“金鱼学习行为”的探究实验教学设计_钱乾.pdf

“金鱼学习行为”的探究实验教学设计钱乾(江苏省常州市丽华中学常州213001)摘要经过对全国各种版本教材进行比较分析后，创造性地设计了金鱼“循声觅食”实验。让学生在主动参与动物学习行为的实验探究之中，激发对自然界的好奇心，提升从生物现象中发现和提出问题以及自主设计实验方案、获得实验证据的能力，形成创新意识。关键词学习行为探究实践核心素养义教课标初中生物学1研究背景义务教育生物学课程标准(2022 年版)中有“动物的运动和行为”的主题，该活动建议观察动物的不同行为1，在全国不同版本初中教材中该活动的呈现方式略有差异。例如，人教版中设计了“资料分析”和“探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为”;苏教版设计了“讨论动物的学习行为是如何形成的”;苏科版设计了“鸡的学习行为”等。由于设计完成鼠、鸡学习行为的探究实验，操作起来比较复杂和难以控制，大多教师在上课的过程中，会采取视频、图片或文字的教学方法，展示动物的学习行为，再组织学生来讨论。学生通过一定的分析与归纳后，也能得出动物学习行为形成的过程。但缺少了探究实践的环节，就难以达到义教课标的具体要求，从而无法培养学生在真实情境下分析问题与解决问题的能力。金鱼是学生喜欢的小动物，观察金鱼的学习行为可在课堂上操作实施，也可在家庭中进行长期饲养与观察，比较容易调动学生学习的热情。同时，也可避开许多学生对其他动物(如鼠类)的恐惧心理。本文是以苏教版初中生物学教材八年级(上)为载体2，将声音与金鱼的觅食行为之间建立联系。在探究金鱼循声觅食的实验中，让学生认识到学习行为建立的过程、特点及与先天性行为间的关系。可让学生自主构建知识体系，联系生活中的学习情境，实现知识迁移和应用。2教学过程在生物学实验室的前后分别放置 2 个大小相同的鱼缸，每只缸中放入 10 条小金鱼，饥饿 24 小时以上。准备饵料、秒表等实验材料。2 1分析现象，形成生物学概念以小组为单位，展示宠物行为的视频和观察日记，将学生描述的现象(如刚出生的小狗喝奶、见了主人摇尾巴、去指定地点排便和玩飞盘等现象)进行提炼，区分哪些是属于先天性行为，哪些是属于学习行为，并进一步讨论归纳出两种学习行为的形成时间、获得方式、行为特点和意义等。在明确了学习行为和先天性行为两者的内涵与外延后，通过视频呈现蚯蚓和小鼠走迷宫的案例，学生通过观察和讨论后发现，蚯蚓较难顺利地找寻到食物，但小鼠通过练习后就可顺利地完成。在多次尝试后，小鼠走迷宫所用的时间也会越来越短3。从实验证据分析得出“动物学习行为要建立在一定的遗传基础之上”的观点。神经系统的发达程度与训练的强度决定了学习的效果，从而得出学习行为和先天性行为两者之间有着密不可分的联系。2 2创设情境，组织探究活动联系学生在公园里欣赏池塘中的金鱼时也常会发现，在还没有投喂食物时，金鱼却会循着人声而聚集的现象。于是，就提出“鱼有耳朵吗?鱼的这种行为是生来就有的吗?”等问题，来引发学生的思考。引导学生思考问题，作出假设，设计并进行实验探究。2 3小组合作，获取实验证据步骤是:将 A、B 两个鱼缸分别放置在生物学实验室的前面与后面，分别将 10 条小金鱼放入两个鱼缸中，并使小金鱼处于安静与饥饿状态;A 组鼓掌发出声音，5 s 后投喂少量饵料;B 组不发出任何声响，直接投喂少量饵料，观察金鱼的觅食行为，并记录时间(表 1);一段时间后，重复步骤;重复多次后，记录金鱼循声觅食反应时间的变化。如果实验在课堂时间内无法完成，也可在课后或在家庭中继续完成。表 1金鱼循声觅食反应时间记录第 1 次第 2 次第 3 次第 4 次A 组B 组2 4数据分析，作出理性判断汇总实验数据，思考并回答问题:随着实验次数的增加，金鱼循声觅食反应的时间发生了什么变化?金鱼循声觅食行为是如何建立的?撰写实验报告，并进行展示与交流。通过数据分析发现，初投喂饵料时，A 组和 B 组的觅食行为差异较小，随着鼓掌与投喂饵料的多次刺激，A 组金鱼听到鼓掌声出现觅食行为的反应速度逐渐加快。学生认为金鱼循声觅食行为是后天形成，多次刺激可强化循声觅食学习行为的建立。67生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期人教版高中生物学新旧教材“艾滋病”部分的比较分析黄燕李伟华*(华南师范大学生命科学学院广州510631)摘要通过分析比较人教版高中生物学新旧教材中“艾滋病”部分的内容，阐明新教材在教学内容编排、范围和表达上的变化，并补充新教材未明确提及的人体感染 HIV 后的细胞免疫过程，旨在为高中生物学教学提供参考。关键词人教版高中生物学教材艾滋病比较分析截至 2020 年底，全球约有 3 770 万人携带人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)，当年新增约 150 万例。截至 2021 年 10 月底，中国报告现存艾滋病感染者 114 万例，当年 110 月新增 11 1万例，每年新增的 1524 岁的青少年感染者约 3 000例。防控传染病的关键在于预防，而预防的首要任务就是普及艾滋病知识。在高中生物学教材中，“艾滋病”部分的内容位于“稳态与调节”模块。人教版高中生物学教材 2019 版(新教材)与 2004 版(旧教材)相比，此部分内容有较大的调整。本文旨在分析新旧教材的异同并补充人体对抗 HIV 感染的适应性免疫过程，以期为生物学教师备课和“健康中国”政策的践行以及保障青少年身心健康提供借鉴。1新教材对“艾滋病”部分的修订1 1内容的编排新旧教材均包含艾滋病的感染、发展和预防的内容，但具体编排及其意图有所不同。针对艾滋病的感染与发展的内容，旧教材中作为免疫系统第三道防线作用机制的情境导入，放在“免疫调节”内容中。新教材则作为免疫系统第三道防线作用机制的迁移应用和深化，放在“免疫失调”内容中。新教材这样编排的主要好处:免疫系统第三道防线作用机制和 HIV 对人体免疫系统的破坏机理都有一定思维难度，且分别主要是人体特异性免疫正常和不正常的机理，分步学习可降低学习难度，利于学生形成更清晰的知识框架，增强学生学习自我效能感，可以让学生深入理解特异性免疫的意义和作用机制，体现知识的迁移和学习的递进。对于艾滋病预防的内容，旧教材在“科学技术社会”栏目中以材料阅读和讨论题的形式呈现，在实际教学中若课时紧张容易被跳过。新教材则在正文中用宋体字直接呈现，体现了新教材对该内容的重视。1 2内容的扩充从以下三类栏目进行分析:1 2 1“本节聚焦”栏目“本节聚焦”提示本节核心学习任务。新教材除了要求学生学习艾滋病的预防外，还增加 HIV 感染人体的机理的学习要求，这提示教师要引导学生知其然并知其所以然。1 2 2“思考讨论”栏目新教材主要增加以下四个内容:HIV 侵入人体后的潜伏期时长;目前艾滋2 5假说演绎，培养迁移能力通过掌声与投喂饵料之间的多次刺激，训练金鱼形成循声觅食的行为。如果行为建立后，只是鼓掌，而不投喂饵料，那金鱼的循声觅食行为会消失吗?请学生提出假说，并进行演绎推理，设计与完成实验加以验证1。在这个探究实验中，学生挑选已经建立起循声觅食行为的金鱼，只发出掌声，不投喂饵料。分别重复 50 次、100次、150 次和 200 次后。实验结果发现:当经过一段时间的只鼓掌、不投喂饵料的训练之后，金鱼循声觅食的行为会持续较长的一段时间，但有逐步弱化的趋势。2 6归纳提炼，形成生命观念学生通过建立金鱼循声觅食的学习行为，理解动物行为的生理基础和建立机制，发现生命活动的规律、生物与环境的关系。运用生物学概念理解和解释生物学现象，认识到动物行为的产生是长期自然选择的结果。动物通过学习行为可不断地提高对外界环境的适应性，从而形成进化与适应观4。3教学反思探究金鱼循声觅食行为的建立需要使金鱼处于自然状态下，避免无关变量对实验结果的干扰，这对课堂教学的管理提出较高的要求。教师还要精心预设实验教学的各个环节，给学生留下充足的时间思考、讨论、实验、归纳和交流。(基金项目:江苏省中小学教学研究第十四期课题“基于学习空间创新的生物学教学方式变革实践研究”，No 2021JY14L07)主要参考文献1 中华人民共和国教育部 义务教育生物学课程标准(2022 年版)M 北京:北京师范大学出版社，20222 汪忠 义务教育教科书生物学八年级(上)M 南京:江苏省凤凰教育出版社，2022:953 牛叠亚，张斌:活动丰富度对小鼠学习记忆能力的影响J 生物学教学，2021，46(5):71724 李银乐“探究小鼠的学习行为”一节的实验设计例析J 生物学教学，2022，47(4):7073 77生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期