森林昆虫学实验教学模式构建

李万里

(福建农林大学林学院，福建福州350002)

森林昆虫学实验教学模式构建

李万里

(福建农林大学林学院，福建福州350002)

主要森林害虫生活史标本的观察是森林昆虫学系列实验的关键环节。借助福建农林大学林学院昆虫标本库,构建森林昆虫学系列实验关键环节教学模式,能增强学生实践动手和科研创新能力。

森林昆虫学；关键环节；教学模式；森林害虫

实验教学是高等农林教育的重要环节,探索性实验的开展与研究,本科生实践能力、科研能力的培养以及自主创新意识的提升一直是我国高校和社会广泛关注的话题(党丽娜等,2009；朱天辉,2012)。《森林昆虫学》是林学专业重要的专业核心课(童应华等,2011),其实验课是理论联系实际的重要方式之一,对培养学生运用专业知识解决生产中的实际问题具有重要的作用(赵红蕊等,2011)。实验过程中,利用直观清晰的电镜图片和视频等多媒体材料,结合实验标本,观察主要森林害虫各发育阶段的形态变化,掌握其个体发育的特征和森林昆虫分类鉴定的基本知识,并能正确分析实验结果,完成实验报告,课后充分利用新媒体(QQ群、微信群)手段进一步巩固知识点,提高学生的参与度和积极性。本文以森林昆虫学系列实验关键环节实验教学设计为目标,结合课程理论教学,探索新型综合类实验模式,以达到培养“创新,实用型”林学专业人才为目的,提高学生的科研创新能力。

1 实验基础及教学现状

福建农林大学林学院建有树木学实验室、土壤实验室、植物生理实验室、遗传育种实验室、昆虫实验室、病理实验室等一系列实验室。自2007年省级林学实验教学中心成立以来,学院教学实验室重新规划组建,成立了5个开放性教学实验室。其中,森林保护与游憩实验室经过历届学生和几代昆虫学教师的努力,采集和制作了大量的昆虫标本,采购了大量的仪器设备。目前实验室昆虫标本的库存量高达20万份,能够为森林昆虫学系列实验的开展提供强有力的保证。

森林昆虫学系列实验教学主要依靠现有的昆虫标本(盒式标本、浸液标本、针插标本等)以及多媒体课件的教学材料来展示昆虫的形态特征。通常以观察为主,课堂答疑为辅,但此种模式较为单一,不能够很好的提高学生的积极性和参与度,很难满足新形势下对林业“创新,实用型”人才的需求。主要森林害虫包括地下害虫、食叶害虫、枝梢害虫、蛀干害虫、木材害虫、竹类害虫和种实害虫,其生活史标本的观察是森林昆虫学系列实验的关键环节。科学合理的设计实验,目的是为了让学生了解现代森林昆虫的研究技术、掌握森林昆虫的形态特征和基本分类知识、增强学生实践动手和科研创新能力,为新形势下对现代林业技术人才的需求打下坚实的基础。

2 实验学时设计

主要森林害虫生活史标本的观察设计成2个实验:地下害虫、食叶害虫和枝梢害虫以及蛀干害虫、木材害虫、竹类害虫和种实害虫,共计6学时。每次实验教学15－20 min,以学生观察、鉴定标本为主,查阅资料和课堂答疑为辅,利用多媒体设备,有效的将主要森林害虫的形态特征、危害部位、危害状等展示给学生,如以昆虫各部位的电镜图片作为参考,观察其特征、播放害虫危害过程的短视频,让学生更为直观的了解害虫对森林的危害。根据实验进度进行小结,现场提交实验报告,并以课堂秩序、学习态度以及报告的新颖性和创新性对学生的实践动手能力进行评价。

3 森林昆虫学系列实验关键环节设计

森林昆虫学是一门理论教学和实践教学联系极为紧密的一门课程(刘兴平等,2012),其中,主要森林害虫包括地下害虫、食叶害虫、枝梢害虫、蛀干害虫、木材害虫、竹类害虫和种实害虫。通过生活史标本观察其发育阶段的形态变化、掌握森林昆虫分类鉴定的基本知识是森林昆虫学系列实验的关键环节。

3.1 地下害虫、食叶害虫和枝梢害虫

3.1.1 实验材料与仪器 材料包括黑翅土白蚁Odontotermes formosanus(Shiraki)、马尾松毛虫Dendrolimus punctatus Walker、栗瘿蜂Dryocosmus kuriphilus Yasumatus。仪器有放大镜、双筒解剖镜、连续变倍体视显微镜、拨针、昆虫针、多媒体设备。

3.1.2 实验方法与内容 在实验教学时,向学生展示各害虫各部位形态特征的电镜图和危害状的相关图片或短视频,并着重强调其分类特征。并以此为参考,指导学生利用连续变倍体视显微镜观察黑翅土白蚁、马尾松毛虫、栗瘿蜂的生活史标本。2位同学(A和B)为一组,首先,A观察并描述各害虫特征,B做记录；其次,两人交换,B进行观察和描述,印证A所描述的特征并进行补充,A做好记录；最后,共同分析实验结果,并完成实验报告。要求学生课后查阅资料,并充分利用新媒体技术,如建立QQ群、微信群,供学生课后讨论,老师为其答疑辅导,提高学生的参与度,为学生能够更好更快的掌握地下害虫、食叶害虫和枝梢害虫的生活习性及危害症状。

黑翅土白蚁属蜚蠊目白蚁科,是中国南方的主要害虫,属于隐蔽采食的高等培菌白蚁(丁芳等,2015)。黑翅土白蚁的蚁王和蚁后,体型大,尤其是蚁后有极其膨大的腹部,有的长达100 mm(唐宏等,2014)。黑翅土白蚁对不同树种的为害差异显著,表现为香樟＞马尾松＞杉木＞槲栎＞女贞＞檫木＞枫香(王少明等,2017)。黑翅土白蚁触角共具9种类型感器,分别为短毛形感器,长毛形感器,短刺形感器,长刺形感器,锥状Böhm氏鬃毛,球状钟形感器,刺突状钟形感器,刺突状钟形感器,长刺具泡状的感器,其触角上毛形感器数量多,分布最广,密度由触角基部向端部递增(张新慰等,2015),如图1所示。

图1 黑翅土白蚁触角扫描电镜图(引自张新慰等，2015)Figure 1 SEM micrographs of antenna of Odontotermes formosanus(Shiraki)(after from Zhang et al.,2015)

马尾松毛虫属鳞翅目枯叶蛾科,是我国南方15省(区)发生最严重的一种森林害虫,主要危害马尾松,间歇性猖獗成灾。老熟幼虫体长40－60 mm、头宽3.2－4.0 mm,头部浅黄色至黑褐色不等,幼虫的体色随各龄期的不同一般可分为红棕色和黑灰色两种,鳞毛也有一定区别。(汪涛,2013)

栗瘿蜂属膜翅目瘿蜂科,该虫在福建锥栗林中普遍发生,由寄主芽侵入,受害芽春季抽生短枝,在枝上、叶柄上、叶脉上形成瘤状虫瘿,不能抽新梢和开花结实(王信德,2016)。成虫体长2.0－3.0 mm,展翅翅展4.5－5.0 mm,黑褐色,有金属光泽,头短而宽,触角丝状；蛹长 2.4－3.0 mm,初为乳白色 ,近羽化时腹面白色,其他部位黑褐色；幼虫体长2.5－3.0 mm,乳白色,近老熟幼虫黄白色,无足,老熟幼虫头部茶褐色,两端钝圆；卵椭圆形,乳白色,长0.1－0.2 mm,一端有细长柄,一端略膨大(邵登坤等,2013)。

3.2 蛀干害虫、木材害虫、竹类害虫和种实害虫

3.2.1 实验材料与仪器 材料有松墨天牛Monochamus alternatus Hope、竹笋禾夜蛾Oligia vulgaris(Butler)、刚竹毒蛾 Pantana phyllostachysae Chao、油茶象 Curculio chinensis Cheveolat。仪器同3.1.1

3.2.2 实验方法与内容 实验过程中,播放各类害虫危害过程的短视频、各虫态和危害状图片,指导学生利用连续变倍体视显微镜观察松墨天牛、竹笋禾夜蛾、刚竹毒蛾、黄脊竹蝗、油茶象不同虫态的形态特征,分组实验,方法同3.1.2。

松墨天牛属鞘翅目天牛科,既是马尾松重要的蛀干害虫,也是松材的主要害虫。在福建省各地均有发生,主要危害马尾松,其次危害落叶松、思茅松、云杉、冷杉等生长衰弱的树木或新伐倒木,其成虫也是松材线虫的主要传播媒介(朱诚棋等,2017)。松墨天牛的卵呈镰刀形,乳白色体长约为4 mm；老熟幼虫体长38－43 mm；蛹为乳白色,圆筒形,体长约20－26 mm；成虫体长一般为15－28 mm,橙黄色到赤褐色不等,鞘翅上有五条纵纹(蔡建水,2014)。

竹笋禾夜蛾属鳞翅目夜蛾科,是福建省竹林的重要笋期害虫。幼虫蛀入笋中取食,以致笋大多死亡,竹内心腐,材质硬脆。初孵幼虫体长1.6 mm,淡紫褐色,老熟幼虫体长36－50 mm,头橙红色,体紫褐色,具5条淡色纵线,腹部第2节前半段亚背线缺,前胸背板及臀板黑色。(李明桃,2013)

刚竹毒蛾属鳞翅目毒蛾科,是福建省重要的毛竹害虫。该虫爆发时,整片毛竹林受害,受害后,第二年竹笋及新竹产量减少,连续两年受害可使部分毛竹枯死,造成大量经济损失。老熟幼虫头宽2.56－3.46 mm,体长20.76－27.82 mm,体灰黑色,侧面有一条黄色宽带,体被黄白色毛和黑色长毛。头部紫黑色,有光泽,正面着生黄色稀疏长毛。前胸背板两侧各有一个突起的毛瘤,毛瘤上着生一束向前上方伸出的灰黑色羽毛状毛束,两毛束之间的前胸背板前缘,着生一排向前伸的黄色毛。(王少芳,2015)

油茶象属鞘翅目象虫科,成虫体长7.0－9.5 mm,黑色有光泽,覆盖白色和黑褐色鳞毛,背面密生刻点,复眼大,圆形；小盾片的白色鳞毛密集成白斑,鞘翅基部和近中部各有1白色鳞毛横带；腹面完全散布白色鳞毛,后足基部和腹部末端着生棕黄色鳞毛；初孵幼虫黄白色,老熟幼虫体长10－12 mm,淡黄色,体肥多皱,背拱腹凹略成“C”形弯曲,无足；卵长约1.0 mm,宽0.3 mm,白色或黄白色,长椭圆形,一段稍尖且半透明。(赵丹阳等,2015)

图2 油茶象各虫态形态特征(引自赵丹阳等，2015)Figure 2 The morphological characters in different developmental stages of Curculio chinensis Cheveolat(after from Zhao et al.,2015)

4 结语

主要森林害虫生活史标本观察是森林昆虫学系列实验的关键环节,是《森林昆虫学》课程的重要组成部分。设计成2个实验,地下害虫、枝梢害虫和食叶害虫以及蛀干害虫、木材害虫、竹类害虫和种实害虫,共6学时。能够有效的、系统的结合课程理论教学和林业生产实践,并充分利用新媒体,如建立相应的QQ群或微信群,为学生答疑解惑,提高学生的参与度,培养学生的科研创新能力。教学形式和内容的改进减少了学生对主要森林害虫的陌生感,提高了学生的学习兴趣和热情,增强了学生的参与度。电镜图片更加细致的展示了主要森林害虫的形态特征,学生结合实际观察将特征对应起来,增强记忆,更好的掌握知识；害虫危害视频的播放能够提高学生对森林害虫的警惕性,更加直观的让学生感受到害虫对林木造成的危害。

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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

李万里，2017.森林昆虫学实验教学模式构建[J].武夷科学，33:131-135.

2017－09－09。

福建农林大学林学院青年基金项目(61201400831)。

李万里(1989－)，男，助理实验师，硕士。研究方向:森林昆虫学与虫生真菌。Email:fjliwl＠fafu.edu.cn。

(责任编辑:陈晓雯)