李萬里

(福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建福州350002)

森林昆蟲學(xué)實驗教學(xué)模式構(gòu)建

李萬里

(福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建福州350002)

主要森林害蟲生活史標本的觀察是森林昆蟲學(xué)系列實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。借助福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院昆蟲標本庫,構(gòu)建森林昆蟲學(xué)系列實驗關(guān)鍵環(huán)節(jié)教學(xué)模式,能增強學(xué)生實踐動手和科研創(chuàng)新能力。

森林昆蟲學(xué)；關(guān)鍵環(huán)節(jié)；教學(xué)模式；森林害蟲

實驗教學(xué)是高等農(nóng)林教育的重要環(huán)節(jié),探索性實驗的開展與研究,本科生實踐能力、科研能力的培養(yǎng)以及自主創(chuàng)新意識的提升一直是我國高校和社會廣泛關(guān)注的話題(黨麗娜等,2009；朱天輝,2012)?！渡掷ハx學(xué)》是林學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)核心課(童應(yīng)華等,2011),其實驗課是理論聯(lián)系實際的重要方式之一,對培養(yǎng)學(xué)生運用專業(yè)知識解決生產(chǎn)中的實際問題具有重要的作用(趙紅蕊等,2011)。實驗過程中,利用直觀清晰的電鏡圖片和視頻等多媒體材料,結(jié)合實驗標本,觀察主要森林害蟲各發(fā)育階段的形態(tài)變化,掌握其個體發(fā)育的特征和森林昆蟲分類鑒定的基本知識,并能正確分析實驗結(jié)果,完成實驗報告,課后充分利用新媒體(QQ群、微信群)手段進一步鞏固知識點,提高學(xué)生的參與度和積極性。本文以森林昆蟲學(xué)系列實驗關(guān)鍵環(huán)節(jié)實驗教學(xué)設(shè)計為目標,結(jié)合課程理論教學(xué),探索新型綜合類實驗?zāi)Ｊ?以達到培養(yǎng)“創(chuàng)新,實用型”林學(xué)專業(yè)人才為目的,提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

1 實驗基礎(chǔ)及教學(xué)現(xiàn)狀

福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院建有樹木學(xué)實驗室、土壤實驗室、植物生理實驗室、遺傳育種實驗室、昆蟲實驗室、病理實驗室等一系列實驗室。自2007年省級林學(xué)實驗教學(xué)中心成立以來,學(xué)院教學(xué)實驗室重新規(guī)劃組建,成立了5個開放性教學(xué)實驗室。其中,森林保護與游憩實驗室經(jīng)過歷屆學(xué)生和幾代昆蟲學(xué)教師的努力,采集和制作了大量的昆蟲標本,采購了大量的儀器設(shè)備。目前實驗室昆蟲標本的庫存量高達20萬份,能夠為森林昆蟲學(xué)系列實驗的開展提供強有力的保證。

森林昆蟲學(xué)系列實驗教學(xué)主要依靠現(xiàn)有的昆蟲標本(盒式標本、浸液標本、針插標本等)以及多媒體課件的教學(xué)材料來展示昆蟲的形態(tài)特征。通常以觀察為主,課堂答疑為輔,但此種模式較為單一,不能夠很好的提高學(xué)生的積極性和參與度,很難滿足新形勢下對林業(yè)“創(chuàng)新,實用型”人才的需求。主要森林害蟲包括地下害蟲、食葉害蟲、枝梢害蟲、蛀干害蟲、木材害蟲、竹類害蟲和種實害蟲,其生活史標本的觀察是森林昆蟲學(xué)系列實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？茖W(xué)合理的設(shè)計實驗,目的是為了讓學(xué)生了解現(xiàn)代森林昆蟲的研究技術(shù)、掌握森林昆蟲的形態(tài)特征和基本分類知識、增強學(xué)生實踐動手和科研創(chuàng)新能力,為新形勢下對現(xiàn)代林業(yè)技術(shù)人才的需求打下堅實的基礎(chǔ)。

2 實驗學(xué)時設(shè)計

主要森林害蟲生活史標本的觀察設(shè)計成2個實驗:地下害蟲、食葉害蟲和枝梢害蟲以及蛀干害蟲、木材害蟲、竹類害蟲和種實害蟲,共計6學(xué)時。每次實驗教學(xué)15－20 min,以學(xué)生觀察、鑒定標本為主,查閱資料和課堂答疑為輔,利用多媒體設(shè)備,有效的將主要森林害蟲的形態(tài)特征、危害部位、危害狀等展示給學(xué)生,如以昆蟲各部位的電鏡圖片作為參考,觀察其特征、播放害蟲危害過程的短視頻,讓學(xué)生更為直觀的了解害蟲對森林的危害。根據(jù)實驗進度進行小結(jié),現(xiàn)場提交實驗報告,并以課堂秩序、學(xué)習(xí)態(tài)度以及報告的新穎性和創(chuàng)新性對學(xué)生的實踐動手能力進行評價。

3 森林昆蟲學(xué)系列實驗關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)計

森林昆蟲學(xué)是一門理論教學(xué)和實踐教學(xué)聯(lián)系極為緊密的一門課程(劉興平等,2012),其中,主要森林害蟲包括地下害蟲、食葉害蟲、枝梢害蟲、蛀干害蟲、木材害蟲、竹類害蟲和種實害蟲。通過生活史標本觀察其發(fā)育階段的形態(tài)變化、掌握森林昆蟲分類鑒定的基本知識是森林昆蟲學(xué)系列實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.1 地下害蟲、食葉害蟲和枝梢害蟲

3.1.1 實驗材料與儀器 材料包括黑翅土白蟻Odontotermes formosanus(Shiraki)、馬尾松毛蟲Dendrolimus punctatus Walker、栗癭蜂Dryocosmus kuriphilus Yasumatus。儀器有放大鏡、雙筒解剖鏡、連續(xù)變倍體視顯微鏡、撥針、昆蟲針、多媒體設(shè)備。

3.1.2 實驗方法與內(nèi)容 在實驗教學(xué)時,向?qū)W生展示各害蟲各部位形態(tài)特征的電鏡圖和危害狀的相關(guān)圖片或短視頻,并著重強調(diào)其分類特征。并以此為參考,指導(dǎo)學(xué)生利用連續(xù)變倍體視顯微鏡觀察黑翅土白蟻、馬尾松毛蟲、栗癭蜂的生活史標本。2位同學(xué)(A和B)為一組,首先,A觀察并描述各害蟲特征,B做記錄；其次,兩人交換,B進行觀察和描述,印證A所描述的特征并進行補充,A做好記錄；最后,共同分析實驗結(jié)果,并完成實驗報告。要求學(xué)生課后查閱資料,并充分利用新媒體技術(shù),如建立QQ群、微信群,供學(xué)生課后討論,老師為其答疑輔導(dǎo),提高學(xué)生的參與度,為學(xué)生能夠更好更快的掌握地下害蟲、食葉害蟲和枝梢害蟲的生活習(xí)性及危害癥狀。

黑翅土白蟻屬蜚蠊目白蟻科,是中國南方的主要害蟲,屬于隱蔽采食的高等培菌白蟻(丁芳等,2015)。黑翅土白蟻的蟻王和蟻后,體型大,尤其是蟻后有極其膨大的腹部,有的長達100 mm(唐宏等,2014)。黑翅土白蟻對不同樹種的為害差異顯著,表現(xiàn)為香樟＞馬尾松＞杉木＞槲櫟＞女貞＞檫木＞楓香(王少明等,2017)。黑翅土白蟻觸角共具9種類型感器,分別為短毛形感器,長毛形感器,短刺形感器,長刺形感器,錐狀B?hm氏鬃毛,球狀鐘形感器,刺突狀鐘形感器,刺突狀鐘形感器,長刺具泡狀的感器,其觸角上毛形感器數(shù)量多,分布最廣,密度由觸角基部向端部遞增(張新慰等,2015),如圖1所示。

圖1 黑翅土白蟻觸角掃描電鏡圖(引自張新慰等，2015)Figure 1 SEM micrographs of antenna of Odontotermes formosanus(Shiraki)(after from Zhang et al.,2015)

馬尾松毛蟲屬鱗翅目枯葉蛾科,是我國南方15省(區(qū))發(fā)生最嚴重的一種森林害蟲,主要危害馬尾松,間歇性猖獗成災(zāi)。老熟幼蟲體長40－60 mm、頭寬3.2－4.0 mm,頭部淺黃色至黑褐色不等,幼蟲的體色隨各齡期的不同一般可分為紅棕色和黑灰色兩種,鱗毛也有一定區(qū)別。(汪濤,2013)

栗癭蜂屬膜翅目癭蜂科,該蟲在福建錐栗林中普遍發(fā)生,由寄主芽侵入,受害芽春季抽生短枝,在枝上、葉柄上、葉脈上形成瘤狀蟲癭,不能抽新梢和開花結(jié)實(王信德,2016)。成蟲體長2.0－3.0 mm,展翅翅展4.5－5.0 mm,黑褐色,有金屬光澤,頭短而寬,觸角絲狀；蛹長 2.4－3.0 mm,初為乳白色 ,近羽化時腹面白色,其他部位黑褐色；幼蟲體長2.5－3.0 mm,乳白色,近老熟幼蟲黃白色,無足,老熟幼蟲頭部茶褐色,兩端鈍圓；卵橢圓形,乳白色,長0.1－0.2 mm,一端有細長柄,一端略膨大(邵登坤等,2013)。

3.2 蛀干害蟲、木材害蟲、竹類害蟲和種實害蟲

3.2.1 實驗材料與儀器 材料有松墨天牛Monochamus alternatus Hope、竹筍禾夜蛾Oligia vulgaris(Butler)、剛竹毒蛾 Pantana phyllostachysae Chao、油茶象 Curculio chinensis Cheveolat。儀器同3.1.1

3.2.2 實驗方法與內(nèi)容 實驗過程中,播放各類害蟲危害過程的短視頻、各蟲態(tài)和危害狀圖片,指導(dǎo)學(xué)生利用連續(xù)變倍體視顯微鏡觀察松墨天牛、竹筍禾夜蛾、剛竹毒蛾、黃脊竹蝗、油茶象不同蟲態(tài)的形態(tài)特征,分組實驗,方法同3.1.2。

松墨天牛屬鞘翅目天?？?既是馬尾松重要的蛀干害蟲,也是松材的主要害蟲。在福建省各地均有發(fā)生,主要危害馬尾松,其次危害落葉松、思茅松、云杉、冷杉等生長衰弱的樹木或新伐倒木,其成蟲也是松材線蟲的主要傳播媒介(朱誠棋等,2017)。松墨天牛的卵呈鐮刀形,乳白色體長約為4 mm；老熟幼蟲體長38－43 mm；蛹為乳白色,圓筒形,體長約20－26 mm；成蟲體長一般為15－28 mm,橙黃色到赤褐色不等,鞘翅上有五條縱紋(蔡建水,2014)。

竹筍禾夜蛾屬鱗翅目夜蛾科,是福建省竹林的重要筍期害蟲。幼蟲蛀入筍中取食,以致筍大多死亡,竹內(nèi)心腐,材質(zhì)硬脆。初孵幼蟲體長1.6 mm,淡紫褐色,老熟幼蟲體長36－50 mm,頭橙紅色,體紫褐色,具5條淡色縱線,腹部第2節(jié)前半段亞背線缺,前胸背板及臀板黑色。(李明桃,2013)

剛竹毒蛾屬鱗翅目毒蛾科,是福建省重要的毛竹害蟲。該蟲爆發(fā)時,整片毛竹林受害,受害后,第二年竹筍及新竹產(chǎn)量減少,連續(xù)兩年受害可使部分毛竹枯死,造成大量經(jīng)濟損失。老熟幼蟲頭寬2.56－3.46 mm,體長20.76－27.82 mm,體灰黑色,側(cè)面有一條黃色寬帶,體被黃白色毛和黑色長毛。頭部紫黑色,有光澤,正面著生黃色稀疏長毛。前胸背板兩側(cè)各有一個突起的毛瘤,毛瘤上著生一束向前上方伸出的灰黑色羽毛狀毛束,兩毛束之間的前胸背板前緣,著生一排向前伸的黃色毛。(王少芳,2015)

油茶象屬鞘翅目象蟲科,成蟲體長7.0－9.5 mm,黑色有光澤,覆蓋白色和黑褐色鱗毛,背面密生刻點,復(fù)眼大,圓形；小盾片的白色鱗毛密集成白斑,鞘翅基部和近中部各有1白色鱗毛橫帶；腹面完全散布白色鱗毛,后足基部和腹部末端著生棕黃色鱗毛；初孵幼蟲黃白色,老熟幼蟲體長10－12 mm,淡黃色,體肥多皺,背拱腹凹略成“C”形彎曲,無足；卵長約1.0 mm,寬0.3 mm,白色或黃白色,長橢圓形,一段稍尖且半透明。(趙丹陽等,2015)

圖2 油茶象各蟲態(tài)形態(tài)特征(引自趙丹陽等，2015)Figure 2 The morphological characters in different developmental stages of Curculio chinensis Cheveolat(after from Zhao et al.,2015)

4 結(jié)語

主要森林害蟲生活史標本觀察是森林昆蟲學(xué)系列實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是《森林昆蟲學(xué)》課程的重要組成部分。設(shè)計成2個實驗,地下害蟲、枝梢害蟲和食葉害蟲以及蛀干害蟲、木材害蟲、竹類害蟲和種實害蟲,共6學(xué)時。能夠有效的、系統(tǒng)的結(jié)合課程理論教學(xué)和林業(yè)生產(chǎn)實踐,并充分利用新媒體,如建立相應(yīng)的QQ群或微信群,為學(xué)生答疑解惑,提高學(xué)生的參與度,培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。教學(xué)形式和內(nèi)容的改進減少了學(xué)生對主要森林害蟲的陌生感,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,增強了學(xué)生的參與度。電鏡圖片更加細致的展示了主要森林害蟲的形態(tài)特征,學(xué)生結(jié)合實際觀察將特征對應(yīng)起來,增強記憶,更好的掌握知識；害蟲危害視頻的播放能夠提高學(xué)生對森林害蟲的警惕性,更加直觀的讓學(xué)生感受到害蟲對林木造成的危害。

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Construction of experiment teaching model in Forest Entomology

LI Wan-Li
(College of Forestry,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002,China)

The life history specimen observation of the main forest pests is the key of Forest Entomology experiment teaching.Taking full advantage of insect specimen bank of Forestry College of Fujian Agriculture and Forestry University builds the teaching model of the key link of series experiments,which can enhance students'capacity of practice and innovation in scientific research.

Forest Entomology； key link； teaching model； forest pest

G42.423；S763.1

A

1001－4276－(2017)01－0131－05

李萬里，2017.森林昆蟲學(xué)實驗教學(xué)模式構(gòu)建[J].武夷科學(xué)，33:131-135.

2017－09－09。

福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院青年基金項目(61201400831)。

李萬里(1989－)，男，助理實驗師，碩士。研究方向:森林昆蟲學(xué)與蟲生真菌。Email:fjliwl＠fafu.edu.cn。

(責(zé)任編輯:陳曉雯)