普通昆蟲學實驗教學的改進

摘 要：面對當前反映出的學生對昆蟲學不感興趣，實驗操作能力較弱，昆蟲鑒定和標本識別水平較差的現狀，分別以“普通昆蟲學實驗”所涉及的六部分內容，針對性地提出對該課程教學改革的幾點建議，如重視昆蟲采集、更新實驗材料、增設課程論文的考核等途徑，以提高實驗效果，力求使昆蟲學成為一門富有活力，同學喜愛的學科。

關鍵詞：普通昆蟲學 實驗內容 教學 改革

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

“普通昆蟲學”是高等農林院校植物保護專業本科生必修的一門專業基礎課，能否較好地掌握昆蟲學的基本理論和實驗技能，直接關系到后續“農業昆蟲學”的學習效果。同時，還將對高年級學生選修昆蟲生理學、昆蟲毒理學、昆蟲生態學等課程產生影響。因此，“普通昆蟲學”在整個植保專業課程所處的地位舉足輕重。加強和提高普通昆蟲學的教學質量和培養高素質、強能力的植保人才密不可分。然而，通過對一份來自南京農業大學70名植保專業高年級學生普通昆蟲學“專業綜合能力測試”的結果分析，卻發現學生實驗操作環節比較薄弱，具體表現在標本識別和昆蟲鑒定能力較差[1]。實驗操作不規范，實驗效果不理想，同樣的現象，在我們認教的各屆植保專業的學生中也普遍存在，甚至更為嚴重。“普通昆蟲學”教學改革勢在必行。對此，已有較多的教改論文對“普通昆蟲學”理論教學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證、鞏固和充實，而且具有引導和拓展作用的實驗課程的教學改革卻較少涉及[6]。

“普通昆蟲學實驗”在整個“普通昆蟲學”的課程學習中占有1/2甚至3/5的比例，只有注重實驗課，提高實驗課的水平，加強對普通昆蟲學實驗的教學改革，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，實驗質量的提升還有助于培養學生的動手能力、實踐能力和創新能力，激發他們對自然科學的興趣。為此，針對“普通昆蟲學實驗”六部分內容的特點，談幾點改進措施。

1 認識昆蟲，從采集開始

普通昆蟲學第一部分實驗是以液浸的蝗蟲、大黑蟬標本為例，觀察昆蟲外部形態。如果實驗伊始就讓學生接觸這些經浸泡，并散發難聞氣味的昆蟲標本，勢必消弱同學們對昆蟲美好形象的印象，或使一些學生對昆蟲本能的厭惡和恐懼加深，進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，結合影視資料如播放《昆蟲帝國》等多種形式，將其一一展現在同學面前，讓學生體會昆蟲就在身邊，昆蟲與人類生活關系密切的切身感受，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。在此基礎上，再通過參觀昆蟲標本館，向同學們展示我們采集的昆蟲，講一些采集中的軼聞趣事，讓同學們產生捕捉昆蟲的欲望。借此機會，以小組為單位發給學生一些捕蟲工具，并教給學生制作簡單的捕蟲器具，學會制作昆蟲標本的簡易方法。這樣，從剛接觸普通昆蟲學實驗就創造讓學生親近昆蟲的機會，對昆蟲日積月累的體驗自然比一周只有一次的實驗課效果明顯。但現行的實驗指導卻將昆蟲采集放在最后，將普通昆蟲學的實驗和實習完全分開，這樣的安排顯然不妥當。經調整后，學生近距離感受昆蟲的機會增多了，學習昆蟲學也由被動變為主動。在實踐中認識昆蟲的神奇，積累對昆蟲的體會，無疑對后續昆蟲學的學習是大有幫助的。

當然，傳統的實驗材料如通過蝗蟲來認識昆蟲的外部形態特征，認識頭部、胸部和腹部構造及附肢的構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本（該課程開設在秋季，極易采集蝗蟲）來觀察上述特征，效果自然比觀察液浸標本要好。在實驗課前，鼓勵學生到農場、草地采集蝗蟲，這樣即可以讓學生了解蝗蟲生活的棲境，又在潛移默化中讓學生了解一些關于蝗蟲生物學特性的知識。昆蟲眼、口器、翅、足和外生殖器的觀察是本部分實驗的重點。讓學生對自己采集的昆蟲的上述構造進行類型鑒別，生硬的形態特征描述與活生生的蟲子對應起來，會讓他們體會到學以致用的樂趣，學習昆蟲學再也不是機械的死記硬背，而是言之有物。除此之外，讓他們設計一些簡單易操作的小試驗，如觀察昆蟲的行走軌跡，飛行動作和刺吸行為等，都可以充分調動起同學們對昆蟲的興趣，在其中領悟科學的趣味。

2 室內和田間相結合，觀察昆蟲的生物學特性

第二部分實驗內容是觀察昆蟲的生物學特性，其中包括昆蟲卵的形態、幼蟲和蛹類型的識別，以及對成蟲性二型和多型現象的認識，重點是對變態的理解。往常，多通過一些昆蟲的生活史標本來展現。但實驗中發現一些液浸標本因浸泡過久導致失色、皺縮，或腫脹，與昆蟲本身的自然特征相距甚遠，甚至導致一些典型特征不突出，極易使學生產生誤解。那么，行之有效的最好辦法就是讓學生看到活體昆蟲。到養蟲室，那里常年飼養著小菜蛾、棉鈴蟲、煙夜蛾等老師們用于科研的試驗材料。在這里可以親眼觀察到小菜蛾等成蟲產卵、幼蟲孵化的過程，了解各齡幼蟲的形態特征，理解昆蟲的蛻皮、蟲齡及齡期的關系，并通過卵、幼蟲、蛹和成蟲形態特征的識別，真正理解完全變態、世代和生活史的含義。當然，再結合一些昆蟲的生活史標本如蝗蟲，通過對比分析，理解不完全變態就迎刃而解了。

走出實驗室，到田野去，同學們將會發現更多令人眼花繚亂的昆蟲種類，以此來學習昆蟲生物學特性再恰當不過。在植物的頂梢、嫩葉常會發現密集的蚜蟲，也許還能巧遇成蚜產仔，以此幫助同學們理解孤雌胎生；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別；大豆田同學們會發現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，昆蟲學實驗的素材俯拾皆是。相反，如果不去利用這些大自然賦予我們的資源，關起門來，單純讓學生觀察那些沒有生氣的死標本，長此以往，實驗效果可想而知。

3 以模式昆蟲為例，進行昆蟲內部解剖

在熟悉昆蟲外部形態特征和生物性特性的基礎上，進一步通過對昆蟲內部結構的解剖，了解昆蟲主要組織、器官的構造，進而聯系其生理功能，將會使同學們明確地球上昆蟲如此繁盛的生理學基礎。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，借此機會，不僅可以向學生介紹家蠶基因組和功能基因研究的的重要意義，同時，也告誡學生學好解剖學，具備嫻熟的實驗操作能力才能更好地勝任生物學、生理學和遺傳學等生命科學的教學和研究工作。以家蠶為實驗材料，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諸如消化系統、神經系統、以及發達的呼吸系統等。此外，雌、雄昆蟲生殖系統的解剖，讓學生能更直觀地了解昆蟲生殖的奧妙。而前胸腺的形態學結構會讓同學們對內激素分泌部位、傳導途徑及對昆蟲變態的作用機制的理解由抽象變為具體。以家蠶為模式昆蟲，還能幫助學生對常見的鱗翅目害蟲的為害習性和解剖學構造有更深刻的認識。與傳統的蝗蟲內部解剖相結合，將會使本部分的內容更豐富，更生動有趣。

說到模式昆蟲，不能不提及果蠅。果蠅的地位已經完全超越了作為昆蟲本身，它對人類的貢獻是其他任何生物不可比擬的，學習昆蟲學，卻不了解果蠅將是莫大的遺憾。果蠅體小、易飼養、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，可以讓同學們觀察唾腺的形態，以成蟲為材料同樣可以識別各生理系統，并歸納出直翅目（蝗蟲）、鱗翅目（家蠶）和雙翅目（果蠅）昆蟲生理系統的構造特點。以此為契機，可以讓同學們就地取材，隨時隨地對手到擒來的昆蟲進行解剖，這樣不僅鍛煉了學生的動手能力，還有助于理解不同類群昆蟲結構與功能的相互關系，并激發學生主動探索昆蟲世界奧妙的積極性。倡導以“學生為主體”的教學理念，會讓昆蟲學實驗課精彩紛呈。

4 改進分類方法，提高鑒定能力

“昆蟲分類”的實驗內容將帶領學生進入一個五彩斑斕的昆蟲王國。通過本部分實驗，讓學生切身體會昆蟲種類之豐富、數量之龐大、分布之廣泛。但因內容太過龐雜，學生面對眾多的昆蟲標本，往往感到無所事從。而問題的關鍵是學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驗中，結合昆蟲翅的變異讓學生學會識別昆蟲綱中與我們人類生活關系密切的直翅目、鞘翅目、同翅目和鱗翅目等10個目的分類依據，并制作檢索表加以區分。并通過繪制系統進化樹讓同學們了解昆蟲間的親緣關系。

昆蟲鑒定是一項細致、繁瑣的工作，如果長期只停留在標本識別上，學生必然會感到枯燥、乏味。讓學生自己到野外采集，再制作成精美的標本，最后完成鑒定的方法行之有效。我們對采集的昆蟲類群、種類和數量都有一個量化的標準，按照目、科、屬、種由大到小確定分值，并通過互換標本，對各自鑒定結果進行討論，最終提交一份準確的昆蟲名錄。再根據種類多少，標本優劣和鑒定結果的準確性進行考核。在討論中，同學們介紹各自的捕蟲心得和鑒定技巧，分類特征也在反復的類比和歸納中做到諳熟于心。以上環節的實施使同學們能對各類群分類特征和檢索表做到準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 通過飼養昆蟲，理解昆蟲與環境的關系

與上述內容相比，昆蟲生態學有些抽象，造成了學生理解上的困難。但事實上，理解昆蟲生態學，就是明確昆蟲與環境的關系，核心即是食物、溫度、濕度和光周期等對昆蟲生長、發育的影響，進而是對昆蟲有效積溫法則的理解和運用。結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材料，結合文獻資料，利用人工氣候培養箱設置不同的溫度梯度，就可以推算出不同昆蟲的發育起點溫度和有效積溫。最重要的是通過這些昆蟲的飼養，使同學們對昆蟲生態學理論的抽象理解變為感性認識。而且，學會飼養昆蟲也將是從事昆蟲學及相關生命學科研究最基本的技能。

說到昆蟲飼養，并不僅僅考慮溫度、濕度和光周期這么簡單，還應避免病原微生物如病毒、細菌、真菌等的侵染。如何保證飼養昆蟲健康、發育正常，只有通過反復實踐才能摸索出來。因此，要求所有的植保學生必需親自飼養一種以上的昆蟲，以寢室為場所，選擇鱗翅目昆蟲為主，至少繁殖3代以上為成功標準。這樣，將使學生對昆蟲的生物學特性和生態學特性有一個直觀、真實、完整的認識，并據此提交一篇“昆蟲觀察”的小論文，避免只交課堂作業的單一考核方式，同時，也鍛煉了學生的動手能力。

6 介紹昆蟲學研究的最新實驗技術

昆蟲學是一門富有強大生命力的學科，而昆蟲學科日新月異成果的取得離不開昆蟲學實驗技術的進步和迅猛發展。因此，為進一步拓展同學們昆蟲學的知識面，向培養“厚基礎、寬專業、高素質、強能力”創新型高層次農業人才目標邁進，相關實驗技術的介紹是不可或缺的。面對眾多的實驗技術，選擇一些學生能接受，易操作的內容才能取得事半功倍的效果。比如與昆蟲分類學和昆蟲生理學相關的制片技術就非常重要。通過原有的小體昆蟲玻片標本的制作，可以拓展為石蠟顯微切片技術，最后上升為超微切片技術，所不同的是借助的實驗儀器的差別即從光學顯微鏡延伸為電子顯微鏡，所觀察對象是從微米級顯微結構到納米級超微結構的跨越，這其中即有對昆蟲表面結構的觀察，也有內部細胞結構的辨識。通過昆蟲制片技術的介紹和相關實驗結果及實驗儀器的展示，讓學生意識到實驗技術是為科研工作服務的，并思考通過這些實驗技術能解決哪些科學問題。

昆蟲生理學和分子生物學是近年來昆蟲學發展最前沿的學科，也是很多同學迫切希望接觸的領域。對此，向學生介紹最實用的電泳技術，即包括蛋白質樣品的制備、DNA和RNA樣品的制備，以及蛋白質和核酸電泳技術。此外，結合老師的科研，向同學們示范常規PCR和RT-PCR的操作流程。通過耳聞目睹，這些單純的技術就與科研工作緊密地聯系起來，促使學生們思考和提出新的研究課題。同時，結合我們昆蟲學科在化學生態學研究領域的優勢，向學生們介紹觸角電位（EAG）、刺吸電位（EPG）和氣相色譜技術在昆蟲學中的應用。通過現場演示，向同學們說明儀器的使用方法，以及如何識別圖譜，并通過對數據的分析，告訴同學們如何撰寫科技論文。這些直觀、生動和富有研究內容的技術，比單純實驗技術的講解更易讓學生接受，效果也更明顯。同時，也極大地調動了學生們對后續相關課程的學習欲望和對科研的直觀認識。當然，昆蟲學實驗技術遠不止上述提及的幾種，進一步通過讓同學們尋找自己感興趣的內容，寫一篇相關技術在昆蟲學中應用的小論文，通過上臺講解，同學提問、討論的方式而將昆蟲學實驗技術較全面地進行展示。

通過以上教學改革措施的綜合運用和實驗內容的改進，學生們主動學習昆蟲學的積極性提高了，對昆蟲學感興趣的同學增加了，在歷屆大學生挑戰杯競賽中選用昆蟲為素材的課題也呈明顯的上升趨勢，這說明同學們已經關注昆蟲、利用昆蟲。當然，昆蟲學教學改革是一項長期的任務，需要我們付出長期不懈的努力，但只要我們始終堅持以“學生為主體”的教學理念，在改革中不斷探索新思路，新方法，就一定能使昆蟲學成為一門富有活力，同學喜愛的學科。

參考文獻

[1]戴華國，吳耀清，王余進.“從專業綜合能力測試”看“普通昆蟲學”教學改革的必要性[J].中國農業教育，2002（6）：30-31.

[2]陸秀君，何運轉，董建臻，等.普通昆蟲學教學改革的實踐探索[J].高等農業教育，2003（3）：71-73.

[3]徐洪富，墨鐵路，許永玉，等.普通昆蟲學課程建設與多元化教學方法的探索[J].山東農業教育，2004，75（3）：28-32.

[4]張建萍，陳靜，張建.多媒體技術對昆蟲學教學的影響[J].西南農業大學學報：社會科學版，2007，5（3）：162-164.

[5]David R.Teaching General Entomology to disinterested undergraduates[J]. American Etnomologist，2006，52（1）：24-28.

[6]劉長仲，王國利.植物保護專業《普通昆蟲學》教學方法探討[J].甘肅農業大學學報，2000，35（4）：477-479.