聶利實驗

聶利通過兩次實驗得出的結論是:蜜蜂不是靠翅膀振動發聲。 於是她得出結論:蜜蜂有自己的發聲器官,蜜蜂靠這兩個小黑點發聲。 科學的觀察方法聶利高興地對老師說:“我找到了蜜蜂的發聲器官。

人物簡介

聶利,一個小小的姑娘,她在12歲的時候參加了第18屆全國青少年科技創新大賽,她的作品《蜜蜂並不是靠翅膀振動發聲》獲得了生物學二等獎。“聶利實驗”就是她在研究這個作品時進行的各種實驗。儘管沒有獲得一等獎,但她追求科學真理的精神卻值得我們學習。在“聶利實驗”故事的背後,我們可以清楚地看見一個熱愛科學、不怕吃苦、追求完美、敢於向書本權威挑戰的小科學家的身影。

“聶利實驗”

引 子

蜜蜂靠什麼發出嗡嗡聲“?權威”看法都認為“:蜜蜂靠翅膀振動發聲。”然而,12歲的農家小女孩聶利卻對這一傳統說法提出了異議。  疑 問2002年春天,聶利和妹妹聶純到一個養蜂場去玩。明媚的陽光下,一群群歸巢的蜜蜂在巢口嗡嗡地叫個不停,這個在平常人看來再普通不過的現象卻引起了聶利的注意。她想“:老師在自然課上講過,像蜜蜂、蒼蠅、蚊子類的昆蟲都沒有發音器官。它們在飛行時不斷高速扇動翅膀,使空氣振動,產生嗡嗡的聲音。可是,蜜蜂停在蜂箱上時翅膀並沒有振動,為什麼還會嗡嗡叫個不停呢?會不會是它另有發音器官呢?”回到學校,聶利從圖書室借來《十萬個為什麼》,書中明確指出蜜蜂沒有發音器官。這又是怎么回事呢?  偵 察  凡事總愛刨根問底的聶利決心把這事弄個明白。第二天,她又跑到養蜂場去觀察,認真地傾聽蜜蜂“唱歌”。細心的她還發現蜜蜂棲息在植物上采蜜時也能發出嗡嗡聲。蜜蜂靠什麼“唱歌”?教材、科普讀物上說的就一定對嗎?聶利把自己的想法說給教自然課的鄧老師聽。老師感到很驚訝,為了鼓勵她的探究熱情,於是對她說“:我們用感官進行觀察,有時候很容易出錯。既然你對書本上的知識有懷疑,應該自己動手進行實驗研究。”

手 段

怎樣做實驗呢?聶利無從下手。老師告訴她,可以利用在自然課上學到的方法設計實驗方案進行實驗:提出問題→猜想與假設→觀察與實驗→整理信息→得出結論。她想:如果書上說的是正確的,想辦法不讓蜜蜂翅膀振動,它還能發聲嗎?於是,聶利在老師的幫助下,制定出了兩套實驗方案:
1.粘住蜜蜂翅膀看它還發不發聲;
2.剪去蜜蜂翅膀看它還發不發聲。
聶利在養蜂師傅的幫助下,捉來蜜蜂,先做粘住翅膀實驗,再做剪去翅膀實驗。在實驗中,她觀察到的現象是:粘住蜜蜂的翅膀,蜜蜂仍然嗡嗡地叫個不停;剪去蜜蜂的翅膀,開始它並不發聲,但過了十來分鐘,它又嗡嗡地叫起來了。聶利通過兩次實驗得出的結論是:蜜蜂不是靠翅膀振動發聲。

小 結

學生觀察到的現象與書本上的知識有衝突怎么辦?鄧老師尊重學生的想法,鼓勵學生不盲從權威,熱心指導她利用實驗法進行科學探究。巴甫洛夫說“:觀察、觀察、再觀察。”鄧老師也是這樣要求聶利的。指導她寫觀察日記,整理觀察記錄,寫研究論文,向雜誌社投稿發表自己的研究結果,幫助她像一位科學家那樣有條不紊地開展自己的觀察活動。

探 究

聶利把實驗結果告訴老師,老師對她說“:如果你的結論成立,那么蜜蜂靠什麼發聲呢?你還要繼續尋找蜜蜂的發聲器官。”
於是她又在上次實驗的基礎上,制定出了一套實驗方案。
問題:蜜蜂靠什麼發聲?
假設:蜜蜂有自己的發聲器官。
觀察與實驗:觀察、尋找蜜蜂的發聲器官。
聶利從實驗室借來放大鏡仔細觀察,在蜜蜂雙翅的翅根旁各發現了一個小黑點,當蜜蜂發聲時,這兩個小黑點振動得特別厲害。是這兩個小黑點在發聲嗎?
這時,聶利找來一根縫衣針,在前兩次實驗的基礎上又將刺破小黑點的蜜蜂放在昆蟲盒裡仔細觀察,蜜蜂再也沒有發出嗡嗡的聲音。她想,也許是蜜蜂受了刺痛不發聲了吧?也許是蜜蜂沒有飛舞不發聲了吧?於是她又把刺破小黑點的蜜蜂放在蚊帳里觀察,一連幾個小時,蜜蜂仍不發聲。於是她得出結論:蜜蜂有自己的發聲器官,蜜蜂靠這兩個小黑點發聲。

科學的觀察方法

聶利高興地對老師說:“我找到了蜜蜂的發聲器官。”老師對她說:“你還不能輕易下結論。”並告訴她,科學家為了得到可靠的觀察結果,總是採取重複觀察的方法,他們很樂於別人對自己的實驗過程進行檢查,這就是重複實驗,並要求聶利把自己的實驗過程詳細地記錄下來,進行整理,寫成研究論文,讓其他同學也來參與討論。於是,聶利利用節假日,歷時3個多月,交替進行42次實驗,用去蜜蜂2000多隻。她每次都將實驗現象記錄下來,寫下了3000多字的觀察日記,還將在實驗中獲得的信息進行整理,用表格的形式列舉出來。

背後的故事

在做實驗的過程中,聶利吃了不少苦頭,也積累了許多動手的經驗。有一次,她在薔薇花上用手捉一隻正在采蜜的蜜蜂,不料這隻蜜蜂狠狠地蜇了她一下,痛得她直流眼淚。一連幾天,她一看到蜜蜂心裡就害怕。但困難並沒有嚇倒聶利,愛動腦筋的她戴上媽媽洗衣服用的手套去捉蜜蜂,但感覺不夠靈活。後來,她受到蜘蛛網的啟示,發明了粘蟲網:用鐵絲圈成一個帶柄的圓環,將蜘蛛網纏在圓環上。在養蜂師傅的幫助下,她先用粘蟲網粘住蜜蜂的翅膀,再用鑷子去捕捉就安全多了。
聶利在實踐中還發現,用鑷子捉蜜蜂也有一定技巧。如果用鑷子夾蜜蜂的頭部,力氣稍大點,蜜蜂就會死去;夾蜜蜂的尾部,蜜蜂容易逃掉;只有夾住蜜蜂長翅膀的部位,才不會把蜜蜂夾死,也不會讓它逃跑。刺破蜜蜂的小黑點是最難做的。好不容易讓蜜蜂胸部朝上,用放大鏡找到小黑點,正準備用針去刺,蜜蜂一動,針尖就挪位了。有時,心裡一著急,用力過猛,蜜蜂就被刺死了。就為這事,聶利還哭過好幾回鼻子呢!在實驗中,她的手指、耳朵、額頭被蜜蜂蜇過好幾次。
聶利從青少年科技創新大賽中歸來後,《人民日報》《中國少年報》全國30多家新聞媒體報導了她的事跡。中央電視台特邀聶利赴京與著名科普作家葉永烈等同台做《小崔說事》專題節目的錄製。人們對她大膽質疑、勇於探究的精神。
合理的懷疑是科學進步的動力。提出問題和對其他科學家的解釋提出質疑是科學探究的一部分。聶利試驗引起了人們對創新教育的關注,帶給社會的思考是多方面的、深遠的。
由此可見,引導學生探究身邊的科學,讓學生與身邊的科學緊密接觸,呵護他們的好奇心,就可以讓他們在身邊科學探究過程中學會發現、學會提問、學會探究,並在此過程中獲取科學知識,理解科學方法,體驗學習“真實”科學的樂趣。

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