师:同学们,大家好。今天我们一起学习人教版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第二课时。上节课我们学习了动物的各种行为,像取食行为、防御行为、攻击行为、繁殖行为、迁徙行为等。动物的行为按获得途径可分为先天性行为和学习行为。先天性行为是动物生来就有,由体内遗传物质决定的行为,能让动物适应环境、生存繁衍后代。学习行为则是在遗传因素基础上,通过环境因素作用,由生活经验和学习获得的行为,使动物能更好适应复杂环境变化。
大家还记得这些动物行为吗?按照获得途径分类,母袋鼠与幼袋鼠、美国红雀、菜青虫取食十字花科植物的行为属于先天性行为;蚯蚓走迷宫、大山雀喝牛奶、黑猩猩调取白蚁的行为属于学习行为。那大家思考过,人们是怎么知道这些动物的行为方式的呢?这就是我们今天课堂要探讨的内容。本节课的学习目标是探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为。
观察法是我们七年级学的第一种科学探究基本方法。既可以直接用肉眼,也能借助放大镜、显微镜等工具。通过观察法可了解动物在自然条件下的多种行为,像美国红雀喂鱼、大山雀喝牛奶,就是用观察法得知的。昆虫学家法布尔大家都熟悉,他被称作“昆虫世界的荷马”。他观察每一种昆虫都花了大量时间,比如观察土蜂 20 年,地胆过度变态 25 年,隧蜂 30 年,蜣螂 40 年,最终写成材料,才有了我们熟知的《昆虫记》。法布尔是用观察法研究昆虫生活的第一位科学家。那研究动物行为还有其他方法吗?我们知道菜青虫总取食十字花科植物,这是怎么知道的呢?原来人们用刚从卵里孵化出来的菜青虫做实验,将十字花科植物榨汁涂抹在滤纸上,旁边放上其他植物叶子,菜青虫去啃食滤纸而不吃其他植物叶子。通过这个实验,我们知道了菜青虫总是取食白菜、甘蓝等十字花科植物。这里获取动物行为途径的方法就是实验法。实验法是运用各种手段改变行为主体动物或行为环境条件,来分析研究动物行为的一种方法。蚯蚓走迷宫也用到了实验法。动物行为学家常常把观察法和实验法结合起来进行行为学研究,也就是综合法。
研究动物行为有什么意义呢?第一,能更好地了解动物和保护动物;第二,通过了解动物行为,能更好地了解我们人类自己。了解了研究动物行为的一般方法,大家想不想研究一种动物的行为呢?要研究动物行为,首先得选一种小动物,先用观察法看看它有哪些行为,哪些属于先天性行为,哪些属于学习行为,必要时还能设计实验进一步研究。今天我们选的实验动物是小仓鼠,一起来探究它的一种学习行为。小鼠、豚鼠、仓鼠常被用作行为学研究的实验动物,为什么呢?因为它们属于哺乳动物,经过训练能在短时间内形成新的行为。尝试与错误是常见的学习行为。蚯蚓走迷宫经历了约 200 多次错误尝试,遭受多次轻微电击,才学会爬向潮湿的暗室。一般来说,动物越高等,学习能力越强,学习行为越复杂,小鼠比蚯蚓高等,尝试与错误的次数就少些。下面我们按照探究的一般步骤来探究小鼠的一种学习行为。
探究第一步是提出问题,我提出的问题是:仓鼠经历尝试与错误学习行为的次数与走出迷宫所需的时间之间有什么关系?第二步是做出假设,我假设:仓鼠走出迷宫的次数越多,走出迷宫所需的时间越短。第三步是制定计划,给大家一个参考方案。一是给仓鼠设计一个较复杂且合适的迷宫,比如可以用废旧纸板制作。注意迷宫隔板要高些,防止仓鼠从上方越过,也可以在迷宫上盖一块玻璃板,既能防止仓鼠越过,又便于观察它的行为。另外,迷宫过道宽度要便于仓鼠折返。二是实验前给仓鼠断食一天,处于饥饿状态的仓鼠才有利于激发它的取食行为。三是准备仓鼠日常喜爱的食物。四是从迷宫入口放入仓鼠,同时马上计时,记录仓鼠从入口到达出口的时间。如果 2 分钟之内仓鼠不能自行到达出口,要适当引导,让它能到达出口获取食物。五是设计对照实验,记录第一次仓鼠走出迷宫所需时间作为对照组,然后记录三次仓鼠走出迷宫的时间以及错误次数。六是设计数据统计表格。七是选择 3 - 5 只大小、年龄和生理状况基本相同的小仓鼠,重复实验。第四步是实施计划,下面我们来看实施计划的视频:小鼠走迷宫获取食物的学习行为。
第一次耗时 1 分 32 秒,第二次耗时 1 分 10 秒,第三次耗时 44 秒,第四次耗时 42 秒。根据实验,我们收集到这些数据。通过分析,得出结论:仓鼠经过数次走迷宫,走出迷宫的次数越多,走出迷宫所需时间越短,错误越少。探究最后一个环节是表达和交流,我们来看这些问题。一是如果用不同仓鼠分别做实验,它们尝试与错误的次数一样吗?说明了什么?不同仓鼠尝试与错误的次数可能不同,因为不同动物学习能力有差别,同种动物不同个体,即便学习条件相同,学习速度也有差别,这是因为学习行为受遗传因素影响。
