鄧淑媚

【摘要】“用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”是一項(xiàng)高中生物戶外探究實(shí)驗(yàn)。在廣東梅縣東山中學(xué)現(xiàn)有的教學(xué)條件下，考慮到安全等諸多限制因素，該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)難以開展。而學(xué)生如果沒有親歷該探究實(shí)驗(yàn)，容易對(duì)該部分內(nèi)容印象不深，理解不透，掌握不牢，難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。為解決這一矛盾，本人指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)該探究實(shí)驗(yàn)，用學(xué)生的課桌桌面模擬草地，將實(shí)踐場地從室外移向室內(nèi)，利用鐵線圈自制若干個(gè)4cm×4cm的樣方，用10種易購得、易于分辨的豆子模擬草地中的10種植物，以其中1種豆子代表被調(diào)查種群密度的某種雙子葉植物。學(xué)生在一節(jié)課40分鐘內(nèi)就能在自己的桌面上利用少量的材料工具完成全部操作，最終成功實(shí)現(xiàn)了戶外實(shí)踐的課堂模擬實(shí)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】樣方法;課堂模擬

一、研究背景

“用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”是人民教育出版社高中生物必修三第四章第一節(jié)《種群的特征》的探究內(nèi)容。該內(nèi)容要求教師帶領(lǐng)高中生們，準(zhǔn)備和攜帶卷尺、尼龍繩、木楔、簽字筆、筆記本和植物分類圖鑒等材料用具，到戶外作業(yè)。在廣東梅縣東山中學(xué)現(xiàn)有的教學(xué)條件下，考慮到操作條件、安全隱患、課務(wù)安排等諸多限制因素，師生們能夠真正走到戶外實(shí)踐操作的可能性不大。而如果只是教師在課堂上講解、演示，學(xué)生通過做習(xí)題來鞏固知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)效果就非常有限，學(xué)生沒有親歷動(dòng)腦動(dòng)手參與的探究過程，沒有通過具體的活動(dòng)將理論聯(lián)系實(shí)際，沒有建立起科學(xué)探究思維，容易對(duì)該部分內(nèi)容印象不深，理解不透，掌握不牢，難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，實(shí)為一種遺憾。

為解決這一矛盾，本人指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)該探究實(shí)驗(yàn)，最終成功實(shí)現(xiàn)了戶外實(shí)踐的課堂模擬操作。

二、研究方法

估算種群密度最常用的科學(xué)方法之一——樣方法。

三、科學(xué)原理

1.調(diào)查種群密度時(shí)，如果調(diào)查的種群分布范圍較小、個(gè)體較大，可以逐個(gè)計(jì)數(shù)。當(dāng)逐個(gè)計(jì)數(shù)非常困難時(shí)，需要采取估算的方法?？茖W(xué)估算種群密度的方法有兩個(gè)：樣方法和標(biāo)志重捕法。若調(diào)查的對(duì)象是植物，或活動(dòng)范圍小、活動(dòng)能力弱的動(dòng)物，則采用最常用的估算方法之一——樣方法。

2.樣方：從研究對(duì)象的總體中，抽取出來的部分個(gè)體的集合。

3.樣方法：在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計(jì)值。

4.隨機(jī)取樣：在抽樣時(shí)，總體中每一個(gè)個(gè)體被抽選的機(jī)會(huì)均等，且任何一個(gè)個(gè)體被選與其它個(gè)體間無任何牽連，具有隨機(jī)性和獨(dú)立性。隨機(jī)取樣不允許摻入任何主觀因素，否則難以避免調(diào)查人員想獲得調(diào)查屬性的心理作用，使調(diào)查結(jié)果有偏差。

四、改進(jìn)的基本思路

1.把戶外作業(yè)搬進(jìn)室內(nèi)課堂，消除安全隱患;

2.用容易獲取的簡單的實(shí)驗(yàn)材料用具替代難以獲取的復(fù)雜的材料用具;

3.一節(jié)課40分鐘內(nèi)完成全部探究學(xué)習(xí)過程及得到相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

五、改進(jìn)點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)

1.用學(xué)生課桌的桌面模擬草地，不踐踏和破壞草地;

2.將實(shí)踐場地從室外移向室內(nèi)，消除了集體戶外活動(dòng)的安全隱患;

3.不需準(zhǔn)備和攜帶卷尺、尼龍繩、木楔和植物分類圖鑒等，減少了工作量;

4.所需的材料用具數(shù)量少、易獲得（僅需課桌、尺子、10種豆子、鐵線圈、簽字筆和筆記本），操作簡單，實(shí)驗(yàn)結(jié)果易得，一節(jié)課40分鐘內(nèi)可以完成全部探究學(xué)習(xí)過程及得到相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果;

5.用10種易購得、易于分辨的豆子模擬草地中的10種植物，以其中1種豆子代表被調(diào)查種群密度的某種雙子葉植物，實(shí)驗(yàn)成本較低;

6.將混合的10種豆子隨機(jī)撒在桌面上，模擬植物在草地中的自然生長狀態(tài);

7.樣方是學(xué)生自制的若干個(gè)4cm×4cm鐵線圈，可多次重復(fù)利用，安全環(huán)保;

8.利用桌面模擬多種地形，采用“五點(diǎn)取樣法”或“等距取樣法”隨機(jī)取樣，統(tǒng)計(jì)樣方內(nèi)該種豆子的數(shù)量，計(jì)算每個(gè)樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計(jì)值。學(xué)生在自己的桌面上就能完成使用樣方法估計(jì)草地中某種雙子葉植物的種群密度的模擬實(shí)驗(yàn);

9.每4位同學(xué)一組，每位組員都可自己來撒組里的同一堆豆子，將得到的數(shù)據(jù)與同組其他成員的對(duì)比，就發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析討論，有助于學(xué)生正確使用樣方法調(diào)查種群密度。

六、實(shí)際操作情況

實(shí)驗(yàn)成本較低，豆子被使用后可以作其它用途，不浪費(fèi);鐵線圈可以多次重復(fù)利用。同學(xué)們參與的積極性很高，按照樣方法的要求進(jìn)行操作，對(duì)所取得的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行了愉快而熱烈的分享、對(duì)比、分析和討論，寓學(xué)于樂，知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)已經(jīng)達(dá)到，情感態(tài)度和價(jià)值觀也得到了升華。

實(shí)踐證明，“用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”的課堂模擬實(shí)驗(yàn)具有可操作性、趣味性、實(shí)用性和有效性，所得到的調(diào)查數(shù)據(jù)科學(xué)合理，學(xué)生易于理解、掌握和應(yīng)用。如圖一、圖二所示。

七、進(jìn)一步完善的設(shè)想

鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，發(fā)現(xiàn)更多安全無毒、堅(jiān)固耐用、低碳環(huán)保的替代材料和用具，甚至可以使用電腦軟件制作虛擬草地、樣方和多種植物，發(fā)散思維，創(chuàng)意無限，集思廣益。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 劉本舉.基于模擬調(diào)查的“調(diào)查種群密度的方法”一節(jié)的教學(xué)[J].生物學(xué)通報(bào)，2015，50（01）：28-30.