生物學課外科技活動“蛾類多樣性調(diào)查”的設(shè)計

齊登偉 禹云霜 吳國慧

(重慶市巴蜀中學校 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，有兩個探究實驗，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“土壤中小動物類群豐富度的研究”。筆者結(jié)合本校課外活動的目的和要求，借鑒兩個探究實驗的“實驗步驟”“戶外調(diào)查注意事項”和“調(diào)查結(jié)果的分析討論”部分環(huán)節(jié)，設(shè)計實施了一個生物學課外科技活動“蛾類多樣性調(diào)查”。

1 前期準備

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狀況﹑海拔﹑濕度和溫度4個因素進行篩選。選擇了巖灣、大河壩、大石院和火爐鎮(zhèn)4地為樣地進行研究。

1.2 確定調(diào)查時間 蛾類在夏秋季活動最為頻繁，選擇在7月中旬進行為期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、標本盒。標本制作工具： 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位學生為一組，每塊樣方地安排1組學生，4塊樣方地共4組，分別編為A、 B、 C和D。

為了節(jié)省調(diào)查時間，課前請各組組長帶領(lǐng)組員，參照制定計劃要點，以列表的方式制訂本小組調(diào)查活動中研究計劃(表1)，根據(jù)制訂好的研究計劃，進行調(diào)查研究。

表1 “蛾類多樣性調(diào)查”調(diào)查活動計劃表

2 活動過程

2.1 燈光誘捕前準備 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，殺死的蛾類放于儲蟲瓶(管)中，盡量避免搖動，并注明采集時間、地點及采集人[1]。分組對采集到的蛾類進行物種鑒定和數(shù)目統(tǒng)計，從野外采集回昆蟲標本后，在標本還沒干燥以前，先用昆蟲針把昆蟲插在固定板并進行整姿或展翅工作，等待干燥后即可完成[2]。

3 活動評價

“蛾類多樣性調(diào)查”活動評價，主要是由教師在課堂教學中完成。可用提問的形式，引導學生對調(diào)查活動中出現(xiàn)的具體問題進行思考，在討論的過程中讓學生獨立解釋相關(guān)問題。教師和學生通過設(shè)計的教學評價量表，對各組學生在“蛾類多樣性調(diào)查”的活動進行客觀評價。

3.1 教學活動引入 在課堂教學中，教師先請學生推測：“哪個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。”

表2 蛾類采集樣地科屬種數(shù)目統(tǒng)計表

表3 采集樣地蛾類物種數(shù)目統(tǒng)計表

教師用調(diào)查的數(shù)據(jù)驗證課堂上學生提出的推測，教師根據(jù)學生介紹各樣方地理情況﹑戶外調(diào)查活動中遇到的問題﹑解決的方案等，適時提出問題：“請大家總結(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”來引導學生獨立思考。經(jīng)合作討論后得出影響蛾類多樣性的因素，即人類活動、溫度、濕度和采集時間等。再通過遞進式的問題提問：“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)記錄怎么會不一樣？”此時，教師可適當提示學生總結(jié)在戶外調(diào)查活動時人類活動和實驗方法等因素造成的誤差。通過小組學生交流討論怎樣減少實驗誤差的具體方法和措施，引導學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。并將戶外調(diào)查活動及課堂教學的討論結(jié)果，以書面報告的形式保存。

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

4 注意事項

由于“蛾類多樣性調(diào)查”是在野外環(huán)境下進行科技活動，在執(zhí)行該活動的時候，應有如下的幾個注意事項： 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對不同種類的蛾類識別方法；④對同種蛾類的幼體和成體形態(tài)結(jié)構(gòu)的識別方法；⑤戶外實地調(diào)查因時間有限而需進行實驗調(diào)整。

(基金項目： 重慶市教育學會第九屆“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用”，No.XH2018B203；重慶市教育科學“十三五”規(guī)劃重點課題“基于學生核心素養(yǎng)的生物學階梯式校本課程的開發(fā)與實施研究”，No.2016-04-001)