师:同学们,上节课我们学习了生物与环境的关系,现在一起回顾一下。环境指生物的生存空间和周围各种影响因素。影响生物的因素统称生态因素,包括非生物因素和生物因素。非生物因素有阳光、空气、温度、水、土壤等;生物因素指影响某种生物生活的其他生物,它们之间的关系有捕食、寄生、竞争和合作关系。还有生物对环境的适应和影响。接下来通过实验探究非生物因素对生物的影响。
本节课实验对象是鼠妇,又叫潮虫。如果翻动花园里的花盆、砖块或石块,会看到身体略扁、长椭圆形、灰褐色或黑色的鼠妇在爬动。实验前要捕捉鼠妇,大家可以准备一个黑棕色小瓶子,在瓶盖上打两个孔,往里面放些潮湿土壤或枯叶压实备用。
准备好后就去调查和捕捉鼠妇,调查时留意鼠妇的环境条件,完成调查表,清晰表述出鼠妇的捕捉地点、数量以及环境条件。通过汇总大家的调查表发现,捕捉地点多样,像草丛中、墙角下、灌木丛下、松树下的土里、石头下的土里等,捕捉到的鼠妇数量从35只到89只不等。从大家对环境条件的描述中,能看到“潮湿”这个词,说明鼠妇生活可能与水分有关;还看到“阴暗遮光,阳光遮不到”,说明可能还与阳光有关,这就涉及到上节课提到的两个非生物因素:水分和阳光。调查中有同学观察仔细,提出问题:为什么石头下的土里分布这么多鼠妇?是因为土里营养丰富,还是因为潮湿,又或者是因为光照弱?想要回答“为什么”这类问题,往往需要一系列“是什么”的问题作为前提,如果提出的科学问题不明确,就很难回答清楚。所以提醒大家,提出科学问题要明确具体,因为明确的科学问题往往指向明确的探究方案,有助于后续探究。
通过调查发现鼠妇生活环境特点是阴暗、潮湿,有同学把问题转变为“鼠妇是喜欢有光的地方还是阴暗的地方”,这样更好,探究范围不限于石头下或草丛中,科学问题有更广泛的可迁移价值。大家继续思考,还能简化这个问题吗?有同学提出可以转化为“光会影响鼠妇的分布吗?”这就明确了实验目的。之前调查发现,阴暗地方能找到鼠妇,明亮地方难找,依据这个现象,对科学问题做出假设:鼠妇适于生活在阴暗环境中,光会影响它的分布。注意,做出假设不能盲目猜测,要依据生活经验和已有知识,因为假设是对问题尝试性的回答。
现在大家思考,能否设计实验方案检验这个假设?头脑里有没有清晰的实验思路?可以设计明暗不同但相通的两种环境,各放入等量鼠妇若干只,过段时间看哪边鼠妇多。如果暗环境中鼠妇多,说明假设正确;如果明亮环境中鼠妇多,说明假设不正确。为检验假设,需要用到秒表、纸板、玻璃板、鼠妇、烧杯、塑料盘和湿土这些材料用具。有了这些,实验就可以落实了。实验前还要制定实验方案,也就是实验计划。
用图片代表刚才提到的材料用具,两根触角的代表鼠妇,三角形代表干土,圆形代表湿土,透明长方形代表玻璃板,有阴影的长方形代表纸板。请大家思考在盒子里怎么安排这些实验材料,把实验方案简单画下来。
已经有两组同学提出实验方案,来看方案一,两边都放入圆形代表的湿土,都用透明玻璃板提供明亮环境,都放入等量鼠妇。这个方案能达到实验目的吗?两边都用明亮玻璃板,光没变化,而我们探究的是光对鼠妇分布的影响,所以方案一不科学,不能达到目的。
再看方案二,左边放入三角形代表的干土,右边放入圆形代表的湿土,两边都放入等量鼠妇,也都提供明亮环境。方案二符合要求吗?方案二中一侧干土一侧湿土,湿度不同,可我们探究的不是湿度对鼠妇分布的影响,而是光对鼠妇分布的影响,所以方案二也不科学,达不到探究目的。
又有两组同学提出方案三、方案四。方案三中,一侧干土一侧湿土,放入等量鼠妇后,干土一侧提供明亮环境,湿土一侧盖上纸板提供阴暗环境。方案三能探究我们的实验吗?方案三中,一侧干土一侧湿土导致湿度不同,一侧明亮一侧阴暗导致光线不同,两种因素都变化,无法确定鼠妇分布差异是因为光线还是湿度,所以方案三不科学。
