用自制學(xué)具優(yōu)化種群密度的模擬調(diào)查

楊維國

摘要：自制可重復(fù)使用的學(xué)具組件，在實地調(diào)查前進行模擬調(diào)查，提前解決樣方法調(diào)查的取樣、計數(shù)、記錄等難點;克服了現(xiàn)行模擬調(diào)查方法耗時、不穩(wěn)定、誤差大等不足。

關(guān)鍵詞：自制學(xué)具 樣方法 種群密度模擬調(diào)查

中圖分類號：G633.91 文獻標(biāo)志碼：B

在2003年版高中生物《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》及2019年版《選修2·生物與環(huán)境》模塊均設(shè)置或保留了用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物種群密度這一探究活動。教學(xué)實踐表明，該調(diào)查活動涉及的細(xì)節(jié)、難點較多，如果教師的預(yù)設(shè)不充分，直接實施實地調(diào)查，會導(dǎo)致調(diào)查活動忙亂而低效。因此，在實施實地調(diào)查前進行模擬調(diào)查是非常有必要的。在教學(xué)實踐中，教師通?；诮滩闹袉栴}探討的思路實施模擬調(diào)查，如有的老師讓學(xué)生在標(biāo)有不同符號的紙面上畫方格或在畫好方格的紙上撒種子等，存在費時、不穩(wěn)定等諸多弊端。用透明塑料制作可重復(fù)使用、可疊加的、由取樣模板和樣地模板構(gòu)成的學(xué)具，可克服現(xiàn)行模擬調(diào)查中的一些不足。

1學(xué)具組件制備

1.1透明方格網(wǎng)制備

在透明塑料紙上打印由邊長為1 cm的小方格構(gòu)成的透明方格網(wǎng)，也可以從文具商店購買帶方格網(wǎng)的透明文件袋。

1.2取樣模板制作

從方格網(wǎng)板上裁得12格×10格的區(qū)域，加粗部分邊框獲得五點取樣模板（圖1）;按同樣方法裁得16格×4格方格網(wǎng)獲得等距取樣模板（圖2）。

1.3模擬草地制作

從網(wǎng)絡(luò)搜索含隨機小點等圖案的圖片，適當(dāng)縮放并打印，分別裁成比圖1、圖2稍大的紙片以模擬方形草地（圖3）及長條形草地（圖4）。

1.4制作調(diào)查記錄表

按表1樣式制作調(diào)查記錄表，本模擬預(yù)調(diào)查活動中，假定樣方的邊長為1 m，因此，表格中樣方面積及種群密度單位分別為m²和株/m²。

2使用方法

2.1情境創(chuàng)設(shè)

教師提出問題：豚草是一種惡性雜草，為外來物種。為監(jiān)控其危害程度，以及時采取防治措施，需要對某兩地段的豚草種群的種群密度進行調(diào)查。模擬草地中的黑點代表豚草，直角圖案代表當(dāng)?shù)氐哪撤N植物。

2.2材料分發(fā)

每4-5人組成一個調(diào)查小組，每小組分發(fā)一份記錄表、一張模擬草地（方形和長條形的隨機分發(fā)）、兩種透明取樣模板各一張。組員自行分工，分別負(fù)責(zé)取樣、計數(shù)、記錄、計算及核對等工作。

2.3實施調(diào)查

學(xué)生根據(jù)本小組獲得的模擬草地的形狀選擇恰當(dāng)?shù)娜幽０?，將取樣模板疊加在模擬草地上，用透明膠帶固定（圖5、圖6），對樣方中豚草個體進行計數(shù)。此時，教師向?qū)W生說明處于樣方邊角的個體的計數(shù)規(guī)則并巡視指導(dǎo)，重點關(guān)注學(xué)生是否關(guān)注并正確計算了樣方的面積，是否計算了所有樣方種群密度的平均值。

3優(yōu)點

透明取樣模板的使用，大大節(jié)省了在模擬草地上畫樣方的時間，方便學(xué)生理解五點取樣法及等距取樣法。相對于在方格網(wǎng)上撒種子，本學(xué)具采取疊加的方式，解決了種子位置易因觸碰位移而導(dǎo)致計數(shù)誤差過大的問題，使計數(shù)變得方便而準(zhǔn)確。

取樣模板上的方格網(wǎng)便于學(xué)生根據(jù)方格的數(shù)量確定樣方大小并方便計算樣方面積，小方格邊長代表的實際長度可以根據(jù)需要改變。本例中為突出顯示樣方，加粗了某些邊框，實際操作中可由學(xué)生自主確定樣方的大小、位置和數(shù)量。模擬草地的圖案及黑點的大小、密度也可以自主選取和打印。因此，模板在使用時具有較強的擴展性，并便于師生自主開發(fā)。

除記錄表外，其他學(xué)具組件均可重復(fù)使用，大大節(jié)約了教學(xué)成本，節(jié)省了準(zhǔn)備時間，顯著提高了課堂效率。每小組擁有五點取樣模板和等距取樣模板，隨機獲得一種模擬草地，可以訓(xùn)練學(xué)生根據(jù)模擬草地的形狀自主選擇恰當(dāng)?shù)娜臃椒ā?/p>

4說明

模擬調(diào)查學(xué)具的主要價值在于實施實地調(diào)查前進行了一次模擬情境下的預(yù)演，意在提前強化學(xué)生隨機取樣方法、樣方大小、樣方數(shù)目的確定，熟悉個體計數(shù)規(guī)則、樣方面積及種群密度的計算方法，并不能替代實地調(diào)查，但有助于后續(xù)實地調(diào)查的順利進行。使用可重復(fù)、可疊加、可擴展的模擬調(diào)查學(xué)具，使模擬調(diào)查變得高效而穩(wěn)定。