生物學課外科技活動“蛾類多樣性調查”的設計

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》“穩態與環境”第4章“種群和群落”一節中，有兩個探究實驗，分別是“樣方法調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”“戶外調查注意事項”和“調查結果的分析討論”部分環節，設計實施了一個生物學課外科技活動“蛾類多樣性調查”。

1 前期準備

1.1 調查樣地選擇 根據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4地為樣地進行研究。

1.2 確定調查時間 蛾類在夏秋季活動最為頻繁，選擇在7月中旬進行為期6天的調查，每2天調查1次。若遇雨天，調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。

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

表1 “蛾類多樣性調查”調查活動計劃表

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目統計，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，引導學生對調查活動中出現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問題。教師和學生通過設計的教學評價量表，對各組學生在“蛾類多樣性調查”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4地采集到的蛾類多樣性的基本數據(表2、 3)和圖片。”

表2 蛾類采集樣地科屬種數目統計表

表3 采集樣地蛾類物種數目統計表

教師用調查的數據驗證課堂上學生提出的推測，教師根據學生介紹各樣方地理情況﹑戶外調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：“為什么同一經緯度，溫度濕度相差不大的樣方地，不同小組數據記錄怎么會不一樣？”此時，教師可適當提示學生總結在戶外調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“蛾類多樣性調查”的主要因素是人類活動。并將戶外調查活動及課堂教學的討論結果，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計、活動的執行、結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查活動中的表現。

4 注意事項

由于“蛾類多樣性調查”是在野外環境下進行科技活動，在執行該活動的時候，應有如下的幾個注意事項： ①避免發生意外的傷害事故；②規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結構的識別方法；⑤戶外實地調查因時間有限而需進行實驗調整。

(基金項目： 重慶市教育學會第九屆“2018～2020年”基礎教育科研課題“智能終端設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”規劃重點課題“基于學生核心素養的生物學階梯式校本課程的開發與實施研究”，No.2016-04-001)