唐晓春 张宜萍
(江苏省南京师范大学附属扬子中学 210048) (江苏省南京市扬子第一中学 210048)
“探究蚯蚓在什么样的物体表面爬得快”实验是苏教版《生物学》七年级上册第2章第2节“科学探究的基本方法”中的内容。教师普遍认为,该实验的难点在于实验材料蚯蚓的数量不足、蚯蚓在实验中不配合(如要么静止不动,要么爬行路线杂乱无章)、实验材料如玻璃板准备不够和实验数据的处理四个方面。下面就从如何突破这四个难点展开分析。
当学生学习这部分内容时,天气渐冷,蚯蚓不太好找,且在城市能挖蚯蚓的土壤原本就比较少。很多学校一个年级有十几个班级要做该实验,“自己去挖”不能满足实际需求,且过分的挖掘可能也会对周边环境带来一定的负面影响。如果只选很少数量的蚯蚓,不同的班级重复地使用,对蚯蚓的伤害可能会比较大,不符合关爱生命的教育理念,所以蚯蚓的来源成为该实验的难点之一。依靠在周边的土壤中挖掘蚯蚓,解决途径比较单一。此外,还可以借助网购途径来解决,从附近的养殖户那里购买本地的蚯蚓。当然,不要在离当地太远的地方购买,一可降低运输风险;二可避免外来物种的入侵。
2.1 蚯蚓不爬 天气已经转冷,蚯蚓无论是放在纸板上还是玻璃上,都不怎么主动地爬行,无法开始实验。
蚯蚓生活在土里,靠皮肤呼吸,由于土壤颗粒之间有空隙,呼气吸气不费力。雨后雨水渗进土,土壤中空隙变小空气变稀,蚯蚓呼吸困难,钻出地面找氧气。将蚯蚓从土壤中取出后,先放在盛有水的烧杯中浸泡30 s左右,此时会发现原本不动的蚯蚓会在水中“挣扎”,再将蚯蚓取出进行实验,这时的蚯蚓基本都会主动地迅速爬行。该方法只是相当于野外的蚯蚓经历了一次雨水而已,不会对蚯蚓造成太大的伤害。
2.2 蚯蚓爬行路线杂乱无章 实验中有部分蚯蚓虽然爬行(或在人为的刺激下爬行),但是爬的方向不规则,到处乱爬,或者爬行时,常常身体是弯曲的,路线也不规则,准确测量爬行距离比较困难。
解决措施一是将蚯蚓身体上沾一些泥水(或水彩液),蚯蚓爬过的地方会留下痕迹,再用尺子测量。如果线路是弯曲的,可以用一根棉线,沿着蚯蚓留下的痕迹摆放好,在棉线的起点和终点分别作标记,再将棉线拉直,用尺子测量棉线的长度,从而得出蚯蚓爬行的距离。这种方法的弊端是误差过大。
解决措施二是将两把直尺(30 cm)没有刻度的一侧用胶带粘贴好,倒置在纸板上或玻璃板上,形成一个一面开口的三棱柱。由于蚯蚓在逃生时会做直线运动,此时,将蚯蚓置于这个狭窄的空间内,它会沿着尺子的一侧边缘做直线运动,可以记录下蚯蚓身体前端所处的刻度即起始刻度,当蚯蚓运动到终点刻度时,记录运动时间即可。需要注意的是:由于直尺有刻度的一面比较粗糙,为了减少刻度对蚯蚓身体的阻力及伤害,可以把光滑的一面朝内,粗糙的一面朝外(可以体现对实验动物的关爱)。这种方法优点是记录的数据较准确。
3.1 纸板太干燥 设置对照实验时,一般情况下都习惯于使用粗糙的硬纸板作为粗糙的表面,用玻璃作为光滑的表面进行对照。但是,由于纸板太干,蚯蚓身上分泌的黏液将自身粘在纸板上,蚯蚓爬行很困难。
建议将纸板和玻璃表面都用水打湿,在潮湿的情况下,不影响单一变量,效果不错。
3.2 玻璃板准备不够 一般家庭里很少有大小合适的玻璃板来做实验,且学生路上携带不太安全,如何来满足该实验的需求,只能由学校统一购买足够的玻璃板(40 cm×5 cm)。
教师可以介绍学生利用速度的计算公式(速度=长度/时间),采用计算速度的方式,直接对比速度的大小得出爬行快慢,这样不用再局限于固定时间还是固定距离,只要同时记录爬行过程的时间和距离就可以。有时,蚯蚓运动起来还是较快的,由于实验中又要计时,又要看刻度,学生往往手忙脚乱,实验数据就会出现误差,此时如果用手机视频拍摄下蚯蚓运动的过程,记录员可以重复观看视频,找到蚯蚓运动过程中的起点、终点及运动时间,可以获得相对科学的实验数据。
由于一次实验所用的时间较短,每个小组可以用不同的蚯蚓做多组对照试验,并计算平均值,最后将全班数据进行汇总,得出实验结论。