普通昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)

摘 要：面對當(dāng)前反映出的學(xué)生對昆蟲學(xué)不感興趣，實(shí)驗(yàn)操作能力較弱，昆蟲鑒定和標(biāo)本識別水平較差的現(xiàn)狀，分別以“普通昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)”所涉及的六部分內(nèi)容，針對性地提出對該課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議，如重視昆蟲采集、更新實(shí)驗(yàn)材料、增設(shè)課程論文的考核等途徑，以提高實(shí)驗(yàn)效果，力求使昆蟲學(xué)成為一門富有活力，同學(xué)喜愛的學(xué)科。

關(guān)鍵詞：普通昆蟲學(xué) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 教學(xué) 改革

中圖分類號：G717 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（a）-0095-03

“普通昆蟲學(xué)”是高等農(nóng)林院校植物保護(hù)專業(yè)本科生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，能否較好地掌握昆蟲學(xué)的基本理論和實(shí)驗(yàn)技能，直接關(guān)系到后續(xù)“農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)”的學(xué)習(xí)效果。同時，還將對高年級學(xué)生選修昆蟲生理學(xué)、昆蟲毒理學(xué)、昆蟲生態(tài)學(xué)等課程產(chǎn)生影響。因此，“普通昆蟲學(xué)”在整個植保專業(yè)課程所處的地位舉足輕重。加強(qiáng)和提高普通昆蟲學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)高素質(zhì)、強(qiáng)能力的植保人才密不可分。然而，通過對一份來自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)70名植保專業(yè)高年級學(xué)生普通昆蟲學(xué)“專業(yè)綜合能力測試”的結(jié)果分析，卻發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)比較薄弱，具體表現(xiàn)在標(biāo)本識別和昆蟲鑒定能力較差[1]。實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)效果不理想，同樣的現(xiàn)象，在我們認(rèn)教的各屆植保專業(yè)的學(xué)生中也普遍存在，甚至更為嚴(yán)重。“普通昆蟲學(xué)”教學(xué)改革勢在必行。對此，已有較多的教改論文對“普通昆蟲學(xué)”理論教學(xué)改革提出了許多行之有效的措施[2～5]，但對該課程不僅起驗(yàn)證、鞏固和充實(shí)，而且具有引導(dǎo)和拓展作用的實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革卻較少涉及[6]。

“普通昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)”在整個“普通昆蟲學(xué)”的課程學(xué)習(xí)中占有1/2甚至3/5的比例，只有注重實(shí)驗(yàn)課，提高實(shí)驗(yàn)課的水平，加強(qiáng)對普通昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，才能從根本上解決上述存在的問題。正所謂“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。不僅如此，實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的提升還有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)他們對自然科學(xué)的興趣。為此，針對“普通昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)”六部分內(nèi)容的特點(diǎn)，談幾點(diǎn)改進(jìn)措施。

1 認(rèn)識昆蟲，從采集開始

普通昆蟲學(xué)第一部分實(shí)驗(yàn)是以液浸的蝗蟲、大黑蟬標(biāo)本為例，觀察昆蟲外部形態(tài)。如果實(shí)驗(yàn)伊始就讓學(xué)生接觸這些經(jīng)浸泡，并散發(fā)難聞氣味的昆蟲標(biāo)本，勢必消弱同學(xué)們對昆蟲美好形象的印象，或使一些學(xué)生對昆蟲本能的厭惡和恐懼加深，進(jìn)而影響他們對昆蟲的興趣。為此，我們通過將身邊活躍的昆蟲如人人喜愛的蜜蜂、家蠶，以及人們厭惡的蒼蠅、蚊子等常見種類通過圖片、掛圖，結(jié)合影視資料如播放《昆蟲帝國》等多種形式，將其一一展現(xiàn)在同學(xué)面前，讓學(xué)生體會昆蟲就在身邊，昆蟲與人類生活關(guān)系密切的切身感受，逐步改變他們厭惡或懼怕昆蟲的心理。并通過與節(jié)肢動物門其他類群的對比，自己歸納出昆蟲綱的特征。在此基礎(chǔ)上，再通過參觀昆蟲標(biāo)本館，向同學(xué)們展示我們采集的昆蟲，講一些采集中的軼聞趣事，讓同學(xué)們產(chǎn)生捕捉昆蟲的欲望。借此機(jī)會，以小組為單位發(fā)給學(xué)生一些捕蟲工具，并教給學(xué)生制作簡單的捕蟲器具，學(xué)會制作昆蟲標(biāo)本的簡易方法。這樣，從剛接觸普通昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)就創(chuàng)造讓學(xué)生親近昆蟲的機(jī)會，對昆蟲日積月累的體驗(yàn)自然比一周只有一次的實(shí)驗(yàn)課效果明顯。但現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)卻將昆蟲采集放在最后，將普通昆蟲學(xué)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)完全分開，這樣的安排顯然不妥當(dāng)。經(jīng)調(diào)整后，學(xué)生近距離感受昆蟲的機(jī)會增多了，學(xué)習(xí)昆蟲學(xué)也由被動變?yōu)橹鲃?。在?shí)踐中認(rèn)識昆蟲的神奇，積累對昆蟲的體會，無疑對后續(xù)昆蟲學(xué)的學(xué)習(xí)是大有幫助的。

當(dāng)然，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)材料如通過蝗蟲來認(rèn)識昆蟲的外部形態(tài)特征，認(rèn)識頭部、胸部和腹部構(gòu)造及附肢的構(gòu)造與類型還是不可替代的。但可以通過采集和制作新鮮蝗蟲標(biāo)本（該課程開設(shè)在秋季，極易采集蝗蟲）來觀察上述特征，效果自然比觀察液浸標(biāo)本要好。在實(shí)驗(yàn)課前，鼓勵學(xué)生到農(nóng)場、草地采集蝗蟲，這樣即可以讓學(xué)生了解蝗蟲生活的棲境，又在潛移默化中讓學(xué)生了解一些關(guān)于蝗蟲生物學(xué)特性的知識。昆蟲眼、口器、翅、足和外生殖器的觀察是本部分實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)。讓學(xué)生對自己采集的昆蟲的上述構(gòu)造進(jìn)行類型鑒別，生硬的形態(tài)特征描述與活生生的蟲子對應(yīng)起來，會讓他們體會到學(xué)以致用的樂趣，學(xué)習(xí)昆蟲學(xué)再也不是機(jī)械的死記硬背，而是言之有物。除此之外，讓他們設(shè)計(jì)一些簡單易操作的小試驗(yàn)，如觀察昆蟲的行走軌跡，飛行動作和刺吸行為等，都可以充分調(diào)動起同學(xué)們對昆蟲的興趣，在其中領(lǐng)悟科學(xué)的趣味。

2 室內(nèi)和田間相結(jié)合，觀察昆蟲的生物學(xué)特性

第二部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是觀察昆蟲的生物學(xué)特性，其中包括昆蟲卵的形態(tài)、幼蟲和蛹類型的識別，以及對成蟲性二型和多型現(xiàn)象的認(rèn)識，重點(diǎn)是對變態(tài)的理解。往常，多通過一些昆蟲的生活史標(biāo)本來展現(xiàn)。但實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一些液浸標(biāo)本因浸泡過久導(dǎo)致失色、皺縮，或腫脹，與昆蟲本身的自然特征相距甚遠(yuǎn)，甚至導(dǎo)致一些典型特征不突出，極易使學(xué)生產(chǎn)生誤解。那么，行之有效的最好辦法就是讓學(xué)生看到活體昆蟲。到養(yǎng)蟲室，那里常年飼養(yǎng)著小菜蛾、棉鈴蟲、煙夜蛾等老師們用于科研的試驗(yàn)材料。在這里可以親眼觀察到小菜蛾等成蟲產(chǎn)卵、幼蟲孵化的過程，了解各齡幼蟲的形態(tài)特征，理解昆蟲的蛻皮、蟲齡及齡期的關(guān)系，并通過卵、幼蟲、蛹和成蟲形態(tài)特征的識別，真正理解完全變態(tài)、世代和生活史的含義。當(dāng)然，再結(jié)合一些昆蟲的生活史標(biāo)本如蝗蟲，通過對比分析，理解不完全變態(tài)就迎刃而解了。

走出實(shí)驗(yàn)室，到田野去，同學(xué)們將會發(fā)現(xiàn)更多令人眼花繚亂的昆蟲種類，以此來學(xué)習(xí)昆蟲生物學(xué)特性再恰當(dāng)不過。在植物的頂梢、嫩葉常會發(fā)現(xiàn)密集的蚜蟲，也許還能巧遇成蚜產(chǎn)仔，以此幫助同學(xué)們理解孤雌胎生；菜葉上菜蝽、菜青蟲的身影令人厭惡，但卻可以幫助他們理解若蟲和幼蟲的區(qū)別；大豆田同學(xué)們會發(fā)現(xiàn)長著尾角的天蛾幼蟲，在棉田又會看到爬起來一弓一弓的造橋蟲。凡此種種，昆蟲的身影比比皆是，昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)的素材俯拾皆是。相反，如果不去利用這些大自然賦予我們的資源，關(guān)起門來，單純讓學(xué)生觀察那些沒有生氣的死標(biāo)本，長此以往，實(shí)驗(yàn)效果可想而知。

3 以模式昆蟲為例，進(jìn)行昆蟲內(nèi)部解剖

在熟悉昆蟲外部形態(tài)特征和生物性特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過對昆蟲內(nèi)部結(jié)構(gòu)的解剖，了解昆蟲主要組織、器官的構(gòu)造，進(jìn)而聯(lián)系其生理功能，將會使同學(xué)們明確地球上昆蟲如此繁盛的生理學(xué)基礎(chǔ)。但若還以大家熟視無睹的蝗蟲做單一的解剖材料，恐難以喚起同學(xué)們解剖的積極性。對此，我們的作法是換大家比較喜愛的家蠶。家蠶作為模式昆蟲而被廣泛研究，由我國率先完成的家蠶基因組“框架圖”的繪制就是一個很好的范例，借此機(jī)會，不僅可以向?qū)W生介紹家蠶基因組和功能基因研究的的重要意義，同時，也告誡學(xué)生學(xué)好解剖學(xué)，具備嫻熟的實(shí)驗(yàn)操作能力才能更好地勝任生物學(xué)、生理學(xué)和遺傳學(xué)等生命科學(xué)的教學(xué)和研究工作。以家蠶為實(shí)驗(yàn)材料，還因家蠶幼蟲體形較大，易操作，可以清晰地觀察到昆蟲各生理系統(tǒng)諸如消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、以及發(fā)達(dá)的呼吸系統(tǒng)等。此外，雌、雄昆蟲生殖系統(tǒng)的解剖，讓學(xué)生能更直觀地了解昆蟲生殖的奧妙。而前胸腺的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)會讓同學(xué)們對內(nèi)激素分泌部位、傳導(dǎo)途徑及對昆蟲變態(tài)的作用機(jī)制的理解由抽象變?yōu)榫唧w。以家蠶為模式昆蟲，還能幫助學(xué)生對常見的鱗翅目害蟲的為害習(xí)性和解剖學(xué)構(gòu)造有更深刻的認(rèn)識。與傳統(tǒng)的蝗蟲內(nèi)部解剖相結(jié)合，將會使本部分的內(nèi)容更豐富，更生動有趣。

說到模式昆蟲，不能不提及果蠅。果蠅的地位已經(jīng)完全超越了作為昆蟲本身，它對人類的貢獻(xiàn)是其他任何生物不可比擬的，學(xué)習(xí)昆蟲學(xué)，卻不了解果蠅將是莫大的遺憾。果蠅體小、易飼養(yǎng)、易繁殖，一根腐爛的香蕉就可以誘到果蠅，而秋季水果攤前更是果蠅出沒的地方。獲得果蠅后，以幼蟲為材料，可以讓同學(xué)們觀察唾腺的形態(tài)，以成蟲為材料同樣可以識別各生理系統(tǒng)，并歸納出直翅目（蝗蟲）、鱗翅目（家蠶）和雙翅目（果蠅）昆蟲生理系統(tǒng)的構(gòu)造特點(diǎn)。以此為契機(jī)，可以讓同學(xué)們就地取材，隨時隨地對手到擒來的昆蟲進(jìn)行解剖，這樣不僅鍛煉了學(xué)生的動手能力，還有助于理解不同類群昆蟲結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系，并激發(fā)學(xué)生主動探索昆蟲世界奧妙的積極性。倡導(dǎo)以“學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，會讓昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)課精彩紛呈。

4 改進(jìn)分類方法，提高鑒定能力

“昆蟲分類”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入一個五彩斑斕的昆蟲王國。通過本部分實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生切身體會昆蟲種類之豐富、數(shù)量之龐大、分布之廣泛。但因內(nèi)容太過龐雜，學(xué)生面對眾多的昆蟲標(biāo)本，往往感到無所事從。而問題的關(guān)鍵是學(xué)生不能很好地掌握分類特征，不會正確使用檢索表。因此，首先在昆蟲綱分目的實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合昆蟲翅的變異讓學(xué)生學(xué)會識別昆蟲綱中與我們?nèi)祟惿铌P(guān)系密切的直翅目、鞘翅目、同翅目和鱗翅目等10個目的分類依據(jù)，并制作檢索表加以區(qū)分。并通過繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹讓同學(xué)們了解昆蟲間的親緣關(guān)系。

昆蟲鑒定是一項(xiàng)細(xì)致、繁瑣的工作，如果長期只停留在標(biāo)本識別上，學(xué)生必然會感到枯燥、乏味。讓學(xué)生自己到野外采集，再制作成精美的標(biāo)本，最后完成鑒定的方法行之有效。我們對采集的昆蟲類群、種類和數(shù)量都有一個量化的標(biāo)準(zhǔn)，按照目、科、屬、種由大到小確定分值，并通過互換標(biāo)本，對各自鑒定結(jié)果進(jìn)行討論，最終提交一份準(zhǔn)確的昆蟲名錄。再根據(jù)種類多少，標(biāo)本優(yōu)劣和鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行考核。在討論中，同學(xué)們介紹各自的捕蟲心得和鑒定技巧，分類特征也在反復(fù)的類比和歸納中做到諳熟于心。以上環(huán)節(jié)的實(shí)施使同學(xué)們能對各類群分類特征和檢索表做到準(zhǔn)確識別和正確編寫或使用，再面臨分類問題時就能做到井然有序，有條有理，忙而不亂。

5 通過飼養(yǎng)昆蟲，理解昆蟲與環(huán)境的關(guān)系

與上述內(nèi)容相比，昆蟲生態(tài)學(xué)有些抽象，造成了學(xué)生理解上的困難。但事實(shí)上，理解昆蟲生態(tài)學(xué)，就是明確昆蟲與環(huán)境的關(guān)系，核心即是食物、溫度、濕度和光周期等對昆蟲生長、發(fā)育的影響，進(jìn)而是對昆蟲有效積溫法則的理解和運(yùn)用。結(jié)合老師們的科研課題，以棉鈴蟲、小菜蛾與其寄生蜂菜蛾盤絨繭蜂等為試驗(yàn)材料，結(jié)合文獻(xiàn)資料，利用人工氣候培養(yǎng)箱設(shè)置不同的溫度梯度，就可以推算出不同昆蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫。最重要的是通過這些昆蟲的飼養(yǎng)，使同學(xué)們對昆蟲生態(tài)學(xué)理論的抽象理解變?yōu)楦行哉J(rèn)識。而且，學(xué)會飼養(yǎng)昆蟲也將是從事昆蟲學(xué)及相關(guān)生命學(xué)科研究最基本的技能。

說到昆蟲飼養(yǎng)，并不僅僅考慮溫度、濕度和光周期這么簡單，還應(yīng)避免病原微生物如病毒、細(xì)菌、真菌等的侵染。如何保證飼養(yǎng)昆蟲健康、發(fā)育正常，只有通過反復(fù)實(shí)踐才能摸索出來。因此，要求所有的植保學(xué)生必需親自飼養(yǎng)一種以上的昆蟲，以寢室為場所，選擇鱗翅目昆蟲為主，至少繁殖3代以上為成功標(biāo)準(zhǔn)。這樣，將使學(xué)生對昆蟲的生物學(xué)特性和生態(tài)學(xué)特性有一個直觀、真實(shí)、完整的認(rèn)識，并據(jù)此提交一篇“昆蟲觀察”的小論文，避免只交課堂作業(yè)的單一考核方式，同時，也鍛煉了學(xué)生的動手能力。

6 介紹昆蟲學(xué)研究的最新實(shí)驗(yàn)技術(shù)

昆蟲學(xué)是一門富有強(qiáng)大生命力的學(xué)科，而昆蟲學(xué)科日新月異成果的取得離不開昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步和迅猛發(fā)展。因此，為進(jìn)一步拓展同學(xué)們昆蟲學(xué)的知識面，向培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”創(chuàng)新型高層次農(nóng)業(yè)人才目標(biāo)邁進(jìn)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的介紹是不可或缺的。面對眾多的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，選擇一些學(xué)生能接受，易操作的內(nèi)容才能取得事半功倍的效果。比如與昆蟲分類學(xué)和昆蟲生理學(xué)相關(guān)的制片技術(shù)就非常重要。通過原有的小體昆蟲玻片標(biāo)本的制作，可以拓展為石蠟顯微切片技術(shù)，最后上升為超微切片技術(shù)，所不同的是借助的實(shí)驗(yàn)儀器的差別即從光學(xué)顯微鏡延伸為電子顯微鏡，所觀察對象是從微米級顯微結(jié)構(gòu)到納米級超微結(jié)構(gòu)的跨越，這其中即有對昆蟲表面結(jié)構(gòu)的觀察，也有內(nèi)部細(xì)胞結(jié)構(gòu)的辨識。通過昆蟲制片技術(shù)的介紹和相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)儀器的展示，讓學(xué)生意識到實(shí)驗(yàn)技術(shù)是為科研工作服務(wù)的，并思考通過這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)能解決哪些科學(xué)問題。

昆蟲生理學(xué)和分子生物學(xué)是近年來昆蟲學(xué)發(fā)展最前沿的學(xué)科，也是很多同學(xué)迫切希望接觸的領(lǐng)域。對此，向?qū)W生介紹最實(shí)用的電泳技術(shù)，即包括蛋白質(zhì)樣品的制備、DNA和RNA樣品的制備，以及蛋白質(zhì)和核酸電泳技術(shù)。此外，結(jié)合老師的科研，向同學(xué)們示范常規(guī)PCR和RT-PCR的操作流程。通過耳聞目睹，這些單純的技術(shù)就與科研工作緊密地聯(lián)系起來，促使學(xué)生們思考和提出新的研究課題。同時，結(jié)合我們昆蟲學(xué)科在化學(xué)生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的優(yōu)勢，向?qū)W生們介紹觸角電位（EAG）、刺吸電位（EPG）和氣相色譜技術(shù)在昆蟲學(xué)中的應(yīng)用。通過現(xiàn)場演示，向同學(xué)們說明儀器的使用方法，以及如何識別圖譜，并通過對數(shù)據(jù)的分析，告訴同學(xué)們?nèi)绾巫珜懣萍颊撐?。這些直觀、生動和富有研究內(nèi)容的技術(shù)，比單純實(shí)驗(yàn)技術(shù)的講解更易讓學(xué)生接受，效果也更明顯。同時，也極大地調(diào)動了學(xué)生們對后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)欲望和對科研的直觀認(rèn)識。當(dāng)然，昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)遠(yuǎn)不止上述提及的幾種，進(jìn)一步通過讓同學(xué)們尋找自己感興趣的內(nèi)容，寫一篇相關(guān)技術(shù)在昆蟲學(xué)中應(yīng)用的小論文，通過上臺講解，同學(xué)提問、討論的方式而將昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)較全面地進(jìn)行展示。

通過以上教學(xué)改革措施的綜合運(yùn)用和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改進(jìn)，學(xué)生們主動學(xué)習(xí)昆蟲學(xué)的積極性提高了，對昆蟲學(xué)感興趣的同學(xué)增加了，在歷屆大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽中選用昆蟲為素材的課題也呈明顯的上升趨勢，這說明同學(xué)們已經(jīng)關(guān)注昆蟲、利用昆蟲。當(dāng)然，昆蟲學(xué)教學(xué)改革是一項(xiàng)長期的任務(wù)，需要我們付出長期不懈的努力，但只要我們始終堅(jiān)持以“學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，在改革中不斷探索新思路，新方法，就一定能使昆蟲學(xué)成為一門富有活力，同學(xué)喜愛的學(xué)科。

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