摘要:針對森林害蟲生物防治學的特點,為提高學生的實踐能力和綜合素質,以適應當今我國生態建設和林業生產的需求。本文通過調整實驗內容、優化實驗組合、合理配置實驗單元等方法,建立了以理論驗證、理論與應用結合、綜合知識運用為單元的實踐教學體系,在提高學生的實踐能力和綜合素質等方面發揮了積極作用。
關鍵詞:森林害蟲;生物防治;教學實踐
中圖分類號:G642.1?搖 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)14-0252-02
隨著科學技術的迅猛發展和新理論、新技術、新方法的不斷涌現,各學科之間的相互滲透和交叉融合越加頻繁。森林害蟲生物防治學作為一門以森林生態系統自然調控機理為理論、以害蟲天敵增強與利用技術為手段的應用型課程,在當今不斷融入分子生物學、仿生學和昆蟲化學生態學等新知識的情況下,不僅拓展了該課程的研究內容,同時也促進了許多生物防治新技術的形成。因此,原有的實驗實踐教學體系不能適應現代教學的需要,必須建立與現代理論教學相匹配的實踐教學方法和體系,提高學生的應用技能和綜合素質。
一、實踐教學體系優化的基本思路
原有森林害蟲生物防治學的實驗內容以各章節為單元開設,每個實驗有其獨立內容,缺乏與整個理論體系的連貫性;野外實踐以昆蟲病原細菌、昆蟲病原病毒、昆蟲病原真菌、寄生性天敵昆蟲和捕食性天敵昆蟲各大類為材料,進行林間應用和效果觀測,忽視了各有益生物之間、應用生物與林間原有生物之間的相互作用關系及其森林生態系統自然調節的作用。造成了學生對單一技能掌握比較扎實,而缺乏基于整個森林生態系統害蟲生物控制的綜合運用能力。鑒于上述原因,依據森林害蟲生物防治學的理論和實踐體系,遵循理論與實踐、基礎與應用、獨立與綜合、單一目標害蟲防治與森林系統調控為結構的原則,本著由淺入深、分層次、分階段的循序漸進方式,建立了以鑒別與診斷、昆蟲病原微生物致病機理與毒力測定為主的驗證性實驗;以單一目標害蟲防治與有益生物綜合運用的害蟲生物控制為內容的應用性試驗;以防治理論研究與林間綜合生物防治技術相結合的畢業實踐體系。
二、協調實驗內容,注重培養學生綜合運用和解決實際問題的能力
森林害蟲生物防治學是以利用森林生態系統中的有益生物及其具有生物活性的生物產物控制害蟲為核心內容,其學習和研究的對象為昆蟲病原微生物、害蟲寄生性與捕食性天敵昆蟲、生物代謝產物及其合成物。由于上述有益生物及其生物代謝產物具有生命或生物活性,以侵染昆蟲特定蟲態與破壞某些組織、調節寄主昆蟲生長與代謝等途徑導致害蟲死亡,與以往使用的化學農藥相比具有:(1)一定的專化性和特異性;(2)昆蟲病原微生物的侵染、繁殖、致病和天敵昆蟲對害蟲的控制程度受寄主抗性、蟲態和密度等因素制約;(3)林間應用效果常常受到生物及非生物因素的影響。因此,在實驗內容上要進行精心選擇,在實驗、實踐組合上要進行合理的設計。
(一)精心選擇實驗內容,提升理論聯系實際的能力
實驗是認識和驗證所學理論的有效途徑之一。通過參與實驗過程和分析實驗結果,使學生加深對理論知識的理解、促進理論與實際的結合、提升具體技術的應用能力。昆蟲病毒是許多重要害蟲的病原微生物,常常因引起昆蟲大面積流行病而有效控制害蟲的危害,是生產昆蟲病毒殺蟲劑和防治森林害蟲的優良微生物。但由于昆蟲病毒具有寄主專一性,往往僅對原寄主昆蟲具有致病性,而對其他種類的昆蟲無致病性或極低的致病性。針對以往僅用原寄主昆蟲的幼蟲進行病毒毒力測定的方法,改用不同科、屬昆蟲的幼蟲進行對比測定。在實驗中以分月扇舟蛾顆粒體病毒為材料,以分月扇舟蛾幼蟲、舞毒蛾幼蟲和落葉松毛蟲幼蟲為寄主昆蟲分別進行了毒力測定,結果該病毒對分月扇舟蛾幼蟲的致死率達96%以上,而對其他2種害蟲幾乎無致病性。對比分析不同的實驗結果,學生們充分認識到昆蟲病毒只能防治原寄主害蟲,因對其他昆蟲無致病性而不能用于其防治。通過上述實驗內容的選擇不僅加深了學生對昆蟲病毒致病機理的理解,也掌握了昆蟲病毒殺蟲劑使用中應注意的問題。
(二)合理設計實驗組合,培養學生應對實際生產的能力
各種生物的生長、發育、繁殖和行為均受到多種外界因素的影響,在森林害蟲生物防治中利用的各種有益生物也不列外。只有在外界環境適宜的條件下,昆蟲病原微生物才能正常增殖、侵染和引起寄主害蟲疾病;天敵昆蟲才能正常發育和有效控制害蟲。為使學生了解昆蟲病原微生物在實際應用中由于氣象因素不同,而影響到防治效果的好壞。為此,在蘇蕓金桿菌致病性實驗中分別設計了5個不同溫度梯度組合、紫外燈照射與非照射組合。實驗結果表明,25℃~30℃之間和非紫外燈照射的組合對寄主昆蟲的致病性最強、死亡率最高,而15℃和紫外燈照射2小時的組合死亡率最低。通過對比測定成功和失敗結果,使學生認識到昆蟲病原微生物殺蟲劑應用時注意的問題,只有在適宜的溫度區間和無強光照射的條件下實施才能取得良好的林間防治效果。
寄生性天敵昆蟲是通過成蟲產卵寄生和孵化的子代幼蟲取食寄主的組織而消滅害蟲的。因此,繁育出的寄生性天敵昆蟲的雌性成蟲比例是決定防治成敗的重要因素之一,寄主營養、接種比例、環境溫度等因素往往影響某些寄生蜂的雌雄比例。據此,在利用柞蠶卵人工繁殖松毛蟲赤眼蜂的實驗中設計了4個溫度組合和3個不同接種比例組合,結果培養溫度為25℃和母蜂與柞蠶卵比例為3:1的組合繁蜂效果最佳,其每卵出蜂數60左右,雌性比達90%以上,且成峰質量好。不同的實驗設計和不同的培養條件下,繁育后得到的雌性比例和成峰質量差異顯著,不僅證明了赤眼蜂雌性比受到環境因素調控的理論,更重要的是使學生真正掌握了人工繁蜂的關鍵技術。
(三)注重理論與實踐結合,增強學生綜合素質
森林害蟲生物防治學是一門以森林害蟲生物調控為主要內容的應用型課程,其理論講授和實踐教學是提高教學質量的有效途徑。但最終目標是使學生真正具備獨立從事森林害蟲生物防治研究的能力和提高應對實際生產防治的綜合素質。科研能力和綜合素質的培養并非是紙上談兵和實驗室演練可以達到的,必須讓學生深入到科研工作中、融入到生產防治第一線,從科研中探索規律、提升能力,從實踐中積累經驗、增強素質。為此,課程組以所在國家重點學科、省級重點實驗室為科研平臺,以本校擁有的原始林、次生林、人工林3個實驗林場為實踐基地,以教師主持的國家及省部級科研項目為本科畢業論文的選題內容,注重基礎理論與生產實踐、科學研究與應用技術相結合,探索提升學生綜合素質的培養途徑。
三、結束語
作為一門以應用技術為主的課程,必須本著理論融入實踐、服務實踐、指導實踐的原則,在教學中遵循在理論與實踐結合的基礎上,注重實際能力和綜合素質的培養。近年來,以加強基礎、重視應用、培養能力和提高素質為目標,通過對森林害蟲生物防治學實踐教學內容及結構的優化,建立了以理論驗證、理論與實踐結合和綜合運用性實驗為單元的三級漸進式實踐教學體系。在理論驗證實驗環節增加了不同結果對比性實驗內容,在理論與實踐結合性實驗環節補充了溫度變化和接種比例的多重組合。通過不同實驗結果的對比與分析,加深了學生對理論知識的理解,掌握了有益生物應用的關鍵技術,在提高學生的實踐能力和綜合素質上發揮了一定作用。
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基金項目:本文系東北林業大學重點課程項目資助