选择1只250mL的洁净玻璃烧杯，剪取5cm×8cm大小的擦镜纸。将擦镜纸贴壁放入烧杯中，距离烧杯底部约1cm。在擦镜纸上喷少量水，使擦镜纸紧贴烧杯壁，多余水分倒掉，避免大量积存在烧杯底部。这样在一只烧杯中就制作成了粗糙的一面与光滑的一面，形成了仅有一个变量的对照组。3.2实验方法的设计

学生利用改进好的实验装置，进行分组实验。实验操作简单，效果明显。具体操作：选择一条健壮的蚯蚓，放入烧杯底部。将烧杯倾斜一定的角度，使蚯蚓位于光滑一侧的底部（图1）。静待蚯蚓安静，当蚯蚓开始向上爬行时开始计时。计时30s，用马克笔在玻璃板壁上进行标记，然后测量蚯蚓向上爬行的距离。测量完成后，转动玻璃杯，使蚯蚓位于粗糙一侧的底部，重复以上的实验步骤，观察、测量与记录。一组实验结束后，可以再次进行重复实验，得到多组数据。最后，小组成员对最终实验的数据进行汇总，分析、比较，得出实验结论。

4实验改进后的优点

4.1设置对照科学

原实验会出现随机结果的原因在于对照组设置时没有严格控制变量，大大影响了实验结果。实验改进后，使玻璃烧杯中同时存在光滑和粗糙的表面，实验过程只需一条蚯蚓就能完成。烧杯底部的少量水分能保持蚯蚓体表的湿润，避免因擦拭蚯蚓体表产生干扰。转动烧杯使蚯蚓从一个平面转向另一个平面，避免转移蚯蚓过程中对蚯蚓产生的惊吓及伤害。此装置对蚯蚓而言是一个安静的半封闭空间，避免蚯蚓在玻璃板上四处爬行产生的干扰。因此改进后的实验比较严格地遵循对照实验设置的单一变量原则，可以使学生体验到科学实验的方法。

4.2培养实验能力

实验转变成定量实验，需要参与的学生实事求是地测量、统计、汇总、分析实验数据、表述实验结果、用科学数据得出结论，有利于培养学生严谨的学习态度和生物科学探究能力。学生在实验中体验了小组合作进行探究的过程，激发了他们主动参与的积极性，收获了成功的体验。

4.3实验材料简单

实验中使用到的玻璃烧杯和擦镜纸，为实验室装备的常用器材，十分容易获取，制作过程也相当简单，有利于实验的大规模开展。改进后的装置可以反复利用，清洗也非常方便，可以保持实验室环境的干净卫生，降低了实验的成本。

5实验反思

实验改进后取得了明显的实验效果。在实验过程中，学生可以观察到蚯蚓在玻璃烧杯光滑一侧向上爬行比较困难，稍向上爬行一段距离就滑落下来，不断蠕动、伸缩，运动受到较大限制;而在粗糙的一侧，蚯蚓爬行非常顺畅，很快向上运动，现象对比十分明显。学生参与了科学探究的完整过程，学习了设计对照实验控制单一变量的科学方法，培养了科学探究能力、发展了科学思维。但是在初中生物实验教学中，培养学生的科学探究能力和发展科学思维是循序渐进的过程，不是一蹴而就的。教师要尽量将课本实验贴合教学实际，进行创新改进，充分发挥生物实验的学科教育功能，培养学生的生物学学科核心素养。

參考文献：

[1]李沁晏.“观察蚯蚓的运动”实验的改进[J].生物学通报，2017，（8）：52-53.

[2]王娣英.“观察蚯蚓的运动”实验的探索和改进[J].生物学通报，2017，（8）：54-55.

3440500316594