土壤中小动物类群丰富度的研究”的探究活动解读.doc

土壤中小动物类群丰富度的研究”分析江西省都昌县第二中学关键词 取样 丰富度 土壤小动物一、课题分析 “土壤中小动物类群丰富度的研究”探究实验是生态学中的一个重要实验，该实验的原理是：土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分，所以土壤中总是含有多种多样的生物，如细菌、真菌、放线菌、原生动物、扁形动物、轮形动物、线形动物、环节动物和各种肢节动物等要弄清某处土壤中小动物种类和数量，可以丰富度表示，首先采用取样器取样的方法，即用一定规格的捕捉器（如采集罐、吸虫器等）进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度另外，丰富度统计方法有两种：记名计算法（指在一定面积样地中，直接数出各种群个体数（用于个体较大，种群数量有限得群落）、目测估计法（按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少等级划分和表示方法：非常多、多、较多、较少、少、很少等）由于土壤中运动要比大气中和水中困难得多，除了少数动物（如蚯蚓和穿山甲等）能在土壤中挖穴居住外，大多数土壤动物都只能利用枯枝落叶层中的孔隙和土壤颗粒的空隙作为自己的生存空间，一般认为，越是靠近土壤表层，动物的种类就越丰富 这一实验说明了土壤是生物和非生物环境的一个极为复杂的复合体，土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物。

生物的活动促进了土壤的形成，而众多类型的生物又生活在土壤之中通过进行土壤中动物丰富度的研究，使学生们初步掌握了土壤生物的取样及统计方法，了解土壤生物的生存现状及土地遭到的污染和伤害严重情况，促使学生更多关注土壤的污染状况及土壤生态系统结构与功能的破坏现象，认识保护环境、保护生物多样性的重要性因此这一实验在生态学具有重要的意义 “土壤中小动物类群丰富度的研究”是课程标准中建议的一项活动，旨在使学生能从种群的组成上描述群落的结构特征但是，以往的实验在设计思路上只要求学生掌握书面材料上的知识概念、实验步骤或统计方法上的应用，这样做对学生实际的探究能力、操作能力的培养帮助不大根据高中生物课程标准的要求，我们力图从探究活动的角度对该实验进行了重新设计，力图使有条件的学校可以让学生依据教材中探究活动的要求与步骤，在野外采样，在实验室进行观察这样做学生可以感受到采样地点真实的环境情况，利于学生建立群落与环境之间相互联系的观念；若无条件，也可以由教师事先将不同地点的土样采集到实验室（可用大塑料整理箱盛放），注明采集地点的环境（最好配有照片）这样，学生在实验室便能进行该项探究活动 1．实验目的：实验旨在使学生通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度，能从种群的组成上描述群落的结构特征，并从中可以感受到采样地点真实的环境情况，利于学生建立群落与环境之间相互联系的观念。

2．实验原理：土壤是无数小动物的家园，常见的小动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓以及多种多样得昆虫等大多数土壤动物身体微小，不适于用“样方法”或“标志重捕法”进行调查，在这类研究时，常采用取样器取样的方法，即用一定规格的捕捉器（如采集罐、吸虫器等）进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度 丰富度统计方法有两种一是记名计算法：指在一定面积样地中，直接数出各种群个体数（用于个体较大，种群数量有限得群落）；二是目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少等级划分和表示方法：非常多、多、较多、较少、少、很少等3．实验方法：实验采用了取样器取样的方法进行研究，在丰富度统计时采用有两种统计法：记名计算法、目测估计法 4．实验材料和用具：自制取样器、铲子、塑料袋、诱虫器或吸虫器（装有酒精的试管、漏斗、漏底花盆，底铺金属网、灯）、标签、瓷盘、解剖针、放大镜、镊子（包着纱布或棉花的镊子）、试管、70%酒精、显微镜、解剖镜（实体镜）、载（盖）玻片、土壤动物分类图谱（或实习手册）等5．实验中的关键概念与知识：（1）取样器取样：即用一定规格的捕捉器（如采集罐、吸虫器等）进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。

2）丰富度统计方法：有两种一是记名计算法：指在一定面积样地中，直接数出各种群个体数（用于个体较大，种群数量有限得群落）；二是目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少等级划分和表示方法：非常多、多、较多、较少、少、很少等3）土壤：土壤是岩石圈表面的疏松表层，是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底土壤不仅为植物提供必需的营养和水分，而且也是土壤动物赖以生存的栖息场所土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分，所以土壤中总是含有多种多样的生物，如细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、扁形动物、轮形动物、线形动物、环节动物、软体动物和各种节肢动物等土壤无论对植物来说还是对土壤动物来说都是重要的生态因子越靠近土壤表层，动物的种类越丰富土壤动物是最重要的土壤消费者和分解者可见，土壤是生物和非生物环境的一个极为复杂的复合体，土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物生物的活动促进了土壤的形成，而众多类型的生物又生活在土壤之中二、教学设计1．教学目标（1）尝试土壤中动物类群丰富度的研究2）收集和处理调查数据，学会土壤动物的分类与统计方法3）概述土壤动物的生活环境与土壤动物丰富度的关系4）通过进行土壤中动物丰富度的研究，期盼学生们能知道保护环境、保护生物多样性的重要，养成“保护环境，关爱生物，保护生物多样性”的观念。

制定以上教学目标是基于这样的认识：学生通过该实验可以从种群的组成上描述群落的结构特征，能依据教材中探究活动的要求与步骤，在野外采样，在实验室进行观察这样做学生可以感受到采样地点真实的环境情况，利于学生建立群落与环境之间相互联系的观念2．设计思路该实验围绕“调查某处土壤中小动物类群丰富度”这一探究问题，首先制定探究计划，接着实施计划：1．准备(1)制作取样器；（2）记录调查地点的地形和环境的主要情况，提出安全事项2．取样3．采集小动物４．观察和分类５．统计和分析最后在班级内交流各自报告，比较研究结果，就发现问题进行讨论3．教学建议开展野外调查时必须做到四点：一是调查的目的要明确，计划要周全；二是准备工作要充分，特别是要带齐所需的工具；三是应该如实记录有关现象和数据，并进行相关的分析；四是要作好精心的组织、周全的准备和必要的指导在选择研究地块时，要远离陡坡和深水区，而且不要破坏当地的环境，最好选择已经荒废几年的空地或者杂草地条件允许的学校也可以选择校内杂草地或者花圃土地研究土壤中动物类群丰富度，调查的对象是取样范围内肉眼可见的所有动物，调查的指标是动物种类的丰富度和数量丰富度在这过程中学生遇到的最大障碍是缺乏足够的动物分类知识，因此，在开展研究前，老师要向学生提供有关动物的图谱或实习手册，同时事先要向学生介绍捕捉动物的方法。

在野外调查时，要牢牢树立安全第一的思想在植物生长密集的地方，要先用木棍试探，以免毒蛇伤人，然后清理地面植物在捕捉有毒的土壤动物时，要有一定的安全保护措施，如准备手套和有关药品在野外调查中，学生获得的信息量是非常丰富的在这一过程中，学生会主动地将书本知识与大自然有机联系在一起，从不同角度去认识土壤，观察土壤生物与土壤环境的关系，为今后可能进行的资源调查，生态环境调查打下基础三、探究活动（一）提出问题：如何调查土壤中小动物的种类与数量?确定实验题目：调查土壤中小动物的丰富度（二）做出假设：大多数土壤动物都只能利用枯枝落叶层中的孔隙和土壤颗粒间的空隙作为自己的生存空间，因此越是靠近土壤表层，动物的种类就越丰富土壤动物中有很多小动物，其中最重要的有蚯蚓、螨、马陆、蜈蚣、跳虫、鼠妇、白蚁、蚂蚁和甲虫等，各种类个体数大不相同蚯蚓是定居在土壤中最著名的类群土壤动物是最重要的土壤消费者和土壤分解者各种土壤生物生活在土壤中，适应土壤环境，反过来土壤生物的各项生命活动又影响了土壤环境，促进了土壤的形成三）实验预期：在土壤中动物的种类是相当丰富的，但只有少数种动物的个体数较多，成为优势种群，大部分动物种类的个体数较少。

四）设计实验方案：步骤一：确定调查地点、样方的大小和调查对象带齐实验工具，跟随老师到调查地点，明确调查对象为土壤中肉眼可见的所有动物各小组分别选取一块lm2面积的土壤，用木桩和细绳圈定样方的范围，各小组之间保持一定的间距步骤二：分工合作，捕捉土壤动物6个同学一组，面对面分开，从两边同时挖土捕捉要求对深度为30 cm范围的土壤认真细心地筛选发现动物后，用镊子或其他工具将其放火烧杯内或毒瓶中步骤三：分类统计回到实验室，先将动物处死，然后倒在实验蜡盘上，按种进行分类统计品种数量（等级）品种数量（等级）用Excel软件将你们组的数据和全班数据进行汇总比较，然后用合适的图形向全班同学展示、交流步骤四：得出结论（五）实施探究 1. 准备制作取样器 可选用直径为5cm的金属饮料罐，在高度为5cm处剪断，这样的取样器容积为100ml记录调查地点的地形和环境的主要情况，提出安全注意事项2．取样各组同学于样方内随机选择确切地点，将表土上的落叶轻轻拨开，用手来回旋转罐子，将其按入土中，按压到罐底与地表几乎齐平，用花铲将罐内的土连同罐子一起挖出将罐子中的土壤倒入塑料袋中3 .采集小动物方法一：将取到的土壤放于瓷盘内（要注意防止小动物逃走），用解剖针拨找小动物，发现体型较大的小动物，可以用包着纱布的镊子取出来，放入到70%的酒精中。

方法二：在去底花盆中放一个金属网，将取到的土壤样品放置在金属网上为了使空气流通，土壤与花盆壁之间要留一定的空隙然后，将花盆放置在诱虫器漏斗上，漏掉的土壤也一起倒入花盆中，打开电灯诱虫器：铁架台上方固定电灯，中间固定漏斗，漏斗口伸入装了酒精的瓶子第二天，可以看到试管酒精溶液中有不少小动物此方法适用与体型较小的土壤动物4. 观察和分类可以借助于有关的动物图鉴查清楚小动物的名称，并进行分类有些小动物用肉眼难以识别，可以用镊子或者吸管吸出，放于载玻片上，借助放大镜、显微镜（4倍物镜、5倍目镜）进行观察，条件允许的学校可以借助实体镜，观察效果最好观察同时作好记录，如果还是无法知道小动物的名称，可以记为“待鉴定××”，并记录下它们的特征5. 统计和分析土壤小动物丰富度的统计方法有两种一是记名计算法，二是目测估计法根据这两种方法，设计一个数据收集和统计表，分析所收集的数据，完成一份实验报告六）推出结论土壤中动物种类相当丰富，但只有少数种的动物的个体数较多，成为优势种，以节肢动物较多，其中最重要的有蚯蚓、螨、马陆、蜈蚣、跳虫、鼠妇、白蚁、蚂蚁和甲虫等，其中分布最广、种类最多的是螨类和弹尾目昆虫大部分动物种类的个体数较少。

七）表达与交流学生写出实验报告，在班级内交流各自报告，比较研究结果，介绍优点、缺点和成功的经验,就发现问题进行讨论请学生思考：针对本课题还能提出其他要研究的问题吗？研究表明：大多数的学生能根据自己的生活经验提出研究问题，多数问题都集中在调查某处土壤中小动物类群丰富度等方面提示：群落中物种的组成与群落所处的环境有着密切的关系，教师应引导学生分析环境因素对群落物种组成的影响，可就此广泛提出问题，进而提炼出比较有探究价值的问题教材中已列出一些问题，帮助引导、启发学生确定探究的问题研究发现：开始时少部分学生不会做出假设，后能尝试自己做出假设研究发现：学生对如何做实验预期有困难，多数学生在表达上不够严谨。