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“蚯蚓在什么样的物体表面爬得快”探究实验中遇到的问题剖析

新课程改革倡导学生进行探究性学习，要求教师为学生提供亲自尝试和实践的机会，注重对探究过程的体验，而不是过分注重探究结果，因此，上好“探索生命的方法”一节课，显得尤为重要。

通过平时生活经验的积累，学生已经知道蚯蚓一般生活在潮湿、疏松、富含有机物的土壤中。

实验前教师要求学生自己抓蚯蚓，每人一条，旨在培养每位学生的动手能力。

教师先组织全班讨论蚯蚓的生活习性，让学生感知刚毛的存在，然后再由学生分组讨论如何设计此探究实验。

学生讨论得出两种方案：

（1）把蚯蚓分别放在玻璃板和硬纸板上，计时，测量规定时间（如1min）内蚯蚓所爬过的路程；

（2）先用直尺量一定距离（如10cm），再把蚯蚓分别放在玻璃板和硬纸板上，再计时，测定蚯蚓爬行规定距离所用时间的长短。

我带领全班学生一起分析这两种方案的利弊，因为蚯蚓爬行过程中不太可能会按照既定的直线爬行，有学生建议用两把尺子拦起来，使其不往两边爬，但随即被另外的学生否定，因为这样就有了人为因素的存在，不能很好地说明问题，故一致决定采用第一种方案。

然后我提出问题：

在实验中，是用同一条蚯蚓好呢还是用2条蚯蚓好?

后经讨论一致认为用同一条蚯蚓更好，排除了个体差异，但是存在先在哪个板上爬的问题，因为第2次爬的时候可能因体力问题会影响实验结果，所以尽量选择大点的、生命力强的蚯蚓。

学生实验后统计每组实验结果，大多数实验小组的结果与预期的相反：

在玻璃板上爬得较快。

这是为什么呢?

课后我查阅了大量的资料，发现蚯蚓的身体由许多体节构成，体表湿润并且有许多粗糙的刚毛，体壁有黏液，蚯蚓的运动是依靠纵、横肌的交互伸缩及体表刚毛的配合而完成的。

当蚯蚓前进时，身体后部的刚毛钉入土内不动，横肌收缩、纵肌舒张，身体就向前伸，接着身体前端的刚毛钉入土内不动，纵肌收缩、横肌舒张，身体缩短而前进。

那么，理论上讲蚯蚓还是应该在硬纸板上爬得快，那为什么实验结果却相反呢?

经分析，我认为可能原因有以下几点。

1实验材料

本次实验中玻璃板和硬纸板均由实验室提供。

而实验室中的玻璃板购买时间已长，经过若干次实验和清洗，上面薄薄的一层蜡已经没有了，也就是说玻璃板已经不像原来的那么光滑了，而硬纸板采用的是比较薄的略微粗糙的硬纸，所以相对玻璃板来讲，两者粗糙程度其实并没有太大的差别。

还有一个比较重要的原因：

硬纸板比较干燥。

蚯蚓体表的黏液与干燥的硬纸板接触导致蚯蚓难以前行。

所以我认为做实验之前，应给玻璃板涂上一层薄薄的蜡，实验过程中更要保持蚯蚓体表湿润，可以先在硬纸板上洒些水，也可以在实验过程中适时地向蚯蚓体表洒水。

2实验材料──蚯蚓对实验的影响

课前学生抓到的蚯蚓一般是放在简易容器内带到学校来，如一次性纸杯为了维持它的正常生活，里面通常铺一层湿泥土或烂叶，将蚯蚓取出作实验时，蚯蚓体壁就粘有泥土屑，这就导致即使在光滑的玻璃上也仍然存在着一个粗糙的环境。

所以实验之前应取出蚯蚓，最好用水洗去蚯蚓体表附着的泥土屑等。

另外，虽然为了避免个体差异，实验过程中已经选用同一条蚯蚓，而且选了生命力较强的大点的蚯蚓，但爬行的先后对实验结果还是会有影响，故应该安排爬完第一次后，休息2min后，再用另一块板测试，而且为了保留体力，规定的时间最好不应设太长，1min就足够了。

3影响实验的人为因素

实验过程中仍然看到学生用尺或笔触碰蚯蚓的身体，这就影响了蚯蚓的运动，影响了实验结果。

4实验结果的处理

一次实验结果并不能代表所有的实验结果，所以应多做几次实验，算概率，比较在玻璃板上爬得快的概率大还是在硬纸板上爬得快的概率大。

实验结束后，请把蚯蚓放回大自然。

探究实验──菜青虫的取食行为

师：

一起回忆探究实验有哪几个环节。

生：

提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流。

师：

今天我们以菜青虫为例，探究动物的行为。

我们先来熟悉我们的探究对象。

生；（介绍菜青虫）菜青虫是菜粉蝶的卵经过大约一周左右时间发育成的幼虫，它以十字花科植物的叶片为食，是危害十字花科蔬菜的重要害虫，长大后变为蛹，最终羽化成菜粉蝶。

师：

展示学生采集和饲养虫卵的录象片段。

生：

对照屏幕介绍采集和饲养过程。

在十字花科植物叶片的背面找到的虫卵，连同叶片一起采集回来，在适宜的温度和湿度下饲养，4～5天相继发育成了幼虫。

师：

万事具备，开始分组实验。

生；逐个环节进行。

师：

巡查。

（掌握实验进行情况，对共性问题做到心中有数。

在“讨论和完善计划”这个步骤，同学们的疑问比较多，有必要提请全班讨论，迅速解决。

）

师：

出示讨论题。

讨论题1：

为什么要从卵开始进行隔离饲养？

直接从十字花科植物叶片上采集幼虫做实验不可以吗？

生：

不可以。

因为我们探究的是菜青虫的取食行为是先天性的行为还是学习行为，如果直接用菜青虫做实验，它取食十字花科植物叶片的行为是生来就有的还是后来学的就不能确定，实验的可信度降低。

师：

有道理。

讨论题2：

怎样对菜青虫卵进行隔离饲养?

生：

要模仿它自然生活环境条件饲养,如光照、温度、湿度、充足新鲜的食物等。

生：

要多取些卵，保证幼虫的数量。

师：

想得很全面。

讨论题3：

选择哪些种类的叶片较好？

生：

选十字花科植物的叶片和非十字花科植物的叶片。

师：

只选十字花科植物的叶片可以不？

生：

不可以，要用其他植物的叶片做对照才能说明问题。

师：

选上面带毛或刺的叶片可以不可以？

生：

不可以，这样不能确定是毛或刺影响了菜青虫取食还是菜青虫根本就不取食这类植物的叶片，所取的叶片要和十字花科的叶片相似，软、光滑、阔叶等。

师：

讨论题4：

实验用的叶片和滤纸等应当一样大吗？

生：

要一样大，不要因为叶片的大小不同影响菜青虫的选择。

师：

讨论题5：

滤纸的颜色要和菜叶一样吗？

生：

象上一个问题一样，要避免其他因素对探究问题的影响。

师：

讨论题6：

用什么方式让菜青虫对不同的叶子或滤纸进行积极选择？

生：

要在菜青虫饥饿状态下实验，这时它会积极地去找食物，效果要好些。

生：

真叶和假叶与菜青虫的距离要相同。

生：

叶片还不能离菜青虫太远，要让菜青虫容易找到。

师：

很对。

讨论题7：

对照实验要在同样的时间和地点来做吗？

生：

是的，要在相同环境条件下进行，保证实验的严谨有效，更有说服力。

师：

谁来说说你们组的实验计划，让大家参考一下，好吗？

生：

1、挑选20条肥壮的菜青虫。

2、准备大一些的培养皿。

3、两片小白菜叶，两片菠菜叶，两片莴笋叶。

4、将选好的叶片摆在培养皿的边缘，将20条菜青虫放在培养皿的中央，距叶片大致1cm。

5、认真观察，并做好记录。

师：

大家认为他们的计划如何，可行吗？

生：

可行。

也可以把小白菜叶、菠菜叶、莴笋叶换成浸有十字花科植物叶汁液的滤纸和没浸汁液的滤纸。

师：

当然可以，请继续实验。

生：

开始实验操作。

师：

巡视，以积极态度旁观。

生：

观察很认真，记录很详尽。

（实验结束了，结果已经出来。

）

师：

针对实验现象，我们得出的结论是什么呢？

生：

菜青虫的取食十字花科植物的行为是先天性行为。

师：

为什么这样认为呢？

生：

实验用的菜青虫从出生就没和外界接触过，它取食十字花科植物叶片的行为，是它出生后就会的，而不是根据生活经验和学习而获得的行为，是由体内遗传物质控制的。

师：

各小组表达交流实验中成败之处，互相借鉴。

先谈失败。

生：

实验用时较长，可能是叶片不很新鲜，不很吸引菜青虫吧。

生：

我们用时也长了些，可能是滤纸浸得太湿了，叶的气味小了吧。

生：

我们开始时不小心，培养皿中滴上了水，菜青虫在里面爬行得很慢，也影响了实验速度。

生：

我们的20条菜青虫可能不饿，有12条在菠菜叶和芹菜叶那边呆了半天，不过没有取食行为，后来才慢慢爬向白菜叶那边，影响了我们实验的速度。

生：

我们取菜青虫时，可能拿捏得紧了一点，有几条直到现在也没爬向任何叶片取食。

师：

虽然我们有失败，但可贵的是我们找到失败的原因，这次失败是我们下次成功的基础，失败是成功之母。

有哪些成功之处呢？

生：

所用的菜青虫数量比较适合，能说明问题。

生：

我们把小白菜叶、菠菜叶、莴笋叶做了修剪，形状、大小相同，但是并没混淆菜青虫的“视听”，最终它们各个都找到了小白菜叶，象做游戏一样，很有趣的。

生：

我们组是这样做的，选用了小白菜叶、菠菜叶、莴笋叶、芹菜叶还有浸入大白菜叶汁液的滤纸和被染料染成绿色的滤纸，为菜青虫设置了“迷魂阵”，可它们寻寻觅觅，最终还是找到了小白菜叶和浸有大白菜叶汁液的滤纸，边休息边香甜的吃起来。

生：

我们把菜青虫编为两组进行实验的，一组是比较大的菜青虫，一组是比较小的，把它们分别放入并排的两个培养皿，我们除了观察它取食哪类植物的叶，还比较了它们寻找食物的速度，大菜青虫爬行很快，找到食物也快，取食速度也快。

由此我们想到：

一定要让自己快些成长起来，让国家强大起来，否则会在竞争中被淘汰。

师：

这么多的优点足可以使我们再做这个实验时锦上添花，并且有了这么深刻的认识。

万物皆思均有得。

我们要象刚才这名同学一样，做个有心人，善于思考的人。

生：

整理实验材料，填写探究报告。