用自制学具优化种群密度的模拟调查

杨维国

摘要：自制可重复使用的学具组件，在实地调查前进行模拟调查，提前解决样方法调查的取样、计数、记录等难点;克服了现行模拟调查方法耗时、不稳定、误差大等不足。

关键词：自制学具 样方法 种群密度模拟调查

中图分类号：G633.91 文献标志码：B

在2003年版高中生物《必修3·稳态与环境》及2019年版《选修2·生物与环境》模块均设置或保留了用样方法调查草地中某种双子叶植物种群密度这一探究活动。教学实践表明，该调查活动涉及的细节、难点较多，如果教师的预设不充分，直接实施实地调查，会导致调查活动忙乱而低效。因此，在实施实地调查前进行模拟调查是非常有必要的。在教学实践中，教师通常基于教材中问题探讨的思路实施模拟调查，如有的老师让学生在标有不同符号的纸面上画方格或在画好方格的纸上撒种子等，存在费时、不稳定等诸多弊端。用透明塑料制作可重复使用、可叠加的、由取样模板和样地模板构成的学具，可克服现行模拟调查中的一些不足。

1学具组件制备

1.1透明方格网制备

在透明塑料纸上打印由边长为1 cm的小方格构成的透明方格网，也可以从文具商店购买带方格网的透明文件袋。

1.2取样模板制作

从方格网板上裁得12格×10格的区域，加粗部分边框获得五点取样模板（图1）;按同样方法裁得16格×4格方格网获得等距取样模板（图2）。

1.3模拟草地制作

从网络搜索含随机小点等图案的图片，适当缩放并打印，分别裁成比图1、图2稍大的纸片以模拟方形草地（图3）及长条形草地（图4）。

1.4制作调查记录表

按表1样式制作调查记录表，本模拟预调查活动中，假定样方的边长为1 m，因此，表格中样方面积及种群密度单位分别为m²和株/m²。

2使用方法

2.1情境创设

教师提出问题：豚草是一种恶性杂草，为外来物种。为监控其危害程度，以及时采取防治措施，需要对某两地段的豚草种群的种群密度进行调查。模拟草地中的黑点代表豚草，直角图案代表当地的某种植物。

2.2材料分发

每4-5人组成一个调查小组，每小组分发一份记录表、一张模拟草地（方形和长条形的随机分发）、两种透明取样模板各一张。组员自行分工，分别负责取样、计数、记录、计算及核对等工作。

2.3实施调查

学生根据本小组获得的模拟草地的形状选择恰当的取样模板，将取样模板叠加在模拟草地上，用透明胶带固定（图5、图6），对样方中豚草个体进行计数。此时，教师向学生说明处于样方边角的个体的计数规则并巡视指导，重点关注学生是否关注并正确计算了样方的面积，是否计算了所有样方种群密度的平均值。

3优点

透明取样模板的使用，大大节省了在模拟草地上画样方的时间，方便学生理解五点取样法及等距取样法。相对于在方格网上撒种子，本学具采取叠加的方式，解决了种子位置易因触碰位移而导致计数误差过大的问题，使计数变得方便而准确。

取样模板上的方格网便于学生根据方格的数量确定样方大小并方便计算样方面积，小方格边长代表的实际长度可以根据需要改变。本例中为突出显示样方，加粗了某些边框，实际操作中可由学生自主确定样方的大小、位置和数量。模拟草地的图案及黑点的大小、密度也可以自主选取和打印。因此，模板在使用时具有较强的扩展性，并便于师生自主开发。

除记录表外，其他学具组件均可重复使用，大大节约了教学成本，节省了准备时间，显著提高了课堂效率。每小组拥有五点取样模板和等距取样模板，随机获得一种模拟草地，可以训练学生根据模拟草地的形状自主选择恰当的取样方法。

4说明

模拟调查学具的主要价值在于实施实地调查前进行了一次模拟情境下的预演，意在提前强化学生随机取样方法、样方大小、样方数目的确定，熟悉个体计数规则、样方面积及种群密度的计算方法，并不能替代实地调查，但有助于后续实地调查的顺利进行。使用可重復、可叠加、可扩展的模拟调查学具，使模拟调查变得高效而稳定。