《探究蚂蚁“出逃”行为》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)

《探究蚂蚁“出逃”行为》说课稿

一、使用教材

实验一：人教2011课标版初中《生物学》八年级上册第五单元第二章第二节《先天性行为和学习行为》

实验二：人教2011课标版初中《生物学》八年级上册第五单元第二章第三节《社会行为》

实验三：人教2011课标版初中《生物学》八年级下册第八单元第三章第二节《选择健康的生活方式》

二、实验器材

（一）实验一

宽结大头蚁（体长2.5-2.7mm小型工蚁）、透明笔杆、试管、棉花、毛笔、计时器（二）实验二：

宽结大头蚁（体长2.5-2.7mm小型工蚁）、透明笔杆、试管、棉花、毛笔、计时器、棉签、卫生纸、小电扇、50%酒精

实验二改进版：

宽结大头蚁（体长2.5-2.7mm小型工蚁）、透明笔杆（配2个笔头）、试管、棉花、毛笔、计时器

（三）实验三：

宽结大头蚁（体长2.5-2.7mm小型工蚁）、透明笔杆、试管、棉花、毛笔、计时器、25%酒精、75%酒精

三、实验创新要求/改进要点

（一）建立了动物行为实验模型

以蚂蚁“出逃”模型探究多个主题，使学生体会科学探索永无止境。

（二）数据统计方式改进

舍弃实物投影的传统方式，充分利用多媒体资源，使实验结果实时而直观地呈现，并通过建立数学模型，实现多学科交叉的教学理念。

四、实验原理/实验设计思路

实验一：观察并比较蚂蚁多次从同一笔杆中逃出的时间变化。

实验二：观察并比较气味阻断前后蚂蚁逃出笔杆的时间变化。

实验三：观察并比较酒精作用前后蚂蚁逃出笔杆的时间变化。

五、实验教学目标

从生物学科核心素养的四个维度出发，设定了如下教学目标：

（一）生命观念：了解蚂蚁生活习性；阐述酒精对健康的危害，形成健康生活的生命观念。

（二）科学思维：学会将实验数据建立数学模型。

（三）科学探究：通过合作学习，设计实验方案并分析结果。

（四）社会责任：主动向他人宣传健康知识。

六、实验教学内容

实验一：观察蚂蚁“出逃”行为。

实验二：验证蚂蚁用气味标记路线。

实验三：探究酒精对蚂蚁行为的影响。

七、实验教学过程

（一）实验一：观察蚂蚁“出逃”行为

学生在学习《动物的运动和行为》一章后，对蚂蚁行为产生强烈好奇心，他们为蚂蚁设计了一个“迷宫”——圆规盒，在圆规盒的一端放蚂蚁，另一端放饼干屑。但蚂蚁并未去搬运食物，而是找到出口逃出来，即使更换其他食物也得到同样的结果。我在教参中读到如下案例：将蚂蚁扣入笔盖中，观察其“出逃”的行为。经过师生共同探讨，决定开展课外探究——观察和研究蚂蚁“出逃”行为。实验方法：观察并比较蚂蚁多次从同一笔杆中逃出的时间。所用器材如图1A所示：其中毛笔用于捕捉蚂蚁，试管用于存放蚂蚁。实验对象为宽结大头蚁，两后百工饲养于试管中（图1B），本实验选用小型工蚁（图1C）体长约2.5-2.7mm，活动性较强。

图1 实验一材料用具及实验对象

实验过程：将蚂蚁捕捉入透明笔杆中，并抖落入底部，平放后计时，比较蚂蚁连续5次逃出笔杆的时间变化。学生以四人为一小组，小组成员有明确的分工，培养了合作学习的能力。实验过程中，数据结果记录在屏幕的Excel中，全班共16个小组，每组一只蚂蚁，通过预先设定的公式计算出平均值，并在预设区域实时呈现统计图。得到的

数据结果如表1，统计图如图2。

数据单位：秒（s）

图2 实验一数据统计图

统计结果引发学生的讨论，蚂蚁从第二次开始，逃出笔杆的时间明显变短，是否说明蚂蚁在第一次逃出时就留下了特殊的标记呢？还有学生观察到，蚂蚁第一次逃出前，在笔头处徘徊的时间比较久，并用触角不断打探，但2-5次实验时蚂蚁可以直接逃出。结合《社会行为》一课的学习内容，学生猜想：蚂蚁第一次出逃时可能用气味标记了路线。由此引发了实验二的探究来验证这一猜想。

（二）实验二：验证蚂蚁用气味标记路线

提出问题：蚂蚁逃出笔杆时用气味标记了路线吗？作出假设：蚂蚁逃出笔杆时用气味标记了路线。制定计划：实验二所用器材如图3所示。

图3 实验二材料用具

将一只蚂蚁连续三次放入同一笔杆中，前两次不做特殊处理，而第三次用棉签蘸取酒精擦拭笔杆，以去除蚂蚁留下的气味，重点擦拭蚂蚁徘徊的笔头处，用卫生纸擦干，然后用小电扇加快酒精挥发，待酒精完全挥发后再将蚂蚁放回笔杆中记录时间。共11个小组参加本实验，每组1只蚂蚁。得到的数据结果如表2，统计图如图4。

表2 实验二数据结果表

数据单位：秒（s）

图4 实验二数据统计图

实验二结果表明，经气味阻断后，蚂蚁逃出的时间变长，并且恢复了在笔头徘徊打探的行为，说明蚂蚁确实通过气味标记了路线。

本实验的一个操作难点是要确保酒精完全挥发，排除残留酒精对实验的干扰。经过师生共同探讨，对实验方案进行了如下改进（图5）。每组准备一支笔杆和与之相匹配的两个新笔头，分别编号A、B，安装A笔头进行前两次实验，而在第三次实验中换用B 笔头。

图5 实验二改进版材料用具

共10个小组参与改进实验，每组1只蚂蚁。得到的数据结果如表3，统计图如

图6。统计结果表明，蚂蚁在新笔头内由于找不到自己的气味而耽误了逃出的时间。且在新笔头中，蚂蚁同样恢复了徘徊打探的行为。

表3 实验二改进版数据结果表

数据单位：秒（s）

图6 实验二改进版数据统计图

（三）实验三：探究酒精对蚂蚁行为的影响

随着教学进度的推进，我们进入八年级下册的学习。在《选择健康的生活方式》一课有“探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率影响”实验，该实验需在显微镜下对水蚤心率进行计数，实验难度较大，且结果不准确。学生在已有的实验基础上，再一次用蚂蚁模型，探究酒精对蚂蚁行为的影响。仍然将蚂蚁连续三次放入同一笔杆中。前两次不做特殊处理，第一次记录蚂蚁在陌生环境中逃出笔杆的时间，基于蚂蚁会用气味标记路线这一习性，需再次将蚂蚁放入笔杆中，而第三次将蚂蚁用酒精麻醉后放入笔杆，通过数据对比，检测其是否还能够识别自己的气味。实验所用器材如图7。

图7 实验三材料用具

其中试管除存放蚂蚁外还用于麻醉蚂蚁。将蚂蚁从笔杆抖落入试管中，在试管口的棉花上滴5滴酒精，迅速堵住试管口，麻醉1分钟。全班共16个小组，分为2个大组，分别做低浓度（25%）和高浓度（75%）酒精实验。这两个浓度是课前经过预实验后确定的，差异明显，且不会造成蚂蚁死亡。得到的数据结果如表4、表5，统计图如图8。