“探究光对鼠妇(或黄粉虫)分布的影响”的实验装置改进和教学建议

赵爽

[摘 要]通过对 “探究光对鼠妇（或黄粉虫）分布的影响”的实验的装置进行改进，能准确地将数目相等的鼠妇（或黄粉虫）放置到明暗两种环境的中央，让实验过程更加严谨，同时也能减少实验操作中对鼠妇（或黄粉虫）的惊扰，使得实验结果更加准确。

[关键词]鼠妇;黄粉虫;实验装置;改进;建议

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）29-0095-02

“探究光对鼠妇（或黄粉虫）分布的影响” 是人教版生物学教材七年级上册第一单元第一章第二节《生物与环境的关系》中的“探究非生物因素对某种动物的影响”中建议的探究内容。因为实验动物容易获得，实验装置简单，实验结果明显，所以是广大教师用来培养学生探究能力的重要内容。但在长期的教学实践过程中，笔者也发现了一些实验操作上的问题，因此尝试进行了实验装置的改进。

一、使用教材实验装置遇到的问题

在本课中，教材以鼠妇为例说明了探究的过程和方法。实验装置是由铁盘、纸板、玻璃板、湿土等组成的（如图1）。实验时，要在装置的两侧中央各放入5只鼠妇。静置2分钟后开始记录明亮处和阴暗处鼠妇的数目。

教学中，笔者发现要往装置的明暗两侧中央各放入5只鼠妇难以实现。因为在将鼠妇放入铁盘的时候，它们会受到惊扰，进而向四周逃散，在盖上纸板和玻璃板之前，它们已经四散到铁盘的各个位置，无法保证在明暗两侧中央各放入数量相等的鼠妇。如果在明暗两侧放入的鼠妇数量不相等，该实验就有两个变量，从对照实验有且只能有一个变量的角度来说，这样的实验缺乏严谨性。而如果要将散开的鼠妇（徒手或利用工具）抓回原来的位置，使明暗两侧的鼠妇数量相等，不但非常不方便，还可能会对实验动物造成更大的惊扰，甚至伤害，实验误差也将大大增加。另外，该实验中使用的玻璃板容易破碎，操作过程中也存在一定的危险性。

二、实验装置的改进及使用步骤

1.实验装置的改进

针对以上问题，笔者对原实验装置进行了改进。改进后的实验装置由铁盘（或塑料盒、纸盒）、2个去掉底的一次性纸杯、创新设计的面板三部分组成（如图2）。创新设计的面板取代了原实验装置中盖在铁盘上的玻璃板和纸板，设计方案如图3所示，设计思路是：减小实验操作中的动作幅度，在避免对实验动物造成过度惊扰的同时，又能准确地将实验动物放置到明暗两侧的中央。制作方法是：在一块略大于铁盘面积的硬纸板上开一扇窗，粘上透明塑料板，使得透光部分与不透光部分面积相等。在透光部分和不透光部分的中央开一个比纸杯底部面积略大的圆孔，在两侧的圆孔上方分别粘上可以遮住圆孔的小透明塑料板和纸板。在面板的背面边缘粘上纸板加高一些，使得面板可以扣在铁盘上固定好。其制作材料采用回收的包装盒（包括纸板和透明塑料板），既易得又环保。制作过程简单又有趣，可以作为劳动教育课外兴趣小组的手工活动课程的项目，从而培养学生的动手能力。

2. 改进实验装置的使用步骤

（1）在铁盘内铺上一层滤纸（可用两三层厨房用纸代替），用喷壶喷洒少量的水，使滤纸潮湿（不可太湿），放置在水平桌面上。（此处用潮湿的滤纸代替湿土，可解决湿土不容易铺平整、鼠妇容易钻入土中等问题，且操作更加方便）

（2）将制作好的面板盖在铁盘上，将去掉底部的纸杯放置于面板的两个圆孔中，使其与底部的铁盘贴合。

（3）在两个纸杯中分别放入5只鼠妇，静置一段时间，等待鼠妇平静后将纸杯拿开，立即盖上圆孔上面的方形纸板和透明塑料板，观察并记录鼠妇的活动情况。

该实验装置同样可用于“探究光对黄粉虫分布的影响”，因为黄粉虫比较喜欢干燥的环境，在实验过程中应该在铁盘底部铺上干燥的滤纸。

3. 改进实验装置的优点

能准确地将数目相等的鼠妇放置到明暗两种环境的中央，实验过程更加严谨，实验结果更加可信，实验操作更加容易，操作时动作的幅度更小，从而减少对实验动物的惊扰，减小了实验误差，用塑料透明板替代玻璃板，实验安全性更高。

三、使用改进实验装置进行实验的教学建议

教师首先给学生提供教材所示的材料用具，让学生通过阅读教材，进行实验操作。在实验操作过程中，一部分学生会发现问题：“鼠妇到处跑，不能停留在实验要求的位置，怎么办？”这时候，教师要把问题抛回给学生：“为什么鼠妇会到处跑？”学生通过思考得出“鼠妇受到惊吓会乱跑”的结论。教师继续追问：“你能想到什么办法让它们停留在装置两侧的中央？”教师可以让学生思考和讨论，设计出更加合理的实验方案或提出更高效的实验操作方法。

待学生充分讨论后，教师再展示改进后的实验装置，让学生思考如何利用该装置做好实验，学生很快就明白了操作的方法：借助去掉底部的纸杯将鼠妇通过面板上的圆孔加入到铁盘上，并让它们在纸杯圈定的范围内安静一段时间，使它们适应新的环境，然后轻轻拿走纸杯，立即盖上盖子，让鼠妇自由活动，观察并记录鼠妇的活动。

四、使用改进实验装置进行实验的操作过程

让学生以小组为单位分别利用改进的实验装置做“探究光对鼠妇分布的影响”和“探究光對黄粉虫分布的影响”的实验，两者都在同一个实验室、同样光照下进行。实验小组等待鼠妇（或黄粉虫）平静后，将纸杯拿开，从第2分钟开始记录鼠妇（或黄粉虫）的数量，然后每隔一分钟记录一次明亮处和阴暗处的鼠妇（或黄粉虫）的数目，共记录10次。观察整个实验过程，笔者发现相比使用原实验装置，此实验中实验动物的活动情况较为平静。表1和表3分别为两个实验中具有代表性的实验数据，表2和表4是以班级为单位统计的各实验小组第10次数据及其平均值。该数据与使用原实验装置进行实验的数据（其他研究者所发表的）相比，离散程度更低，由此可以看出使用改进的实验装置得出的实验结果更加可靠。该实验结果显示在其他条件一致的情况下，不管是鼠妇，还是黄粉虫出现在阴暗处的机会都多于出现在明亮处，说明光会影响鼠妇或黄粉虫的分布。而通过两个实验结果的比较可以看出，相比黄粉虫，鼠妇出现在阴暗处的数目更多，说明鼠妇比黄粉虫对光刺激的敏感度更高。

[   参   考   文   献   ]

[1]  张秀红，朱丹.关于“探究非生物因素对某种动物影响”实验教学的研究[J].生物学通报，2016（12）：35-37.

[2]  戚智河，罗伟萍.“非生物因素对鼠妇分布的影响”实验方案的改进[J].生物学通报，2018（11）：47-49.

[3]  王娣英. 非生物因素对某种生物的影响实验探究[C]. ∥《中国教育技术装备》杂志社.第五届中国教育技术装备论坛获奖论文集（中），2014：789-798.

[4]  林慧.“非生物因素对某种动物的影响”系列探究活动实例阐述[J].生物学教学，2013（8）：67-69.

（责任编辑 黄春香）