生物學(xué)課外科技活動(dòng)“蛾類多樣性調(diào)查”的設(shè)計(jì)

齊登偉 禹云霜 吳國慧

(重慶市巴蜀中學(xué)校 重慶 400013)

在人教版教材高中《生物》“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”第4章“種群和群落”一節(jié)中，有兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，分別是“樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”和“土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究”。筆者結(jié)合本校課外活動(dòng)的目的和要求，借鑒兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的“實(shí)驗(yàn)步驟”“戶外調(diào)查注意事項(xiàng)”和“調(diào)查結(jié)果的分析討論”部分環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)實(shí)施了一個(gè)生物學(xué)課外科技活動(dòng)“蛾類多樣性調(diào)查”。

1 前期準(zhǔn)備

1.1 調(diào)查樣地選擇 根據(jù)重慶市仙女山國家森林公園的人類活動(dòng)狀況﹑海拔﹑濕度和溫度4個(gè)因素進(jìn)行篩選。選擇了巖灣、大河壩、大石院和火爐鎮(zhèn)4地為樣地進(jìn)行研究。

1.2 確定調(diào)查時(shí)間 蛾類在夏秋季活動(dòng)最為頻繁，選擇在7月中旬進(jìn)行為期6天的調(diào)查，每2天調(diào)查1次。若遇雨天，調(diào)查時(shí)間往后順延一天。

1.3 工具及試劑 采集工具： 白色250W高壓汞燈，200cm×160cm的白化纖布，帆布袋，指形管、毒瓶、三角紙、鑷子、剪刀、放大鏡、標(biāo)本盒。標(biāo)本制作工具： 昆蟲針、展翅板、硫酸紙、平頭鑷子、剪刀。試劑： 10%NaOH、酒精、甘油、樟腦丸。

1.4 小組成員分工 每3位學(xué)生為一組，每塊樣方地安排1組學(xué)生，4塊樣方地共4組，分別編為A、 B、 C和D。

為了節(jié)省調(diào)查時(shí)間，課前請(qǐng)各組組長帶領(lǐng)組員，參照制定計(jì)劃要點(diǎn)，以列表的方式制訂本小組調(diào)查活動(dòng)中研究計(jì)劃(表1)，根據(jù)制訂好的研究計(jì)劃，進(jìn)行調(diào)查研究。

表1 “蛾類多樣性調(diào)查”調(diào)查活動(dòng)計(jì)劃表

2 活動(dòng)過程

2.1 燈光誘捕前準(zhǔn)備 先清除幕布周圍大約2～3m范圍的雜草、灌木和石塊。再將木棍把幕布懸掛在誘集燈后方大約20cm處。開始進(jìn)行蛾類的燈光誘捕，搜集所有停留在幕布上或者掉落幕布前后的蛾類。

2.2 保存采集到的昆蟲 為鑒定方便，大小蛾類分開采集，大型蛾類使用毒瓶，小型蛾類使用指形管。用乙酸乙酯作為毒殺劑，殺死的蛾類放于儲(chǔ)蟲瓶(管)中，盡量避免搖動(dòng)，并注明采集時(shí)間、地點(diǎn)及采集人[1]。分組對(duì)采集到的蛾類進(jìn)行物種鑒定和數(shù)目統(tǒng)計(jì)，從野外采集回昆蟲標(biāo)本后，在標(biāo)本還沒干燥以前，先用昆蟲針把昆蟲插在固定板并進(jìn)行整姿或展翅工作，等待干燥后即可完成[2]。

3 活動(dòng)評(píng)價(jià)

“蛾類多樣性調(diào)查”活動(dòng)評(píng)價(jià)，主要是由教師在課堂教學(xué)中完成?？捎锰釂柕男问?，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)調(diào)查活動(dòng)中出現(xiàn)的具體問題進(jìn)行思考，在討論的過程中讓學(xué)生獨(dú)立解釋相關(guān)問題。教師和學(xué)生通過設(shè)計(jì)的教學(xué)評(píng)價(jià)量表，對(duì)各組學(xué)生在“蛾類多樣性調(diào)查”的活動(dòng)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。

3.1 教學(xué)活動(dòng)引入 在課堂教學(xué)中，教師先請(qǐng)學(xué)生推測：“哪個(gè)樣方地的蛾類多樣性最高？再出示巖灣、大河壩、大石院和火爐鎮(zhèn)4地采集到的蛾類多樣性的基本數(shù)據(jù)(表2、 3)和圖片?！?/p>

表2 蛾類采集樣地科屬種數(shù)目統(tǒng)計(jì)表

表3 采集樣地蛾類物種數(shù)目統(tǒng)計(jì)表

教師用調(diào)查的數(shù)據(jù)驗(yàn)證課堂上學(xué)生提出的推測，教師根據(jù)學(xué)生介紹各樣方地理情況﹑戶外調(diào)查活動(dòng)中遇到的問題﹑解決的方案等，適時(shí)提出問題：“請(qǐng)大家總結(jié)出在仙女山國家森林公園中有哪些因素影響了蛾類的多樣性”來引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考。經(jīng)合作討論后得出影響蛾類多樣性的因素，即人類活動(dòng)、溫度、濕度和采集時(shí)間等。再通過遞進(jìn)式的問題提問：“為什么同一經(jīng)緯度，溫度濕度相差不大的樣方地，不同小組數(shù)據(jù)記錄怎么會(huì)不一樣？”此時(shí)，教師可適當(dāng)提示學(xué)生總結(jié)在戶外調(diào)查活動(dòng)時(shí)人類活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)方法等因素造成的誤差。通過小組學(xué)生交流討論怎樣減少實(shí)驗(yàn)誤差的具體方法和措施，引導(dǎo)學(xué)生通過討論得出影響“蛾類多樣性調(diào)查”的主要因素是人類活動(dòng)。并將戶外調(diào)查活動(dòng)及課堂教學(xué)的討論結(jié)果，以書面報(bào)告的形式保存。

3.2 展示與交流 在課堂教學(xué)的后期，各小組將戶外調(diào)查活動(dòng)及課堂教學(xué)的討論所形成的報(bào)告以PPT的形式在課堂上講述，并實(shí)時(shí)展示自己在調(diào)查活動(dòng)中所制作的昆蟲實(shí)物標(biāo)本。教師和學(xué)生共同從方法的設(shè)計(jì)、活動(dòng)的執(zhí)行、結(jié)論的講解和昆蟲標(biāo)本的制作4個(gè)方面，用1～5分的賦分方式進(jìn)行打分，量化判斷各小組在整個(gè)調(diào)查活動(dòng)中的表現(xiàn)。

4 注意事項(xiàng)

由于“蛾類多樣性調(diào)查”是在野外環(huán)境下進(jìn)行科技活動(dòng)，在執(zhí)行該活動(dòng)的時(shí)候，應(yīng)有如下的幾個(gè)注意事項(xiàng)： ①避免發(fā)生意外的傷害事故；②規(guī)范采集蛾類的操作方式；③對(duì)不同種類的蛾類識(shí)別方法；④對(duì)同種蛾類的幼體和成體形態(tài)結(jié)構(gòu)的識(shí)別方法；⑤戶外實(shí)地調(diào)查因時(shí)間有限而需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)整。

(基金項(xiàng)目： 重慶市教育學(xué)會(huì)第九屆“2018～2020年”基礎(chǔ)教育科研課題“智能終端設(shè)備在生物類校本課程中的應(yīng)用”，No.XH2018B203；重慶市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)課題“基于學(xué)生核心素養(yǎng)的生物學(xué)階梯式校本課程的開發(fā)與實(shí)施研究”，No.2016-04-001)