“昆蟲生態及預測預報”在線教學改革與實踐

昝慶安 陳斌

[摘 要] “昆蟲生態及預測預報”是高等農業院校植物保護專業的一門選修課。由于其涉及大量抽象的概念，同時難以開展實驗教學，一直是一門較難學習的課程。新冠肺炎疫情期間，在課堂教學向線上教學轉換的過程中，通過把教學章節破碎重組，將教學內容分割為20分鐘時長的小段，使其適合在線教學。再輔以MOOC和在線討論問答的形式，增加教學的趣味性和互動性，從而提高學生的學習熱情。同時開展計算機模擬實驗，通過在線屏幕投送和會議討論的形式，使學生使用教師提供的數據在各自客戶端建模，計算實驗結果后撰寫實驗報告。通過直播理論教學和互動實驗教學相結合的線上教學形式，學生經歷了從理論到實踐的雙重學習過程，從而提高了解決實際問題的能力，且學生積極性高，教學節奏順暢，教學效果良好。

[關鍵詞] 昆蟲生態及預測預報;在線教學;互動實驗;植物保護

[基金項目] 2018年度國家虛擬仿真實驗教學項目“煙蚜種群空間格局和取樣方法”（201820207）;2018年度云南農業大學教育教學改革項目“農業昆蟲學實驗課堂教學改革”（2018YAUK0710）;2015年度云南省高等院校提升專業服務產業能力建設項目“植物保護品牌專業”（云高教〔2015〕78號）;2017年度云南農業大學校級項目“《農業昆蟲學》優秀課程”（2017YAUKC06E）;2017年度云南農業大學本科課程建設示范課程“普通昆蟲學”（2017YAUKC03D）

[作者簡介] 昝慶安（1978—），男，河北邯鄲人，博士，云南農業大學植物保護學院講師，主要從事昆蟲生態與害蟲防治研究;陳 斌（1970—），男，甘肅禮縣人，博士，云南農業大學植物保護學院教授（通信作者），主要從事農業昆蟲與害蟲防治研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）09-0069-04 [收稿日期] 2021-10-12

一、課程概述

“昆蟲生態及預測預報”是高等農業院校植物保護專業的一門選修課。該課程以生態學原理為基礎，介紹昆蟲和環境的相互關系、昆蟲種群的數量變化及其原因、害蟲的監測和預警方法等內容[1]。這些內容對植物保護專業人才培養十分重要，因為植物保護專業學生需要掌握在環境友好的前提下控制害蟲種群數量，降低其對農業生產的危害，達到生態效益和經濟效益統一的能力，而這必須建立在以預測預報為基礎的害蟲綜合治理上。“昆蟲生態和預測預報”不但是害蟲防治的基礎，還是植保工作的起點。

二、課程現狀

我國高等農業院校植物保護專業均開設了昆蟲生態及預測預報相關課程，課程類型為專業選修課，約40個學時[2]。教材配有張孝曦編著的面向21世紀教材《昆蟲生態及預測預報》。該課程教學內容和課程體系明確，教材內容豐富完整，但在教學實踐中，亦存在一些問題。現代生態學的發展，已經跨越了早期的描述生態學階段，進入了數量生態學時期，即使用數學語言對生態學現象進行描述和表達，這對學生的數學基礎提出了較高的要求。同時“昆蟲生態及預測預報”還是一門實踐性較強的課程。實驗教學的順利開展能大大加強學生對理論知識的理解和掌握，而生態學實驗無論是時間尺度還是空間尺度都非常大，難以在本科生教學中順利開展。概念多、名詞多、假說多，再加上長時間密集的課堂講授，使學生認為“昆蟲生態及預測預報”是一門枯燥的課程，制約著教學質量的提高。教育部發布《教育部應對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領導小組辦公室關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》以來，我校依托各類在線教學平臺、校內網絡學習空間等，利用優質在線教學資源，積極開展了形式多樣的在線教學活動，保證了疫情防控期間的教學工作順利開展。但在線教學的一個主要特點是缺少教師的現場監督，學生往往難以保持課堂學時內的持續學習狀態。“昆蟲生態及預測預報”長篇大論的理論講授方式已不能滿足線上教學的要求，需要進行改革。

三、課程改革

（一）課程內容改革

教學內容的改革往往能激發學生的學習熱情，增強其學習興趣[3]。為使課程內容適應線上教學方式，首先需要解決的是教學節奏的問題。在線上教學中，學生難以保持長時間的學習狀態，因此，需要將課時縮短，但講授時間縮短后，又難以完成教學計劃，故而不能簡單地縮短講授學時，而需要把課程教學內容充分破碎后重新組合，另其成為20分鐘時長的小段，再輔以其他教學形式，比如通過MOOC教學、課堂問答等方式，增加教學的趣味性和互動性，使學生始終保持良好的學習狀態，達到教學目標。課程在線教學內容和教學方式改革見表1。

課程第一章是《生態學基本概念》，教師可以引導學生自學中國大學MOOC“生態學”第一講《生物與環境（1）》和第二講《生物與環境（2）》，同時進行課堂討論方式教學;第二章《有機體與生物環境》與第七章《有效積溫預測法》合并，先通過直播教學介紹環境對昆蟲的影響和有效積溫預測法的原理，再通過互動實驗教學對有效積溫預測法進行實驗操作;第三章《種群結構》與第七章《害蟲調查》合并，采用直播講授和虛擬仿真實驗進行仿真抽樣;第四章《群落結構和群落多樣性分析》采用直播教學結合互動實驗教學，課后進行實驗，在增加課堂趣味性的同時提高學生的動手能力;第五章《生態系統分析》和第六章《生物地理學》在前序課程“生態學”中已經學過，因此要求學生自學并提交課程論文;第八章《害蟲的發生量預測》部分教學則主要通過互動實驗建模完成。

（二）軟件平臺選擇

在線教學軟件平臺是開展在線教學的基礎，不同的軟件平臺亦有不同的特色，可以說，軟件平臺決定了在線教學的開展方式。智慧樹平臺具有較強的班級管理能力，同時其資源占用率低，數據量較小，適合進行簡單的PPT展示和教師語音講授，故而選擇智慧樹軟件平臺進行理論教學部分效果較好。在生態學模型的建模演示教學中，使用騰訊課堂的屏幕投送功能將教師的屏幕投送給學生觀看。對于課堂討論和交互式實驗教學，教師可以使用騰訊會議以展示學生端屏幕。

（三）MOOC教學

MOOC（Massive Open Online Course），即大規模開放在線課程，是一種以信息技術為依托，基于互聯網的大規模、開放式、在線學習的課程模式。MOOC將教學內容以視頻、文字、聲音和動畫等多種媒體方式呈現出來，同時搭建網絡教學討論平臺便于師生、生生互動[4]，具有碎片化學習、學習效率高、學分互認、優質課程資源共享等優點[5]。中國大學MOOC是由網易和高教出版社聯合推出的在線教育平臺，內含很多精品在線開放課程。課程第一章《生態學基本概念》部分，要求學生自學北師大婁安如教授的中國大學MOOC“生態學”第一講《生物與環境》，并結合課堂討論方式進行教學。即首先讓學生在線學習，討論教學時間則采用課堂問答的方式，由教師整理出一系列問題引導學生展開討論，并對其學習成果進行打分。

（四）直播教學

直播教學為課程的主要教學形式。與課堂教學相比，在線直播教學由于缺少教師的監督，學生不易集中精神，故而教師講授時間不宜過長。經過對原有教學章節碎片化后的重新組合，理論教學內容形成10個在線教學小節，每小節教師直播講授20分鐘，課堂討論20分鐘。數學生態學模型和害蟲預測預報部分教學內容不再采用教師講授的直播教學方式，改為在互動實驗教學部分進行講授，把理論講授和實驗操作合并，并開展計算機建模模擬實驗。

（五）互動實驗

“昆蟲生態及預測預報”課程中具有大量的數學描述，需要通過計算機建模解決問題，這一直是該課程教學中的難點。生態學實驗無論是空間尺度還是時間尺度都非常大，很難在本科生教學學時內開展，而使用計算機模擬實驗則能較好地解決這一問題。互動實驗即操作者在操作時能得到系統反饋信息提示，形成互動。使用在線屏幕投送和會議討論的形式，讓學生使用教師提供的數據在各自客戶端建模，而教師在線審閱并對其進行指導（數據采自真實的田間數據），得出實驗結果后學生根據結果撰寫總結分析報告，以使學生在短時間內多次完成多項實驗[6]。

四、考核辦法

本課程中具有大量的基礎理論和基本概念，尚不能摒棄傳統閉卷筆試的考核方式。期末考核采用線上線下綜合考核方式，期末成績亦由線上考核和線下考核成績加權得到。其中線下考核采用閉卷筆試，期末卷面成績占總評成績的40%;線上考核成績由課堂問答成績、課程論文成績和互動實驗成績組成，各占總評成績的20%。

五、展望和結語

在課堂教學向線上教學轉換的過程中，隨著教學模式的改變，教學內容、教學方法、考核方法等方面都要做出相應改變。通過把原有教學章節重新組合，形成了直播理論教學和互動實驗教學相結合的“昆蟲生態及預測預報”線上教學形式。學生經歷了從理論到實踐的雙重學習過程，提高了解決實際問題的能力，同時，學生積極性高，教學節奏順暢，教學效果良好。但實踐教學部分力度仍顯不足，目前僅有田間抽樣部分具有虛擬仿真實驗資源，其他部分如有效積溫法則、種群生命表、神經網絡預測法和害蟲測報演習等實驗都還有待加強。

參考文獻

[1]張孝羲.昆蟲生態及預測預報[M].3版.北京：中國農業出版社，2002.

[2]劉廷輝，李瑞軍，董建臻.昆蟲生態及預測預報實驗課程改革研究[J].河北農業大學學報（農林教育版），2013，15（2）：42-44.

[3]任世英，劉飛.工業微生物育種學教學改革與實踐[J].廣西輕工業，2010，26（10）：166+171.

[4]汪銘，陳聚濤，周江寧，等.基于生理學MOOC的翻轉課堂教學探索與實踐[J].高校生物學教學研究（電子版），2019，9（6）：14-17.

[5]張春冬，張瑩，李鐵，等.MOOC背景下生物化學教學的對策和改革[J].安徽農業科學，2015，43（14）：380-381+383.

[6]王茜，井維鑫，劉娜，等.翻轉課堂教學模式在動物生物學實驗教學中的應用[C]//第十三屆高校生命科學課程報告論壇.第十三屆高校生命科學課程報告論壇文集，2018.

Study on the Online Teaching Reform and Practice of Insect Ecology and Forecast Course

ZAN Qing-an， CHEN Bin

（Plant Protection College， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201， China）

Abstract： Insect Ecology and Forecast Course is a professional elective course of plant protection major in agricultural universities. It has always been a difficult course to learn， because not only it involves a large number of abstract concepts， but also it is very hard to carry out experimental teaching. During the pandemic outbreak， and in the process of the transformation from classroom teaching to online teaching， the chapters were divided and reorganized into 20-minute segments to make it suitable for online teaching. With the help of MOOC and online discussion， we can make the teaching more interesting and increase the interaction in the teaching process in order to improve students’ learning enthusiasm. At the same time， the computer simulation experiment is carried out. Through the forms of online screen delivery and meeting discussion， the students can use the data provided by teachers to model in their respective clients， calculate the experimental results and write experimental reports. Through the online teaching combining live broadcast theory teaching and interactive experimental teaching， the students have experienced the dual learning process of classroom theory knowledge learning and practice learning， which can improve their ability to solve practical problems. After the reform， students become more enthusiastic in learning， the teaching process becomes more smooth， and good teaching effect has been achieved.

Key words： Insect Ecology and Forecast; online teaching; interactive experiment; plant protection