探索蟋蟀跳水自杀的原因

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活动方案背景

教育家杜威认为，“兴趣总是一些隐藏着的能力的信号”，教师的任务在于发现学生的这些能力，了解他们的兴趣需求，选择合适的教材，使他们学习得更起劲、更有效。校外教育没有统一的教学大纲和教材，能否“使活动更富有吸引力”，除了来自教师自身的魅力之外，在很大程度上取决于“选材”和“组织形式”。我馆生物组有50名学生，他们分别来自不同的学校，其年龄、性别、家庭背景、受教育程度、兴趣爱好、心理素质等各方面存在很大差异，但是，他们有着共同的兴趣和追求。据了解，他们中间有90%的学生喜欢昆虫，有继续探究的欲望和要求。另外，在每年的3月至10月期间，各种昆虫活动频繁，是青少年认识昆虫、探究昆虫行为的大好时节。据此，作者选择了一起离奇的事件，采取情景模拟法，沿着“蟋蟀跳水自杀的原因”和“科学探索的一般步骤”明暗两条线展开调查。

活动目标

在教师的辅导下，学生对“蟋蟀跳水自杀”的“案情”进行分析，要求达到3个目标：

①知识：知道蟋蟀自杀的原因，了解铁线虫的生活史和操纵机制；

②技能：掌握科学研究的一般步骤和研究方案的设计，学会使用观察、分析、判断、推理、归纳等技能对“案情”进行分析；

③情感：学习如何与人相互配合，增进伙伴之间的合作。

活动内容

要了解的知识

蟋蟀为什么跳水自杀？

铁线虫是如何寄生到蟋蟀体内的？

铁线虫是如何操纵蟋蟀跳水的？

科学研究的一般步骤和方案设计（暗线）。

活动方法

情景模拟法、角色扮演法、探究性学习方法。

活动创新及设计思路

本次活动有特定的情景：“一件有悖常理的事件——蟋蟀跳水自杀”，“蒙彼利埃研究人员立案调查”，适合采取“情景模拟、角色扮演、探究性学习”教学方法。主要沿着“蟋蟀跳水自杀的原因”和“科学探索的一般步骤”明暗两条线展开，每解决一个问题，发现一个新问题，步步接近活动目标。最终使学生掌握相应的科学知识，学会方案设计，学会与人合作。

本方案的设计思路见图1。活动过程

活动导入

话题从一件有悖常理的事件开始。给学生演示视频：一只蟋蟀在草丛里蹦跳，似乎它正在寻觅它最爱吃的昆虫遗骸。然而它却直奔小溪而去，义无反顾地纵身跳入水中。无论这事情多么离奇，这只蟋蟀确实自杀了。演示后学生提问：“这只蟋蟀为什么要自杀呢？”学生的想象力非常丰富，给出的答案五花八门。此时教师提示学生：“这件有悖常理的事件惊动了蒙彼利埃的研究人员，2002年‘立案’调查。结果发现蟋蟀自杀的背后实际隐藏着一起谋杀事件，凶手是一种叫铁线虫的寄生虫。”那么，铁线虫是怎样寄生到蟋蟀体内的？寄生的动机又是什么呢？

主题活动

学习设计“蟋蟀跳水自杀”调查方案

技能：方案设计。

教师：关于蟋蟀跳水自杀的问题，大家可以考虑以下几个问题：铁线虫是一种什么动物？铁线虫是怎样寄生到蟋蟀体内的？寄生的动机是什么？铁线虫寄生于蟋蟀的策略又是什么呢？

学生：分组讨论，设计调查方案。10分钟后，各小组派代表陈述本组调查方案。

参加本次活动的15名学生在科技馆活动时间半年到2年不等，他们分别来自不同的学校和家庭，受教育程度和家庭背景存在很大差异，知识水平也相差很大，特别是在校外科技活动的经历不同，使他们在活动过程中表现出不同的能力水平。

第1组有2名初中学生，活动时间2学年以上。设计的方案最完整：提出问题、成立研究小组（分配任务）、调查方法及过程（现场勘查、实验室化验、整理资料等）、讨论分析、总结。

第2、3、4组都是小学生，活动时间较短。设计的方案内容有不同的缺陷，但是，方案内容都基本涉及“提出问题、到现场考察、跟踪附近其他蟋蟀的行踪、解剖”等。

最后，讨论形成可行性方案。

调查过程

技能：调查、观察、推理、判断。

教师发给每个学生一份关于“蟋蟀跳水自杀”的参考资料，以锻炼学生在有限的时间内捕捉有效信息的能力。要求20分钟后，各组提交一份调查结果。

学生则分组展开调查。

汇总各组调查结果

第1组关于蟋蟀跳水自杀现场勘查的结果

自立夏以来，研究人员在野外考察的过程中发现，偶有橡树丛蟋蟀跳水自杀的现象发生。蟋蟀跳水前，在草丛里可以蹦跳好几个小时，然后，直奔正下方的小溪而去，义无反顾地纵身跳入水中，顷刻间就会一命呜呼，其目的显然不是为了寻找食物，肯定另有原因。

第2组关于蟋蟀“社会关系”的调查结果

研究人员在“案发现场——小溪边”的周围发现了许多蟋蟀最爱吃的石蛾的尸体以及蟋蟀食用石蛾的现象。同时，研究人员在跟踪跳水的蟋蟀时发现，蟋蟀总是从高海拔向低海拔跳跃，直到蟋蟀跳入水中。

蟋蟀尸体漂浮在水面上，1条或2条长约10多厘米的蠕虫，像“异形”那样从蟋蟀的尸体里一点一点地钻出来，然后从受害者身旁游走。除此之外，研究人员还发现，像螳螂、蝗虫等昆虫也有“跳水自杀”的现象，情况和蟋蟀的情况极其相似。

观察发现，在一些石蛾幼虫的身体表面、水草和一些鱼的体表发现有大量的卵状物附着。

第3组关于蟋蟀跳水自杀的技术鉴定结果

资料表明，这种神秘的蠕虫是一种铁线虫属的寄生虫（图3）。目前这一属共有300多个种类，影响到蝗虫、螽斯等不下9种的直翅目昆虫（图4、图5）。

第4组信息汇总结果

根据各个小组提交的调查结果，初步判断，蟋蟀是被一种叫铁线虫的铁线虫属的寄生虫所寄生。

蟋蟀跳入水中后，铁线虫从尸体内游出，进行产卵。根据在石蛾幼虫体表发现的铁线虫卵和在岸边发现的石蛾成虫尸体可以推断，铁线虫的繁殖与石蛾的生活史有关。石蛾成虫一般将卵产在淡水中，或产于水面上或水面下岩石和植物上，数日后孵出幼虫，幼虫以藻类、植物或其他昆虫为食，食性依种而异，再过数日化蛹，最后游到水面羽化完成变态，产卵后死去。蟋蟀喜欢吃石蛾的尸体，寄生在石蛾体表的铁线虫卵可能趁机进入蟋蟀体内，并开始在蟋蟀体内发育，引起寄主的行为异常。