利用学校自身优势 培养学生创新思维——以蚁蚕是靠什么觅食的科学探究活动为例

发表时间:2020/5/21   来源:《中小学教育》2020年4期   作者:杨光
[导读] 此次探究活动,我们用学生都很熟悉而且还普遍认为自己对它有一定了解的蚕作为实验对象,去探究蚁蚕是靠什么去觅食这样一个科学问题。
        [摘要]国务院办公厅2016年印发的《全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016-2020年)》,要求“普及科学知识和科学方法,激发青少年科学兴趣,培养青少年科学思想、科学精神和创新思维”。但是现实的教学中,由于教师、学校的安全责任大和学生的课业负担重,尤其是不能利用好学校自身优势,学生很少开展综合实践活动,学生的创新思维没有得到有效培养
        [关键词]提出问题;问卷调查;科学实验;适时总结
        一、提出问题
        在老师指导下学生通过网络和学校图书馆查阅有关蚕的资料,提出相关问题。首先弄清楚动物觅食主要是指动物寻找食物的阶段,动物主要靠长期进化形成的听觉、视觉、嗅觉来发现和鉴别食物。很多动物包括我们人类在寻找食物的时候,会用眼睛看一看,或者用鼻子闻一闻食物,甚至用嘴尝一尝,从外观、气味、口味等方面来判断它能不能吃,或者好不好吃。那么,蚁蚕有没有眼睛、鼻子、舌头这些器官呢?
        1.蚁蚕的眼
        蚁蚕作为一种昆虫是有眼睛的,蚕的眼睛很小,长在头部两边靠近蚕的嘴巴,像两个小黑点,蚕的“眼睛”只是一些感光细胞罢了,所以蚕的眼只感光,基本没有视觉作用。
        2.蚁蚕的鼻
        蚕的“鼻子”太特别了,它竟然有18个“鼻孔”,而且还不是像其他动物长在头部,而是全身都长着鼻子。蚕的“鼻子”,准确的说是它的呼吸器官,叫“气门”在身体的两侧,胸部8对,头部1对。
        3.蚁蚕的嘴
        蚕的嘴是咀嚼式口器。咀嚼式口器在昆虫中是比较典型的,它和人的嘴巴一样有上唇、下唇、上颚(牙齿)和舌,但同时它还有下唇须、下颚和下颚须。上颚的前端有锋利的齿,叫做切区,用来切断食物;它的后部有一粗糙面,叫做磨区,用来磨碎食物。因此,昆虫的上颚与人类牙齿的排列和功能有异曲同工之处。下唇须、下颚和下颚须是感觉和辅助取食器官,下唇须和下颚须有味觉、嗅觉和触觉的功能。  
        4.蚁蚕的触角和足
另外,我们还了解到,蚕的头部还有一对短短的触角,身上有8对足,这样的身体结构和蚕的觅食有什么关系吗?
        二、科学实验
        为了彻底弄清楚蚁蚕究竟是怎么觅食的,科技小组的同学在老师的指导下,在学校的科技实验室孵化了约200条蚁蚕,每天安排两个同学用校园里的桑叶喂养蚕。同时设计了几个实验,来探究验证蚁蚕是怎样找寻食物的。
        (一)准备实验用品
        1.40条出生4—5天的一龄蚁蚕。
        2.已摘下来一两天未变色的桑叶和刚摘的新鲜桑叶、黄桷树叶、樱花叶、玉兰叶、美人蕉叶若干张。
        3.糖水、石灰水、大蒜汁、陈醋、调料酒、鸡精、孜然粉、盐水各一小份。
        4.保鲜袋两个,A4白纸若干张。


        (二)实验过程
        1.验证蚁蚕是否靠视觉来觅食
        实验时间安排在晚上,找一个大纸盒,用两张A4纸分开盖住新鲜桑叶的两边,两张纸间留约2厘米长的缝隙露出桑叶,放在纸盒里。把10条蚁蚕放在纸上,离桑叶约3-4厘米。然后用纸盖住盒子,关灯,保持室内黑暗。
        一个小时中,每隔10分钟揭开盖在上面的纸在微光下观察蚁蚕的活动变化,50分钟后10条蚁蚕都跑到缝隙的桑叶上去吃叶子了
        实验结果:在完全没有光线的情况下,蚁蚕能够找到桑叶并爬过去吃食,说明蚁蚕不是靠视觉来觅食的。
        2.验证蚁蚕是否靠辨别气味来觅食
        把新鲜的桑叶放在保鲜袋里,把袋口封牢,确保桑叶的味出不来。然后放在20条蚁蚕的旁边,另一边放一片新鲜的桑叶对比,蚁蚕距离两种桑叶最小1厘米,最大4厘米。在光线充足的情况下,每5分钟记录一次观察蚁蚕的活动情况。
        实验结果:半小时内,只有4条蚁蚕爬到保鲜袋上去过,其他全部爬到新鲜的桑叶上大吃特吃。看来,蚁蚕不会去探寻保鲜袋中的桑叶能不能吃,就完全被新鲜桑叶的气味吸引过去了。
        3.验证蚁蚕是否靠味觉来觅食
        我们将糖水、石灰水、大蒜汁、陈醋、调料酒、鸡精、孜然粉、盐水8种物品的液体分别涂抹在桑叶上,晾干后,将5条蚁蚕捉上去,每10分钟记录一次有多少条蚁蚕在吃这些叶片。
        一个小时内,我们观察,蚁蚕不吃涂有大蒜汁、陈醋、调料酒、和孜然粉的桑叶,有一两条蚁蚕尝了下涂有鸡精液和盐水的桑叶。蚁蚕特别喜欢涂抹过糖水和石灰水的桑叶。此外,我们还把新鲜的桑叶捣成汁,在保鲜膜上画个圆圈,将新鲜的桑叶汁涂抹在圆圈里,把蚁蚕放到圆圈外约3厘米,一会圆圈外的蚕宝宝都跑到圈里去了。贪吃的蚕宝宝连捣碎的桑叶也不放过,美美的吃起来。
        实验结果:说明蚁蚕和人一样是有口味的,不是什么味道的桑叶它都吃,它只喜欢吃某几种口味的桑叶。但它喜欢新鲜桑叶的味道,哪怕是把新鲜桑叶涂在保鲜膜上,蚁蚕依然喜欢去吃,而不管它是不是真正的桑叶。同时也说明,蚁蚕是看不见桑叶的,基本就靠气味来判断吃的是不是桑叶。
        4.验证蚕是否靠触觉来觅食
        新鲜的桑叶和已摘下来一两天未变色的旧桑叶各切成宽约1厘米、长约5厘米的3条长方形,并排放好。桑叶两边1厘米处各放1 0条蚁蚕,观察蚁蚕是选择新鲜桑叶或者旧桑叶,每5分钟记录一次蚁蚕的活动。
        实验结果:通过观察,15分钟后蚁蚕都选择新鲜的桑叶。我们又把几条蚁蚕放到旧桑叶上去,一会它们还是都爬到新鲜桑叶上去了。说明,哪怕是摸起来感觉一样的桑叶,蚁蚕还是会选择气味更浓的新鲜桑叶。
        5.验证蚁蚕是否只吃桑叶
        我们在校园里采集了黄桷树叶、樱花叶、玉兰叶、美人蕉叶,将蚁蚕捉上去,每种叶片各放10条小蚕。我们仔细观察,10分钟、30分钟、两个小时后,蚁蚕虽然在叶片上面来回到处爬,但就是不吃这几种叶子。我们眼看蚕宝宝快饿坏了,赶快在这几种树叶上放几片小块的桑叶,它们立即在上面去吃起来。
        实验结果:我们发现,蚁蚕只吃桑叶,不吃黄桷树叶、樱花叶、玉兰叶、美人蕉叶。
        三、适时总结
        此次探究活动,我们用学生都很熟悉而且还普遍认为自己对它有一定了解的蚕作为实验对象,去探究蚁蚕是靠什么去觅食这样一个科学问题。通过问卷调查对比最后实验结果,让学生看到这个看似简单的问题却有75%的同学都答错了。这个结果对学生的震撼很大,让他们明白平时对很多事物,只是通过表面观察没有认真思考、仔细验证,就得出的结论往往是不正确的。这说明,我们平时看到或者听到的某些知识,并不是正确的。我们要敢于怀疑这些知识,并认真验证它们,才能得出正确的结论,并在实践活动在培养、提高创新思维能力。
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