昆虫生态与害虫测报研究性教学方案

《昆虫生态与害虫测报》研究性教学设计与实施方案

一、研究性教学实施班级与时间

实施班级：植保1001-1002 实施时间：2012-2013学年第1学期 二、教学目标

《昆虫生态与害虫测报》是植物保护专业学生的选修专业性课程，分为上下两部分，上部分为昆虫生态学，主要包括昆虫个体生态学、昆虫种群生态学、和昆虫群落生态学。下部分为害虫预测预报，主要介绍害虫测报的主要技术和方法。课程学习将为学生应用生态学理论分析昆虫发生规律及害虫测报方面夯实理论和应用技术的基础。

《昆虫生态与害虫测报》课程研究性教学改革，将基于本课程专业应用性强和高年级学生学习目的性强的特点，在传统教学形式和方法的基础上，采取多样化的教学方式，围绕学生对本课程在理论和应用方面的不同学习需求改进课程学习考核体系，使学生在教学过程中充分融入课程，在兴趣激发和需求明确的基础上培养他们自发学习、分析问题、和解决问题的能力，最终促进学生对本课程知识的主动掌握，提高课程的教学质量。 三、教学设计思路

在《昆虫生态与害虫测报》的整个教学过程中，根据教学内容，拟安排约30%学时进行研究性教学，其中1次专题讨论，4次专题报告，并结合昆虫学科课题组的相关研究实施参与性实验。 实施研究性教学内容与教学方法

1、专题讨论：课程教学中的“绪论”和“昆虫个体生态学”部分，在教师教授主要知识点后，设计系列问题进行讨论，让学生掌握拓展性的知识以及本学科的一些前沿动态知识。

2、专题报告：4个，内容选自“昆虫种群生态学”和“害虫预测预报”部分，分别为“昆虫学专家的害虫再猖獗专题讲座与交流”、“学生分组有关昆虫种群生命表组建与应用的讲解和讨论”、“县级植保技术人员的害虫测报前沿技术讲

座与交流”、“学生分组有关害虫预测预报基本原理和技术的讲解和讨论”。

“1+1”教学，即专家，技术人员，和学生讲1学时，提问讨论1学时。学生分组讲解中，由若干名学生组成小组，在开讲前进行资料收集、整理以及实验操作，形成PPT课件，准备充分后进入课堂主讲。 四、考核方法

课程成绩考核：总成绩=研究性教学成绩（30%）+平时成绩（10%）+实验成绩（10%）+考试成绩（50%）

其中在考试方面，鉴于本专业性课程在学生学习中有考研和就业应用方面不同侧重的需求，将在考核课程基本理论知识点的基础上，以自选题形式让学生参加基础理论或应用技术方面的拓展性考核。

研究性教学成绩根据学生在研究性教学过程的各种表现综合评分，材料组织、材料新颖性、PPT制作、条理性、表达、回答问题、参与程度等分别打分。

平时成绩则包括出勤率和课堂表现。 五、教学设计的出发点

本研究性教学设计的出发点主要有三个方面。一是以学习兴趣激发和学习需求引导推动学习动力，即在课程教学过程中将知识点围绕生产实际以问题的形式留给学生，安排一定的时间和学生专门讨论，激发学生对课程的学习兴趣。同时，根据本课程对学生在将来考研或就业中的结合点，对应提出课程学习需求，推动学生对课程的学习动力；二是以学生主动融入和教师全程指导提升教学质量，即改变传统“填鸭式”课堂教学方式，让学生有准备地（查阅资料、总结材料、参与实践）走上讲台，教师则作为评论和指导的角色，互动交流的过程中提升课程教学质量；三是以专家专题讲座和学生走出课堂拓展课程知识，即课程教学过程中将邀请本院相关学科教授和县级植保技术人员专题讲授理论和应用的最新进展，同时结合本院与课程密切联系的课题组研究室试验和田间害虫测报实践，让学生走出课堂学习课程的拓展性知识。通过学习，综合提高学生的自学、分析、协作、和表达等能力。 六、说明

研究性教学的实施具体方案见附件1和附件2。

附件1《昆虫生态与害虫测报》理论教学内容安排

教学内容 绪论 生态学基本知识及研究性教学介绍 第一节 什么是环境 第二节 非生物环境因子对昆虫个体的影响 第三节 生物环境因子对昆虫个体的影响 第四节 昆虫对环境因子的适应对策 绪论及昆虫个体生态学拓展知识阅读交流 第一节 种群基本特性与种群结构 第二节 种群的空间分布 第三节 种群的数量动态 第二章 昆虫种群 生态学 第四节 昆虫种群生命表 第四节 昆虫种群生命表组建及应用 第五节 昆虫种群数量变动分析 第四节 种群间的相互关系 第三章 昆虫群落 生态学 第一节 群落生态基本概念 第二节 群落相似/异性比较 第三节 群落特征分析 第四节 群落结构形成的影响因素 第一节 害虫测报基本原理 第四章 害虫测报基本原理与技术 第二节 害虫测报基本方法 第三节 数理统计和可视化测报 害虫发生期预测法 县级植保站害虫测报技术及情报编写

授课形式 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 课堂讨论 讲授 讲授 讲授 讲授 课堂讨论与专题报告 课堂讲授与教授报告 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 讲授 课堂讨论与专题报告 植保技术员报告与交流 学时分配 2 0.5 3.5 2 1 1 1 3 0.5 1.5 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 学期进程 第一周 第二周 第二、三周 第四周 第五周 第五周 第六周 第六、七周 第八周 第八周 第九周 第十周 第十一周 第十一周 第十二周 第十二周 第十三周 第十三周 第十四周 第十四周 第十五周 第十六周 第一章 昆虫个体 生态学

附件2 绪论及昆虫个体生态学拓展知识阅读交流

一、生态学与环境保护、植物保护的关系，这其中昆虫能起到什么作用？ 二、昆虫生态学和所学其他昆虫学课程的区别和联系是哪些？

三、谈谈你感兴趣的昆虫生态学研究的热点问题，它们在生产实际中的意义？ 四、对于害虫和天敌，它们各自的环境因子有哪些，以水稻田昆虫为例说明这些

环境因子的特性？

五、全球变暖对昆虫可能有哪些生态学方面的影响？ 六、从生态学角度简述外来有害昆虫成功入侵的原理？ 七、谈谈昆虫生态学和害虫预测预报技术的联系。

注：植保1001班、1002班同学自由组合形成7个小组，每组7名左右同学；每

小组抽签选定一个问题，于第5周参加讨论。争取每名同学都要发言，补充本组问题，其他小组同学提问和讨论，教师提问和指导。

附件3 学生分组情况与考核方法

一、学生分组及内容分配

在第九周和第十五周组织“昆虫实验种群生命表”和“害虫发生期预测法”两次课堂讨论与专题报告，由植保1001班、1002班交叉组成7个小组，每组7名左右同学；每组围绕主题查阅资料，准备课件，推选一名代表上台讲解，讲解8分钟，答辩4分钟，由组外同学提问、讨论和打分，组内同学对问题解答进行补充，教师提问和最后点评。

学生分组名单

组号 1 2 3 4 5 6 7 同 学 名 单 常亚文 陈雷 戴星 高鑫 // 陈羽 戴洪桦 杜军 韩媛媛 季定根 李正辉 // 费超 衡森 黄兵 纪亮 刘鸿恒 刘稳 毛念 潘桑桑 // 江华 刘蓓蓓 吕军军 宋少杰 汤澄龙 王萱 // 邵飞 石小龙 唐若愚 阗甜 吴优 徐彬 徐丹 姚舒 // 王立坤 夏欢 谢亚萍 徐兵 游琳琳 虞建杰 张鹏伟 // 徐静 许生 严卫飞 杨萌 张宇 赵燕燕 朱亚祥 // 俞姗 朱从军 朱一帆 邹佳妮 邹金城

二、研究性教学成绩考核办法

老师根据提问同学和同学回答问题的情况、参与的积极性等方面评分。评分依据如下：

研究性教学考核办法

材料组织 材料新颖性 PPT制作 条理性 20分 10分 10分 10分 表达 回答问题 提出问题 参与程度(非必提问阶段)

15分 15分 10分 10分

附件4 研究性教学教案-1

课 程： 昆虫生态与害虫测报 教案类型：研究性教学

【教学内容】 昆虫种群生命表组建及应用要点 【教学目的】 在已讲授昆虫种群生命表基本概念和方法的基础上，让学生参与本学院昆虫研究课题组中大螟和褐飞虱的试验，通过资料收集与课堂讨论，激发学生对课程的兴趣，提高其对专业课学习的积极性。通过学习使学生掌握昆虫种群生命表组建及应用的要点，并了解学习这部分知识的理论和实践意义。 【教学形式】 以问题为导向，通过学生利用课余时间的观察、资料查阅进行课堂讨论，边讨论边讲解。 【教学时数】 本部分研究性教学内容计划时数为2学时。 【课前准备】 回顾昆虫种群生命表基本概念和方法，结合相关专业课程（农业昆虫学），分组分批进入实验室参与部分生命表试验，和研究生充分交流。 课程作业：根据实验室往年试验数据，制作褐飞虱实验种群生命表。 【检查完成情况】 检查计算过程和结果。 【讨论问题】围绕课程作业和参与的试验过程，提出褐飞虱生命表试验中设计和操作方面的问题，学生完成作业的同时，根据生命表基本原理和方法，讨论指出生命表组建的注意要点。 Q1.昆虫种群生命表有哪些类型，生命表技术在水稻两迁害虫研究中的理论和实践意义？举例说明。 昆虫种群生命表是指按昆虫种群生长的时间或年龄为顺序，系统记述种群的死亡、生殖及死亡原因的表格。昆虫种群生命表主要有时间特征生命表、年龄特征生命表、和作用因子生命表。 稻飞虱、稻纵卷叶螟是我国水稻主要迁飞性害虫，简称“两迁”害虫。它

们具有随气流远距离迁飞的习性，突发性和暴发性强，是近年来影响我国水稻生产的最主要害虫。当它们迁入后，当地的雨日、雨量、相对湿度、气温与害虫的发展蔓延关系密切。用生命表技术研究两迁害虫的种群特征，一方面可以为我们更加深入地掌握环境因子对种群发生的影响奠定理论基础，为已迁入的害虫预测预报提供有力支持，另一方面通过作用因子生命表的组建和关键因子分析，为田间综合防治各项措施的效果评价和抗虫品种的选育提供科学依据。 举例：如不同农药处理对两类害虫种群发生的影响、不同水稻品种上两类害虫种群发生、生物防治因子对害虫种群发生的影响等。 褐飞虱 稻纵卷叶螟 Q2. 大螟在我国水稻上近年的发生趋势如何，哪些主要生态因子促进其种群发生？实验室组建大螟种群生命表需要注意哪些问题？ 大螟在中国原来是一种常发性次要害虫，然而在21世纪初，安徽、湖北、湖南、江苏、江西等省相继报道，大螟种群数量迅速回升，造成白穗率大幅上涨，已成为水稻的主要害虫之一。 田间诱发大螟种群危害加重的主要生态因子有： 1） 食物因素：大螟食性较杂，有水稻、麦类、玉米、高粱、谷子、茭白、野茭白、蒲、芦竹、油菜、绿肥、向日葵以及禾本科和莎草科杂草等。90年代以来随化肥的施用增加，有机肥料日趋淡化，田边、沟边杂草寄主如早熟禾、看麦娘、芦苇、鹅冠草等逐年增多，为一代大螟的积累提供了基础。取食水稻方面，随着我国稻区耕作制度的改革，尤其是七十年代后期杂交水稻的推广种植，为三代大螟提

供了适生环境。 2） 越冬环境：近年免耕麦面积连年扩大，基本消灭冬翻，同时绿肥面积大大减少，春灌极少，十分有利于螟虫越冬，死亡率低，成活率大大提高。 3） 化学防治：缺乏有效的药剂20世纪防治大螟的药剂包括杀虫脒、杀虫双、三唑磷等，而目前以三唑磷类复配剂、毒死蜱等药剂为主，而在以兼治大螟的病虫害防治策略中，目前使用的药剂对大螟高龄虫均无法达到理想的效果，这进一步提高了田间的残留虫量。 4） 天敌控制：化学药剂对稻田生境的改变水稻病虫害的严重发生，化学农药的过度滥用，以及药剂种类的不断变化，使稻田生态环境受到了一定破坏，同时害虫天敌数量明显减少，削弱了生态环境对害虫的调控能力，稻田生境朝着有利于大螟发生危害的方向发展。 因此，应用生命表技术分析主要环境因素对大螟存活、繁殖的影响，阐明其种群数量的变动规律，对于测报和防治具有重要意义。在大螟实验种群组建过程中应注意：1）实验材料的一致性，即田间种群采集回来后，回实验室内统一环境和食料田间下饲养，选取发育一致的再生虫源供试验；2）接虫操作的一致性，即转接大螟低龄幼虫时，尽可能避免人工损伤影响幼虫生长发育；3）以分孽期的水稻茎秆供大螟成虫产卵；4）总卵量、产卵量和产卵率计算的由来，雌蛾解剖检查腹内成熟卵粒数要仔细。 学生通过实验室中的观察、结合查阅资料以及与研究生交流后给予回答。 【小结】：通过对大螟实验种群生命表组建的试验和理论学习，让学生理论性的把握大螟发生加重的生态诱导因素，实践性的掌握大螟饲养和试验的基本操作事项，强化实验种群生命表组建的学习效果。 Q3. 根据参考文献和实验室学习，运用生命表知识谈谈温度对大螟种群增长的影响，以及大螟自然种群生命表的组建方法？ 【知识回顾】：个体生态学中温度对昆虫影响部分的知识。 【学习目标】：通过对大螟生物学特征的预习，运用生态学原理，掌握温度对大螟种群影响的规律，同时提升科技文献的阅读理解能力。 1） 温度对大螟生长发育的影响：大螟各发育阶段的历期大致随温度的升

高而缩短，不同温度下的历期间有显著差异。在整个试验温度范围内，温度与发育速率历期的倒数呈逻辑斯蒂曲线关系。 2） 温度对大螟生长发育的影响：温度对大螟未成熟期存活的影响因不同发育阶段而异。 3） 温度对大螟种群内禀增长力、平均总产卵量、净繁殖率的影响：大螟实验种群的内禀增长力与温度之间呈抛物线趋势；大螟成虫的平均总产卵量和净繁殖率均以23℃为最高，但就未成熟期的存活率，成虫的日平均产卵数即产卵速率和内禀增长力而言，则以26℃和29℃时最佳。 学习所给文献，了解大螟自然种群研究的基本方法，掌握大螟各个虫期死亡率、致死因子、种群存活曲线，联系田间实际讨论指出大螟的田间防治对策。 【小结】：此部分为生命表知识点的拓展性内容，有利于学生科研思维的培养和科技文献的阅读理解能力的提升，要求研究型学生必须掌握。 Q4和Q5将大螟更换为褐飞虱，学习方法和知识点与Q2和Q3类似，由分组学生选择某一主题，加以课后准备和课堂讲解，教师补充和指导。 【总结】：本节教案主要涉及5个关于昆虫种群生命表构建与应用要点的主题，以问题为导向，要求学生在参与实验室试验和阅读相关文献资料的基础上，分组选择某一主题，准备课件由代表加以讲解，并和全班同学讨论交流，教师负责提供参考资料和问题讲解的指导。

附件4 研究性教学教案-2

课 程：昆虫生态与害虫测报 教案类型：研究性教学

【教学内容】 害虫发生期预测 【教学目的】 以三化螟和稻纵卷叶螟为案例，学习和掌握害虫发生期预测方法中的重点和难点内容：分龄分级预测法和卵巢发育分级预测法，了解熟悉期距预测法和物候预测法，通过课前的田间调查螟虫越冬基数的实践活动，在教师指导下自学两种方法的原理和技术，学生组织材料，分组汇报讲解这两种害虫发生期的测报方法，以提高学生的动手能力、语言组织能力和口头表达能力；通过课堂讨论和教师指导，使学生切实掌握这两种生产测报技术。 【教学形式】 学生课前田间实践、课堂汇报以及师生课堂讨论相结合的形式。 【教学时数】 本部分研究性教学内容计划时数为2学时。 【课前准备】 （1）集中前往农场试验地，在教师指导下开展螟虫越冬基数调查。 （2）自学分龄分级预测法和卵巢发育分级预测法的基本原理，及其在不同害虫测报中的应用。 【检查完成情况】 分龄分级预测法调查数据的整理和计算，推导害虫发生期。 【知识点】 一、分龄分级预测法是指通过给卵分级、幼虫分龄、蛹分级，得出各级别的历期，根据调查日期推算害虫各阶段发生盛期。 方法：以三化螟为例 1） 取代表性的主要虫源田，拔取各种被害株200株以上， 并剥出三化螟幼虫、蛹及蛹壳。 2） 对剥出的三化螟幼虫、蛹进行分龄和分级，并统计各自的数量，填入表中。

三化螟蛹发育的分级 3） 计算各级幼虫、蛹和蛹壳占总虫数的比例。 4） 计算各龄幼虫、各级蛹及羽化阶段的总完成率，找出始盛、高峰和盛末期出现的虫龄。 5） 根据各始盛、高峰和盛末出现的虫期预测下一虫期的始盛、高峰和盛末。 预测公式： ? 发蛾始盛期 = 调查日期 + 始盛期虫龄至羽化的历期 ? 发蛾盛末 = 调查日期 + 1级蛹历期×0.5 + 2-7 级蛹历期 ? 卵孵高峰期 = 调查日期 + 高峰期虫龄至羽化历期 + 卵历期 二、卵巢发育分级预测法 方法：1). 诱集雌雄蛾； 2). 每天或1－2天解剖一次，每次抽查20头，并进行卵巢分级。 3). 统计各级卵巢个体出现的比例。 4). 在解剖过程中同时在田间进行调查，查出产卵始盛期和产卵高峰期出现时雌蛾各级卵巢所占的比例。 根据各级卵巢出现比例预测发生期。 实例：小地老虎卵巢发育达4－5级的雌虫数达15－20％时，为产卵始盛期；占45－50％时为产卵高峰期。 卵巢解剖确定世代性质和全国迁飞路径： 1). 迁飞昆虫的初始起飞发生在成虫幼嫩阶段的后期和未交配产卵前。

2). 迁飞昆虫降落到迁入地时卵巢已发育成熟到三级以后，并可立即交配产卵。 三、期距预测法：期距是指任何两种有一定必然性的现象之间的时间间隔。期距与害虫的各虫态虫期的历期有关，但并不代表或等于历期。如：昆虫世代与世代间、虫期与虫期间、两个始盛期间、高峰期间、始盛与高峰期间、某种自然现象与害虫的某一时期之间、一代灯下发蛾高峰与下一代或下二代发蛾高峰间的间隔。 四、物候预测法：利用物候学知识预测害虫的发生期的方法。 【难点】分龄分级预测法是本节难点，需要掌握昆虫发育各阶段详细的分级特征，具有很强的实践性，需要学生走入田间和实验室直接参与；卵巢发育分级预测法需要一定的实验解剖经验，有必要结合学生上半年昆虫学相关课程的实验课，增强对稻纵卷叶螟卵巢解剖和分级的动手能力。 【总结】本部分教学内容需要学生参与一定的田间实践和阅读相关辅助资料，单纯的教师课堂讲授很难有好的教学效果，需要学生主动融入。因此，此部分内容计划将分组学生以不同对象（三化螟、桑螟、茶黑刺粉虱、和稻纵卷叶螟等）为例，上台讲解，其余组学生在学习的同时参加讨论，教师指导。

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