“大猿叶甲生物学观察实验”应用于中职《植物保护技术》实验课教学尝试*

2020-07-31 02:15凌单丹宁应之金社林张大为
生物学通报 2020年7期
关键词:培养皿虫卵成虫

凌单丹 宁应之** 吕 方 金社林 张大为

(1 西北师范大学生命科学学院 甘肃兰州 730070 2 甘肃省农业科学院植物保护研究所 甘肃兰州 730070)

《植物保护技术》是研究植物病虫害的特征、特性、发生、发展规律、预报预测方法和防治措施的一门科学[1]。认识植物病虫害,不仅是对理论知识的系统和完整的学习,更重要的是将理论和实践相结合。重视实训课的教学,能让学生将理论知识具体化,加深理解的同时发现学习的乐趣[2]。

然而在对中等职业学校相关理论教材[3]实训模块的分析过程中发现,虽然各项目中的各任务都设置了对应的技能训练,但是技能训练内容还停留在观察和识别的层面上,实验材料也多为没有生命的干制标本和浸渍标本等。虽然可随时满足上课的需要,但是这些标本多由于长期失去生命力,大多已变形脱色,会影响观察效果[4]。同时枯燥简单的观察活动对正处于青春期的活泼好动的中职学生吸引力较弱,上课效果较差。此外,在实际的教学过程中,植物保护实训教学并不能与植物的病虫害发生同步进行,这就导致在需要对某章节的作物病虫害进行田间观察时没有可供操作的虫源和相应的病状作为实验材料,使教师教学效果和学生学习兴趣都大打折扣[5]。

因此改革实验内容,创新实验过程,开辟第二课堂[6],将课堂学习延伸到课堂外,将教材上枯燥的文字理论变成活生生的例子展现在学生面前,将会极大激发其对专业课的兴趣,增加学生的获得感和成就感,培养中职学生的科学精神和动手能力,进而提高教学效果。

1 学情分析

在理论知识学习中,学生已经初步学习和掌握了十字花科害虫大猿叶甲(Colaphellus bowringi)的相关内容。大猿叶甲属鞘翅目叶甲科昆虫,是危害极大的农业害虫,主要危害十字花科植物,例如大白菜、油菜、萝卜等。大猿叶甲的成虫和幼虫均以取食叶片为生,严重时可将植物的叶片全部取食或取食成网状,仅留下叶脉,给农业生产带来巨大损失[7]。在技能训练中,通过标本、多媒体音频图片等教学材料对叶甲科害虫的外部形态进行了观察和描绘。在以上知识的基础上,再设计组织一节昆虫饲养实验课,目的是为了将学生被动接受的一些信息和知识转换为更加直观和鲜活的认识。

2 实验教学内容

本节课共分为2 个课时。第1 课时选取大猿叶甲作为实验材料,主要进行大猿叶甲虫卵的接种实验。课程结束后学生分组将接种好的培养皿放入人工气候箱中培养,观察和记录。实验安排在3月中旬至4月进行,在此期间进行的实验,大猿叶甲的卵期为12~15 d,幼虫期为15~20 d 左右,蛹期7 d 左右,全过程约为45 d[8]。幼虫生长发育期间,学生需要每天为幼虫更换新鲜叶片,并且时刻注意记录昆虫各项指标的变化。

第2 课时进行小组评议。4 个小组将实验结果汇总成实验报告,在班级内分享实验心得,总结问题,提出对策。学生在学习过程中,能更加直观地观察和学习害虫的发生规律,发生历期,各虫期幼虫、蛹和成虫的形态变化,害虫在寄主植物上的为害位置、为害状等系统知识。

3 实验目的与要求

1)知识目标:识别十字花科害虫大猿叶甲各虫期的形态特征和为害特点,探究不同作物食料条件下大猿叶甲成虫及幼虫生长发育指标的差异。

2)能力目标:能科学地进行昆虫的饲养和观察记录,增强职业技能,巩固专业知识。

3)情感态度与价值观目标:帮助学生树立植物保护意识、人与自然和谐相处的观念。

4 教学方法

在第1 课时的实验操作过程中主要采取了直观教学法、演示法。教师为学生展示实验所需各种材料,示范操作过程,使学生对实验内容有初步的了解,新鲜的实验材料也会激发学生的好奇心和学习兴趣,在“看中学,看中做”,提高观察能力和实验操作技能。

在第2 课时的总结互评课堂,充分利用了小组讨论、头脑风暴、多媒体展示、小组分享等教学方法和手段,教师创设问题情境,让学生将自己的成果展示交流,通过课堂对问题的分析与探究,在学生合作讨论和思考总结的过程中,激发灵感,培养创新创造的能力和解决问题的能力,为其今后从事的农业生产和指导工作作出很好的铺垫,也对职业能力和职业素养的提高起到很好的促进作用。

5 实验过程及操作要点

5.1 实验材料:

1)虫源:大猿叶甲虫卵。

2)寄主植物:无农药残留的十字花科植物二月兰、冬油菜、肥田萝卜和大白菜。

3)实验器材:小毛笔刷、培养皿、棉球,滤纸,塑料大托盘,电子天平,RXZ-500D 人工气候箱[(25±1)℃,相对湿度70%,L∶D=12∶12]。

5.2 接种虫卵

1)将班级学生分成4 个小组,每个小组使用不同的十字花科蔬菜作为寄主植物饲养大猿叶甲。课前由小组成员在温室中采集若干长势相同、充分展开的新鲜叶片并带至课堂中备用。

2)在课上,教师先向学生展示实验器材,并讲解各器材的作用。然后指导学生使用干净干燥的塑料大培养皿,将叶片铺展于其中,可用浸湿棉花团包裹住叶片柄部。教师为每个小组分别提供一盒虫卵,演示操作过程:使用小号毛笔刷将虫卵轻扫接种至培养皿内叶片上,每个培养皿中接种5~10 颗虫卵,每组接种10~15 个平行对照组,做好标记。

3)教师演示完毕,学生分组进行操作,教师巡视检查指导,纠正不当操作。

4)待虫卵接种完毕,将已标记的培养皿置于人工气候箱中进行孵化发育。

5)从第5 天开始观察虫卵的孵化情况[9],检查大猿叶甲从卵发育至幼虫、蛹及成虫的数量。记录不同寄主植物上大猿叶甲各个虫期的数量及质量,计算存活率、发育历期等指标,完成表1。

表1 大猿叶甲生长发育情况记录表

5.3 实验操作注意事项

1)寄主植物应选取没有喷洒过任何农药的植株,以免幼虫在饲养过程中易因农药残留而死亡。

2)浸湿棉花团的作用是防止寄主叶片过快失去水分,影响幼虫进食,导致幼虫过早死亡。

3)大猿叶甲是短日照型昆虫,光周期和温度在诱导其进入滞育过程中起到重要作用。当温度低于20℃时,或日照时长大于14 h,成虫会进入滞育[10],因此要严密控制气候箱内的光照长度和温度等条件。

4)更换叶片时需清除叶片上的水渍和杂物,保持叶片的干燥和清洁。

5)接种过程中要保证每个虫卵能和叶片接触,使虫卵孵化后可直接进食。

6)在老熟幼虫进行化蛹前期,在培养皿铺上2~3 层浸湿滤纸,让其在滤纸上进行化蛹[11]。

5.4 课后作业

1)小组成员在饲养实验过程中做好记录工作,包括照片及视频的拍摄、原始数据的记录及存档。

2)待整个发育期结束后,将实验材料回收,学生提交实验记录表,填写完成1 份不少于800 字的实验报告(表2),包括实验目的、实验内容、实验过程和实验结果及讨论。

表2 大猿叶甲生物学观察实验报告单

6 总结互评课

在本节课的第2 课时,各个小组代表利用多媒体设备通过图片、视频及现场讲解的方式,将小组的整个饲养历程在班内交流。对于饲养过程中遇到的难以解决的问题进行组间交流并提出好的建议。教师可在此过程中引导学生就一些实验过程中出现的问题展开小组讨论或班级讨论:

1)为什么有些成虫羽化之后进食一段时间就停止进食且不配对繁殖,并且浸湿的滤纸上出现刮抓过的痕迹?这对农业生产的启示有哪些?当学生发现这一问题之后,需要带着问题查找资料,最后得出结论:大猿叶甲因某种原因导致其滞育。

2)有的小组温度和光照周期都控制得很好,但很多成虫羽化后仍出现滞育现象,请分析还有哪些原因可能会诱导成虫出现滞育现象?

3)小组间将各自的饲养结果进行对比,探究哪一种食料最有利于大猿叶甲的生长发育和繁殖?可从幼虫和成虫的体重、成虫配对后的产卵量等方面进行分析总结。

7 实验总结与反思

《植物保护技术》是一门应用性很强的课程,学生在将来要走向农业生产的第一线,如果只是理论上学习病虫害的特征,预测、防治远达不到培养能力的要求。因此,在教学过程中,要更多地把握实训实践环节,尽可能地还原最真实的害虫、病害,让学生不仅要知其然、还要知其所以然。本节课充分体现了学生的主体地位,综合使用各种教学方法,为学生创设问题情境。

笔者在原有技能训练的基础上增加了本文实验内容,与学生今后的工作联系紧密,且实验简单、易于操作,并不需要操作复杂的仪器,但考验学生的细心、耐心、责任心和爱心,以此培养其主动学习的意识和合作学习的精神。此外,实验虽简单,但饲养过程中的每一步都不可忽视,稍不留神就会导致幼虫死亡。因此,相信每位学生都能在实验中找到学习的乐趣和意义。

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