“昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報”在線教學(xué)改革與實(shí)踐

昝慶安 陳斌

[摘 要] “昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報”是高等農(nóng)業(yè)院校植物保護(hù)專業(yè)的一門選修課。由于其涉及大量抽象的概念，同時難以開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一直是一門較難學(xué)習(xí)的課程。新冠肺炎疫情期間，在課堂教學(xué)向線上教學(xué)轉(zhuǎn)換的過程中，通過把教學(xué)章節(jié)破碎重組，將教學(xué)內(nèi)容分割為20分鐘時長的小段，使其適合在線教學(xué)。再輔以MOOC和在線討論問答的形式，增加教學(xué)的趣味性和互動性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時開展計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，通過在線屏幕投送和會議討論的形式，使學(xué)生使用教師提供的數(shù)據(jù)在各自客戶端建模，計算實(shí)驗(yàn)結(jié)果后撰寫實(shí)驗(yàn)報告。通過直播理論教學(xué)和互動實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的線上教學(xué)形式，學(xué)生經(jīng)歷了從理論到實(shí)踐的雙重學(xué)習(xí)過程，從而提高了解決實(shí)際問題的能力，且學(xué)生積極性高，教學(xué)節(jié)奏順暢，教學(xué)效果良好。

[關(guān)鍵詞] 昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報;在線教學(xué);互動實(shí)驗(yàn);植物保護(hù)

[基金項(xiàng)目] 2018年度國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目“煙蚜種群空間格局和取樣方法”（201820207）;2018年度云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)改革”（2018YAUK0710）;2015年度云南省高等院校提升專業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)能力建設(shè)項(xiàng)目“植物保護(hù)品牌專業(yè)”（云高教〔2015〕78號）;2017年度云南農(nóng)業(yè)大學(xué)校級項(xiàng)目“《農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)》優(yōu)秀課程”（2017YAUKC06E）;2017年度云南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科課程建設(shè)示范課程“普通昆蟲學(xué)”（2017YAUKC03D）

[作者簡介] 昝慶安（1978—），男，河北邯鄲人，博士，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院講師，主要從事昆蟲生態(tài)與害蟲防治研究;陳 斌（1970—），男，甘肅禮縣人，博士，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院教授（通信作者），主要從事農(nóng)業(yè)昆蟲與害蟲防治研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）09-0069-04 [收稿日期] 2021-10-12

一、課程概述

“昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報”是高等農(nóng)業(yè)院校植物保護(hù)專業(yè)的一門選修課。該課程以生態(tài)學(xué)原理為基礎(chǔ)，介紹昆蟲和環(huán)境的相互關(guān)系、昆蟲種群的數(shù)量變化及其原因、害蟲的監(jiān)測和預(yù)警方法等內(nèi)容[1]。這些內(nèi)容對植物保護(hù)專業(yè)人才培養(yǎng)十分重要，因?yàn)橹参锉Ｗo(hù)專業(yè)學(xué)生需要掌握在環(huán)境友好的前提下控制害蟲種群數(shù)量，降低其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害，達(dá)到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)一的能力，而這必須建立在以預(yù)測預(yù)報為基礎(chǔ)的害蟲綜合治理上。“昆蟲生態(tài)和預(yù)測預(yù)報”不但是害蟲防治的基礎(chǔ)，還是植保工作的起點(diǎn)。

二、課程現(xiàn)狀

我國高等農(nóng)業(yè)院校植物保護(hù)專業(yè)均開設(shè)了昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報相關(guān)課程，課程類型為專業(yè)選修課，約40個學(xué)時[2]。教材配有張孝曦編著的面向21世紀(jì)教材《昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報》。該課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系明確，教材內(nèi)容豐富完整，但在教學(xué)實(shí)踐中，亦存在一些問題?，F(xiàn)代生態(tài)學(xué)的發(fā)展，已經(jīng)跨越了早期的描述生態(tài)學(xué)階段，進(jìn)入了數(shù)量生態(tài)學(xué)時期，即使用數(shù)學(xué)語言對生態(tài)學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行描述和表達(dá)，這對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)提出了較高的要求。同時“昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報”還是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展能大大加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解和掌握，而生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)無論是時間尺度還是空間尺度都非常大，難以在本科生教學(xué)中順利開展。概念多、名詞多、假說多，再加上長時間密集的課堂講授，使學(xué)生認(rèn)為“昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報”是一門枯燥的課程，制約著教學(xué)質(zhì)量的提高。教育部發(fā)布《教育部應(yīng)對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》以來，我校依托各類在線教學(xué)平臺、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等，利用優(yōu)質(zhì)在線教學(xué)資源，積極開展了形式多樣的在線教學(xué)活動，保證了疫情防控期間的教學(xué)工作順利開展。但在線教學(xué)的一個主要特點(diǎn)是缺少教師的現(xiàn)場監(jiān)督，學(xué)生往往難以保持課堂學(xué)時內(nèi)的持續(xù)學(xué)習(xí)狀態(tài)?！袄ハx生態(tài)及預(yù)測預(yù)報”長篇大論的理論講授方式已不能滿足線上教學(xué)的要求，需要進(jìn)行改革。

三、課程改革

（一）課程內(nèi)容改革

教學(xué)內(nèi)容的改革往往能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣[3]。為使課程內(nèi)容適應(yīng)線上教學(xué)方式，首先需要解決的是教學(xué)節(jié)奏的問題。在線上教學(xué)中，學(xué)生難以保持長時間的學(xué)習(xí)狀態(tài)，因此，需要將課時縮短，但講授時間縮短后，又難以完成教學(xué)計劃，故而不能簡單地縮短講授學(xué)時，而需要把課程教學(xué)內(nèi)容充分破碎后重新組合，另其成為20分鐘時長的小段，再輔以其他教學(xué)形式，比如通過MOOC教學(xué)、課堂問答等方式，增加教學(xué)的趣味性和互動性，使學(xué)生始終保持良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。課程在線教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式改革見表1。

課程第一章是《生態(tài)學(xué)基本概念》，教師可以引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)中國大學(xué)MOOC“生態(tài)學(xué)”第一講《生物與環(huán)境（1）》和第二講《生物與環(huán)境（2）》，同時進(jìn)行課堂討論方式教學(xué);第二章《有機(jī)體與生物環(huán)境》與第七章《有效積溫預(yù)測法》合并，先通過直播教學(xué)介紹環(huán)境對昆蟲的影響和有效積溫預(yù)測法的原理，再通過互動實(shí)驗(yàn)教學(xué)對有效積溫預(yù)測法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作;第三章《種群結(jié)構(gòu)》與第七章《害蟲調(diào)查》合并，采用直播講授和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真抽樣;第四章《群落結(jié)構(gòu)和群落多樣性分析》采用直播教學(xué)結(jié)合互動實(shí)驗(yàn)教學(xué)，課后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在增加課堂趣味性的同時提高學(xué)生的動手能力;第五章《生態(tài)系統(tǒng)分析》和第六章《生物地理學(xué)》在前序課程“生態(tài)學(xué)”中已經(jīng)學(xué)過，因此要求學(xué)生自學(xué)并提交課程論文;第八章《害蟲的發(fā)生量預(yù)測》部分教學(xué)則主要通過互動實(shí)驗(yàn)建模完成。

（二）軟件平臺選擇

在線教學(xué)軟件平臺是開展在線教學(xué)的基礎(chǔ)，不同的軟件平臺亦有不同的特色，可以說，軟件平臺決定了在線教學(xué)的開展方式。智慧樹平臺具有較強(qiáng)的班級管理能力，同時其資源占用率低，數(shù)據(jù)量較小，適合進(jìn)行簡單的PPT展示和教師語音講授，故而選擇智慧樹軟件平臺進(jìn)行理論教學(xué)部分效果較好。在生態(tài)學(xué)模型的建模演示教學(xué)中，使用騰訊課堂的屏幕投送功能將教師的屏幕投送給學(xué)生觀看。對于課堂討論和交互式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師可以使用騰訊會議以展示學(xué)生端屏幕。

（三）MOOC教學(xué)

MOOC（Massive Open Online Course），即大規(guī)模開放在線課程，是一種以信息技術(shù)為依托，基于互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模、開放式、在線學(xué)習(xí)的課程模式。MOOC將教學(xué)內(nèi)容以視頻、文字、聲音和動畫等多種媒體方式呈現(xiàn)出來，同時搭建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)討論平臺便于師生、生生互動[4]，具有碎片化學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)效率高、學(xué)分互認(rèn)、優(yōu)質(zhì)課程資源共享等優(yōu)點(diǎn)[5]。中國大學(xué)MOOC是由網(wǎng)易和高教出版社聯(lián)合推出的在線教育平臺，內(nèi)含很多精品在線開放課程。課程第一章《生態(tài)學(xué)基本概念》部分，要求學(xué)生自學(xué)北師大婁安如教授的中國大學(xué)MOOC“生態(tài)學(xué)”第一講《生物與環(huán)境》，并結(jié)合課堂討論方式進(jìn)行教學(xué)。即首先讓學(xué)生在線學(xué)習(xí)，討論教學(xué)時間則采用課堂問答的方式，由教師整理出一系列問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論，并對其學(xué)習(xí)成果進(jìn)行打分。

（四）直播教學(xué)

直播教學(xué)為課程的主要教學(xué)形式。與課堂教學(xué)相比，在線直播教學(xué)由于缺少教師的監(jiān)督，學(xué)生不易集中精神，故而教師講授時間不宜過長。經(jīng)過對原有教學(xué)章節(jié)碎片化后的重新組合，理論教學(xué)內(nèi)容形成10個在線教學(xué)小節(jié)，每小節(jié)教師直播講授20分鐘，課堂討論20分鐘。數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)模型和害蟲預(yù)測預(yù)報部分教學(xué)內(nèi)容不再采用教師講授的直播教學(xué)方式，改為在互動實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分進(jìn)行講授，把理論講授和實(shí)驗(yàn)操作合并，并開展計算機(jī)建模模擬實(shí)驗(yàn)。

（五）互動實(shí)驗(yàn)

“昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報”課程中具有大量的數(shù)學(xué)描述，需要通過計算機(jī)建模解決問題，這一直是該課程教學(xué)中的難點(diǎn)。生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)無論是空間尺度還是時間尺度都非常大，很難在本科生教學(xué)學(xué)時內(nèi)開展，而使用計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)則能較好地解決這一問題?；訉?shí)驗(yàn)即操作者在操作時能得到系統(tǒng)反饋信息提示，形成互動。使用在線屏幕投送和會議討論的形式，讓學(xué)生使用教師提供的數(shù)據(jù)在各自客戶端建模，而教師在線審閱并對其進(jìn)行指導(dǎo)（數(shù)據(jù)采自真實(shí)的田間數(shù)據(jù)），得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果后學(xué)生根據(jù)結(jié)果撰寫總結(jié)分析報告，以使學(xué)生在短時間內(nèi)多次完成多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)[6]。

四、考核辦法

本課程中具有大量的基礎(chǔ)理論和基本概念，尚不能摒棄傳統(tǒng)閉卷筆試的考核方式。期末考核采用線上線下綜合考核方式，期末成績亦由線上考核和線下考核成績加權(quán)得到。其中線下考核采用閉卷筆試，期末卷面成績占總評成績的40%;線上考核成績由課堂問答成績、課程論文成績和互動實(shí)驗(yàn)成績組成，各占總評成績的20%。

五、展望和結(jié)語

在課堂教學(xué)向線上教學(xué)轉(zhuǎn)換的過程中，隨著教學(xué)模式的改變，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法等方面都要做出相應(yīng)改變。通過把原有教學(xué)章節(jié)重新組合，形成了直播理論教學(xué)和互動實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的“昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報”線上教學(xué)形式。學(xué)生經(jīng)歷了從理論到實(shí)踐的雙重學(xué)習(xí)過程，提高了解決實(shí)際問題的能力，同時，學(xué)生積極性高，教學(xué)節(jié)奏順暢，教學(xué)效果良好。但實(shí)踐教學(xué)部分力度仍顯不足，目前僅有田間抽樣部分具有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源，其他部分如有效積溫法則、種群生命表、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法和害蟲測報演習(xí)等實(shí)驗(yàn)都還有待加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1]張孝羲.昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報[M].3版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[2]劉廷輝，李瑞軍，董建臻.昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報實(shí)驗(yàn)課程改革研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（農(nóng)林教育版），2013，15（2）：42-44.

[3]任世英，劉飛.工業(yè)微生物育種學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].廣西輕工業(yè)，2010，26（10）：166+171.

[4]汪銘，陳聚濤，周江寧，等.基于生理學(xué)MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)探索與實(shí)踐[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究（電子版），2019，9（6）：14-17.

[5]張春冬，張瑩，李鐵，等.MOOC背景下生物化學(xué)教學(xué)的對策和改革[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（14）：380-381+383.

[6]王茜，井維鑫，劉娜，等.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在動物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[C]//第十三屆高校生命科學(xué)課程報告論壇.第十三屆高校生命科學(xué)課程報告論壇文集，2018.

Study on the Online Teaching Reform and Practice of Insect Ecology and Forecast Course

ZAN Qing-an， CHEN Bin

（Plant Protection College， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201， China）

Abstract： Insect Ecology and Forecast Course is a professional elective course of plant protection major in agricultural universities. It has always been a difficult course to learn， because not only it involves a large number of abstract concepts， but also it is very hard to carry out experimental teaching. During the pandemic outbreak， and in the process of the transformation from classroom teaching to online teaching， the chapters were divided and reorganized into 20-minute segments to make it suitable for online teaching. With the help of MOOC and online discussion， we can make the teaching more interesting and increase the interaction in the teaching process in order to improve students’ learning enthusiasm. At the same time， the computer simulation experiment is carried out. Through the forms of online screen delivery and meeting discussion， the students can use the data provided by teachers to model in their respective clients， calculate the experimental results and write experimental reports. Through the online teaching combining live broadcast theory teaching and interactive experimental teaching， the students have experienced the dual learning process of classroom theory knowledge learning and practice learning， which can improve their ability to solve practical problems. After the reform， students become more enthusiastic in learning， the teaching process becomes more smooth， and good teaching effect has been achieved.

Key words： Insect Ecology and Forecast; online teaching; interactive experiment; plant protection