王美芹

(江蘇省東臺(tái)市時(shí)堰鎮(zhèn)后港中學(xué) 224213)

“探究螞蟻覓食行為”實(shí)驗(yàn)是蘇教版生物學(xué)教材八年級(jí)上冊(cè)第十八章“動(dòng)物的行為”的教學(xué)內(nèi)容。筆者在教學(xué)活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在完成該實(shí)驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)不少問(wèn)題。例如，學(xué)生準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材過(guò)于簡(jiǎn)單導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯；有些學(xué)生雖然按照要求完成了實(shí)驗(yàn)，但對(duì)螞蟻的覓食行為是否與食物的氣味、形狀、顏色有關(guān)以及與食物距離的遠(yuǎn)近有關(guān)等知識(shí)卻不能肯定，對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣也打了折扣。為了解決這些問(wèn)題，筆者與生物學(xué)科技活動(dòng)小組的學(xué)生共同對(duì)“探究螞蟻的覓食行為”的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)與改進(jìn)，以期為初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。

1 螞蟻覓食行為是否與食物氣味有關(guān)

1.1 設(shè)計(jì)思路 探究螞蟻覓食行為是否與食物的氣味有關(guān)，需要用不同氣味的食物來(lái)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。例如，只用一大方形盒子來(lái)盛放不同氣味的食物，食物的氣味就會(huì)相互混雜，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果造成影響。因此，可將不同氣味的食物分開(kāi)放置，各種食物相互隔開(kāi)、相對(duì)封閉，同時(shí)又與蟻群連通。實(shí)驗(yàn)所用的盒子可采用透明的材質(zhì)，以便于學(xué)生進(jìn)行觀察。實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將不同食物放在離蟻群不遠(yuǎn)的地方耐心等待。一開(kāi)始，螞蟻可能會(huì)漫無(wú)目的地爬行，當(dāng)嗅到其喜愛(ài)的味道時(shí)，它們會(huì)爬到食物附近進(jìn)行覓食。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，所有的盒子盡量不要移動(dòng)，以免對(duì)螞蟻的覓食行為產(chǎn)生影響，有利于螞蟻進(jìn)行覓食。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料 透明扁盒，也可用食品包裝盒(如透明的月餅盒、一次性餐盒，使用前須去除異味)，共5個(gè)，即盒A、B、C、D、E；其中4個(gè)大小一樣：盒B、C、D、E(11 cm×6 cm×3.5 cm)，另外一個(gè)為正方形盒子：盒A(9.5 cm×9.5 cm×3.5 cm)。4根長(zhǎng)度一樣的玻璃管(也可用透明塑料管)、打孔工具、計(jì)時(shí)器、膠水、蔗糖、鹽、辣椒醬、食用白醋、火腿腸。

1.3 裝置制作 用打孔工具在正方形盒A的4個(gè)側(cè)面各打一個(gè)與玻璃管一樣粗細(xì)的孔，再在盒B、C、D、E的透明扁盒側(cè)面各打一個(gè)孔，用4根小玻璃管，將它們連接起來(lái)。連接后盒A在中間，盒B、C、D、E在四周呈十字形。大盒A里裝蟻群，擬作螞蟻的家；盒B、C、D、E構(gòu)成覓食盒，玻璃管是作為蟻群進(jìn)入覓食盒的通道。

1.4 裝置特點(diǎn) 具體如下：

(1)便于觀察 利用透明盒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察螞蟻行為不會(huì)受環(huán)境等因素影響，易于控制螞蟻的活動(dòng)范圍，也方便記錄。利用該套裝置還可以實(shí)現(xiàn)將螞蟻搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，在課堂上完成分組或演示實(shí)驗(yàn)。

(2)操控靈活 該套裝置可很好地控制實(shí)驗(yàn)變量。每次實(shí)驗(yàn)只研究一個(gè)變量，其他變量都一致，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在每個(gè)盒子的中心釋放蟻群，用長(zhǎng)度相等的玻璃管連接覓食盒B、C、D、E和蟻群釋放盒A，盡可能做到食物與螞蟻的距離相等。覓食盒B、C、D、E均用盒蓋蓋住，還可以防止食物的氣味相互混淆。

(3)節(jié)約資源 此實(shí)驗(yàn)裝置可先后完成對(duì)螞蟻的覓食行為是否與食物的氣味、形狀和顏色有關(guān)3組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)裝置可得到充分利用，既節(jié)約資源，也大大增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性。

(4)制作簡(jiǎn)單 該模型制作簡(jiǎn)單。課前科技活動(dòng)小組分工合作自制模型，可培養(yǎng)學(xué)生善于思考，勤于動(dòng)手的能力。

(5)取材方便 該實(shí)驗(yàn)儀器材料用具大多來(lái)源于生活，方便易得，讓學(xué)生自己動(dòng)手去準(zhǔn)備，有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等建立初步的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生探究的熱情。

1.5 實(shí)驗(yàn)步驟 ①在盒A中放置適量的干濕適宜的土壤，上面覆蓋一些蟻巢土壤；捕捉40只螞蟻放入A盒中；把4個(gè)孔堵住，蓋上盒蓋，放在暗處。同時(shí)注意保持土壤適宜的溫度，對(duì)螞蟻進(jìn)行饑餓處理1～2 d。②在盒B、C、D、E這4個(gè)覓食盒內(nèi)分別放置等量的同種形狀(如方塊狀)的浸泡過(guò)糖水、鹽水、辣椒水和白醋的火腿腸。③螞蟻可以通過(guò)連通的玻璃管，爬到不同的覓食盒中覓食。從任一只螞蟻接近食物開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔5 min記錄一次，共記錄6次，統(tǒng)計(jì)不同覓食盒內(nèi)不同氣味的火腿腸聚集螞蟻的數(shù)量，將數(shù)據(jù)填入表1。

表1 探究螞蟻覓食行為實(shí)驗(yàn)記錄表

2 螞蟻覓食行為是否與食物形狀有關(guān)

探究螞蟻覓食行為是否與食物的形狀有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，與上述探究螞蟻覓食行為是否與食物的氣味有關(guān)的設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟大致相同。實(shí)驗(yàn)步驟不同的是：①實(shí)驗(yàn)材料中的食物(火腿腸)，應(yīng)準(zhǔn)備質(zhì)量相同的、同種品牌的火腿腸，并切成不同形體(如正方體、長(zhǎng)方體、圓柱體和圓錐體)；②在盒B、C、D、E這4個(gè)覓食盒內(nèi)分別放置不同形體的火腿腸。從任何一只螞蟻接近食物開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔5 min記錄一次，共記錄6次，統(tǒng)計(jì)不同覓食盒內(nèi)不同氣味的火腿腸聚集螞蟻的數(shù)量，將數(shù)據(jù)填入表1。

3 螞蟻覓食行為是否與食物顏色有關(guān)

探究螞蟻覓食行為是否與食物的顏色有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，也與上述探究螞蟻覓食行為是否與食物的氣味有關(guān)的設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟大致相同。實(shí)驗(yàn)步驟不同的是：①實(shí)驗(yàn)材料中的食物(火腿腸)，應(yīng)準(zhǔn)備質(zhì)量相同的、同種品牌的火腿腸，并用不帶氣味的無(wú)毒染色劑分別染成紅、黃、綠和藍(lán)等顏色；②在盒B、C、D、E這4個(gè)覓食盒內(nèi)分別放置不同顏色的火腿腸。

4 螞蟻的覓食行為是否與食物距離的遠(yuǎn)近有關(guān)

4.1 設(shè)計(jì)思路 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，有些學(xué)生會(huì)提出：螞蟻的覓食行為是否與食物距離的遠(yuǎn)近有關(guān)？如何進(jìn)一步探究這個(gè)問(wèn)題呢？經(jīng)過(guò)討論，大家認(rèn)為：除螞蟻與食物的距離這一自變量外，其他條件要基本相同。例如，應(yīng)選擇螞蟻喜歡的食物作為實(shí)驗(yàn)材料，同時(shí)食物的大小、形狀等要保持一致。

4.2 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)裝置基本造型與上述3個(gè)實(shí)驗(yàn)一樣，不同之處是盒A用4根長(zhǎng)度不同的玻璃管(5 cm、10 cm、15 cm、20 cm)，將盒B、C、D、E呈十字形連接起來(lái)。

4.3 實(shí)驗(yàn)步驟 ①在盒A中放置適量的干濕適宜的土壤，上面覆蓋一些蟻巢土壤；捕捉40只螞蟻放入A盒中；把4個(gè)孔堵住，蓋上盒蓋，放在暗處。同時(shí)注意保持土壤適宜的溫度，對(duì)螞蟻進(jìn)行饑餓處理1～2 d。②在盒B、C、D、E中心位置放置一段火腿腸。③從任意一只螞蟻接近任意盒內(nèi)的食物開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔5 min記錄一次，共6次，最后統(tǒng)計(jì)不同覓食盒內(nèi)聚集的螞蟻數(shù)量，將數(shù)據(jù)填入表1。該實(shí)驗(yàn)裝置能直觀有效地控制變量，用不同的長(zhǎng)度玻璃管，能直接體現(xiàn)蟻群與食物的不同距離，觀察起來(lái)也較方便，實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確。用大小、形狀、顏色等一致的火腿腸放置于透明盒的相同位置，體現(xiàn)了控制無(wú)關(guān)變量的實(shí)驗(yàn)要求。此實(shí)驗(yàn)裝置可讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成對(duì)螞蟻的覓食行為是否與距離遠(yuǎn)近有關(guān)的探究，減少了環(huán)境及人為因素對(duì)螞蟻行為活動(dòng)的影響，從而使得實(shí)驗(yàn)的結(jié)果更加準(zhǔn)確。