“鱼鳍在游泳中的作用”实验方案的改进

杨利银 仲建新

摘 要： 文章就生物学八年级教材中“鱼鳍在游泳中的作用”的实验探究，归纳总结提出实验改进方案并补充讨论问题，从而突出实验现象，以取得良好的实验效果，有效解决实验难点。

关键词： 鱼鳍的作用 实验方案 改进方案

“鱼鳍在游泳中的作用”是人教版生物学八年级上册教材中安排的一个学生探究活动。该探究活动不直接用研究对象鱼为实验材料，通过模仿实验对象制作模型模拟探究实验，激发学生学习兴趣，培养学生的动手能力、观察能力和分析能力。但是该探究实验的模型制作不够具体，做出来的模型差异通常很大，观察到的实验现象也有明显差异。为了突出探究实验现象，减少误差，笔者通过多次模拟实验，对该探究实验方案进行改进使其具体化，以突出实验现象，解决实验难点，便于教师对探究教学进行有效指导。

1.教材中关于“鱼鳍在游泳中的作用”的探究方案

1.1取一个气球，往里灌进一半的水，将饮料管插进气球口，用手压扁吸管，然后用橡皮筋扎紧气球颈部。

1.2將饮料吸管折过来后，用另一根橡皮筋扎紧。

1.3把剪成尾鳍形状的两个硬塑料片放在气球颈部两侧，用一根橡皮筋扎好后，用订书器（或回形针）把两片“尾鳍”的边缘订（夹）在一起，然后将塑料刀从下向上插入两片“尾鳍”之间。

1.4把做好的“鱼”放进一盆水中，用一个手指轻轻按住“鱼”的前部，再拨动塑料刀，使“鱼”的“尾鳍”左右摆动，观察这条“鱼”能否前进。

教材中对实验材料的使用和实验操作注意事项没有具体介绍，探究实验完成后设定了三个讨论题。

2.在探究实践中改进方案

2.1第一步，往气球里灌进一半的水。课本上是往气球里灌进一半的水。在往气球里灌水的时候，因为水的重力作用，气球会比原来增大，所以学生在探究时，其实灌水多少没有统一的标准。有的小组灌了原来气球大小的一半，有的是气球变大时的一半，有的甚至快灌满了。这样模拟实验时，有的“鱼”的身体比较轻，在水里漂得很高，“鱼尾鳍”摆动对“鱼身体”的推动作用不明显。水灌得太多，“鱼身体”几乎完全沉在水中，影响实验效果。最适合的水、空气应该是多少呢？

笔者经过多次探究实验，观察不同水、空气比例的实验效果，发现水少于吹大的气球一半时，浮力很好，“鱼体”在水面很“活跃”，“尾鳍”轻轻一摆，“鱼”就左右前后地摆动了，必须用一个手指轻轻按住“鱼”的前部，才看得出尾鳍的作用。

装的水有吹大的气球一半时，浮力也很好，由于水平面的作用，“鱼”有一半的“身体”露在水面，能看出尾鳍在游泳中的作用，但还需要用一个手指轻轻按住“鱼”的前部，不然会明显地左右摆动。

装的水超过吹大的气球一半，达到三分之二时，“鱼身体”中露出水面三分之一。也可以把气体吹进去后，用手捏住气球口，把气球放平，水平举起，看到水超过“鱼”的“侧线”部位，几乎把尾部（气球颈部）装满时，“鱼”在水中比较稳定。摆动尾鳍时，即使不用手按住“鱼”的前部，“鱼”前进的现象也很明显。这个水和空气比例的模型，模拟实验现象最接近真实情况，在模拟实验中笔者认为是最好的。

2.2选择的饮料吸管要稍硬一点，并可以折弯，长约20厘米，吸管两头水平。在实验中发现，吸管的作用不仅是便于把气体吹到气球里，还有助于发挥鱼脊柱的作用。应该使吸管插到距离吹大了的气球内壁1厘米左右。留大约三分之一，折过来与气球颈部捆扎在一起。有类似于鱼脊柱的吸管在气球里，在摆动“鱼尾鳍”时，游泳现象就很明显。吸管两头是水平的，不容易戳破气球。

可以根据气球大小，选择长短不一的吸管，但吸管插到距离吹大了的气球内壁基本就是小于1厘米。这样实验效果更显著。

2.3制作鱼尾鳍前，要求学生根据日常生活中观察到的鱼尾鳍的形状，自己在塑料片上设计图绘鱼尾鳍的形状并裁剪。每个小组做出来的形状都不相同，多数小组都至少尝试了两种以上形状、大小不同的鱼尾鳍。模型做好初次实验之后，大多数小组都把小的鱼尾鳍换成大的鱼尾鳍，有的把窄、尖的形状换成宽、圆的。学生在探究过程中自然发现了鱼尾鳍的形状、大小对游泳的影响。

对实验效果显著、形状自然的“尾鳍”、“鱼身体”进行了测量比较，裁剪的尾鳍及柄长小于“鱼”身长0.5厘米左右，“尾鳍”宽度等于或小于“鱼”身体宽度0.5厘米左右。尾鳍柄的长度比尾鳍长0.5～1厘米。

2.4在制作“鱼”的“尾鳍”时，不要用订书器订牢，使用回形针效果更好，更便于更改制作的模型，塑料片和回形针都可以重复使用，不浪费材料，体现出节约的意识和理念。

2.5有的同学在模拟实验时，为了图方便，不制作塑料刀，从下向上插入两片“尾鳍”之间，就只好直接摆动尾鳍，造成实验不方便，因此塑料刀的制作就成为不可缺少的步骤。在实验中发现宽度为1.5厘米左右塑料刀的实验效果较好。

3.实验结束的讨论

在教材三个问题的基础上，教师可再设问：“你观察到日常生活中鱼鳍的形状、大小有哪些？它们与游泳速度有什么关系？”引导学生学会做生活的有心人，善于观察生活现象并发现问题，善于思考，从而有效培养观察能力和创新能力。

4.实验方案改进的效果

在完成探究实验时，如果完全按照课本的方案进行，则做出来的模型差异很大，观察到的实验现象有明显差别。经过实践改造，具体化模型的各部分比例、范围，实验现象就很明显，几乎不用手按住“鱼”的头部，就看到了实验现象，解决了实验教学中的难点问题。

参考文献：

[1]课程教材研究所编著.生物学（八年级上册）.人民教育出版社，2001，12，（第1版）.