用自制學具優化種群密度的模擬調查

楊維國

摘要：自制可重復使用的學具組件，在實地調查前進行模擬調查，提前解決樣方法調查的取樣、計數、記錄等難點;克服了現行模擬調查方法耗時、不穩定、誤差大等不足。

關鍵詞：自制學具 樣方法 種群密度模擬調查

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

在2003年版高中生物《必修3·穩態與環境》及2019年版《選修2·生物與環境》模塊均設置或保留了用樣方法調查草地中某種雙子葉植物種群密度這一探究活動。教學實踐表明，該調查活動涉及的細節、難點較多，如果教師的預設不充分，直接實施實地調查，會導致調查活動忙亂而低效。因此，在實施實地調查前進行模擬調查是非常有必要的。在教學實踐中，教師通常基于教材中問題探討的思路實施模擬調查，如有的老師讓學生在標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、不穩定等諸多弊端。用透明塑料制作可重復使用、可疊加的、由取樣模板和樣地模板構成的學具，可克服現行模擬調查中的一些不足。

1學具組件制備

1.1透明方格網制備

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

1.2取樣模板制作

從方格網板上裁得12格×10格的區域，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格方格網獲得等距取樣模板（圖2）。

1.3模擬草地制作

從網絡搜索含隨機小點等圖案的圖片，適當縮放并打印，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制作調查記錄表

按表1樣式制作調查記錄表，本模擬預調查活動中，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情境創設

教師提出問題：豚草是一種惡性雜草，為外來物種。為監控其危害程度，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查。模擬草地中的黑點代表豚草，直角圖案代表當地的某種植物。

2.2材料分發

每4-5人組成一個調查小組，每小組分發一份記錄表、一張模擬草地（方形和長條形的隨機分發）、兩種透明取樣模板各一張。組員自行分工，分別負責取樣、計數、記錄、計算及核對等工作。

2.3實施調查

學生根據本小組獲得的模擬草地的形狀選擇恰當的取樣模板，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。此時，教師向學生說明處于樣方邊角的個體的計數規則并巡視指導，重點關注學生是否關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優點

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

取樣模板上的方格網便于學生根據方格的數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，實際操作中可由學生自主確定樣方的大小、位置和數量。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。

除記錄表外，其他學具組件均可重復使用，大大節約了教學成本，節省了準備時間，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，可以訓練學生根據模擬草地的形狀自主選擇恰當的取樣方法。

4說明

模擬調查學具的主要價值在于實施實地調查前進行了一次模擬情境下的預演，意在提前強化學生隨機取樣方法、樣方大小、樣方數目的確定，熟悉個體計數規則、樣方面積及種群密度的計算方法，并不能替代實地調查，但有助于后續實地調查的順利進行。使用可重復、可疊加、可擴展的模擬調查學具，使模擬調查變得高效而穩定。