“昆虫生态及预测预报”在线教学改革与实践

昝庆安 陈斌

[摘 要] “昆虫生态及预测预报”是高等农业院校植物保护专业的一门选修课。由于其涉及大量抽象的概念，同时难以开展实验教学，一直是一门较难学习的课程。新冠肺炎疫情期间，在课堂教学向线上教学转换的过程中，通过把教学章节破碎重组，将教学内容分割为20分钟时长的小段，使其适合在线教学。再辅以MOOC和在线讨论问答的形式，增加教学的趣味性和互动性，从而提高学生的学习热情。同时开展计算机模拟实验，通过在线屏幕投送和会议讨论的形式，使学生使用教师提供的数据在各自客户端建模，计算实验结果后撰写实验报告。通过直播理论教学和互动实验教学相结合的线上教学形式，学生经历了从理论到实践的双重学习过程，从而提高了解决实际问题的能力，且学生积极性高，教学节奏顺畅，教学效果良好。

[关键词] 昆虫生态及预测预报;在线教学;互动实驗;植物保护

[基金项目] 2018年度国家虚拟仿真实验教学项目“烟蚜种群空间格局和取样方法”（201820207）;2018年度云南农业大学教育教学改革项目“农业昆虫学实验课堂教学改革”（2018YAUK0710）;2015年度云南省高等院校提升专业服务产业能力建设项目“植物保护品牌专业”（云高教〔2015〕78号）;2017年度云南农业大学校级项目“《农业昆虫学》优秀课程”（2017YAUKC06E）;2017年度云南农业大学本科课程建设示范课程“普通昆虫学”（2017YAUKC03D）

[作者简介] 昝庆安（1978—），男，河北邯郸人，博士，云南农业大学植物保护学院讲师，主要从事昆虫生态与害虫防治研究;陈 斌（1970—），男，甘肃礼县人，博士，云南农业大学植物保护学院教授（通信作者），主要从事农业昆虫与害虫防治研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）09-0069-04 [收稿日期] 2021-10-12

一、课程概述

“昆虫生态及预测预报”是高等农业院校植物保护专业的一门选修课。该课程以生态学原理为基础，介绍昆虫和环境的相互关系、昆虫种群的数量变化及其原因、害虫的监测和预警方法等内容[1]。这些内容对植物保护专业人才培养十分重要，因为植物保护专业学生需要掌握在环境友好的前提下控制害虫种群数量，降低其对农业生产的危害，达到生态效益和经济效益统一的能力，而这必须建立在以预测预报为基础的害虫综合治理上。“昆虫生态和预测预报”不但是害虫防治的基础，还是植保工作的起点。

二、课程现状

我国高等农业院校植物保护专业均开设了昆虫生态及预测预报相关课程，课程类型为专业选修课，约40个学时[2]。教材配有张孝曦编著的面向21世纪教材《昆虫生态及预测预报》。该课程教学内容和课程体系明确，教材内容丰富完整，但在教学实践中，亦存在一些问题。现代生态学的发展，已经跨越了早期的描述生态学阶段，进入了数量生态学时期，即使用数学语言对生态学现象进行描述和表达，这对学生的数学基础提出了较高的要求。同时“昆虫生态及预测预报”还是一门实践性较强的课程。实验教学的顺利开展能大大加强学生对理论知识的理解和掌握，而生态学实验无论是时间尺度还是空间尺度都非常大，难以在本科生教学中顺利开展。概念多、名词多、假说多，再加上长时间密集的课堂讲授，使学生认为“昆虫生态及预测预报”是一门枯燥的课程，制约着教学质量的提高。教育部发布《教育部应对新型冠状病毒感染肺炎疫情工作领导小组办公室关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》以来，我校依托各类在线教学平台、校内网络学习空间等，利用优质在线教学资源，积极开展了形式多样的在线教学活动，保证了疫情防控期间的教学工作顺利开展。但在线教学的一个主要特点是缺少教师的现场监督，学生往往难以保持课堂学时内的持续学习状态。“昆虫生态及预测预报”长篇大论的理论讲授方式已不能满足线上教学的要求，需要进行改革。

三、课程改革

（一）课程内容改革

教学内容的改革往往能激发学生的学习热情，增强其学习兴趣[3]。为使课程内容适应线上教学方式，首先需要解决的是教学节奏的问题。在线上教学中，学生难以保持长时间的学习状态，因此，需要将课时缩短，但讲授时间缩短后，又难以完成教学计划，故而不能简单地缩短讲授学时，而需要把课程教学内容充分破碎后重新组合，另其成为20分钟时长的小段，再辅以其他教学形式，比如通过MOOC教学、课堂问答等方式，增加教学的趣味性和互动性，使学生始终保持良好的学习状态，达到教学目标。课程在线教学内容和教学方式改革见表1。

课程第一章是《生态学基本概念》，教师可以引导学生自学中国大学MOOC“生态学”第一讲《生物与环境（1）》和第二讲《生物与环境（2）》，同时进行课堂讨论方式教学;第二章《有机体与生物环境》与第七章《有效积温预测法》合并，先通过直播教学介绍环境对昆虫的影响和有效积温预测法的原理，再通过互动实验教学对有效积温预测法进行实验操作;第三章《种群结构》与第七章《害虫调查》合并，采用直播讲授和虚拟仿真实验进行仿真抽样;第四章《群落结构和群落多样性分析》采用直播教学结合互动实验教学，课后进行实验，在增加课堂趣味性的同时提高学生的动手能力;第五章《生态系统分析》和第六章《生物地理学》在前序课程“生态学”中已经学过，因此要求学生自学并提交课程论文;第八章《害虫的发生量预测》部分教学则主要通过互动实验建模完成。

（二）软件平台选择

在线教学软件平台是开展在线教学的基础，不同的软件平台亦有不同的特色，可以说，软件平台决定了在线教学的开展方式。智慧树平台具有较强的班级管理能力，同时其资源占用率低，数据量较小，适合进行简单的PPT展示和教师语音讲授，故而选择智慧树软件平台进行理论教学部分效果较好。在生态学模型的建模演示教学中，使用腾讯课堂的屏幕投送功能将教师的屏幕投送给学生观看。对于课堂讨论和交互式实验教学，教师可以使用腾讯会议以展示学生端屏幕。

（三）MOOC教學

MOOC（Massive Open Online Course），即大规模开放在线课程，是一种以信息技术为依托，基于互联网的大规模、开放式、在线学习的课程模式。MOOC将教学内容以视频、文字、声音和动画等多种媒体方式呈现出来，同时搭建网络教学讨论平台便于师生、生生互动[4]，具有碎片化学习、学习效率高、学分互认、优质课程资源共享等优点[5]。中国大学MOOC是由网易和高教出版社联合推出的在线教育平台，内含很多精品在线开放课程。课程第一章《生态学基本概念》部分，要求学生自学北师大娄安如教授的中国大学MOOC“生态学”第一讲《生物与环境》，并结合课堂讨论方式进行教学。即首先让学生在线学习，讨论教学时间则采用课堂问答的方式，由教师整理出一系列问题引导学生展开讨论，并对其学习成果进行打分。

（四）直播教学

直播教学为课程的主要教学形式。与课堂教学相比，在线直播教学由于缺少教师的监督，学生不易集中精神，故而教师讲授时间不宜过长。经过对原有教学章节碎片化后的重新组合，理论教学内容形成10个在线教学小节，每小节教师直播讲授20分钟，课堂讨论20分钟。数学生态学模型和害虫预测预报部分教学内容不再采用教师讲授的直播教学方式，改为在互动实验教学部分进行讲授，把理论讲授和实验操作合并，并开展计算机建模模拟实验。

（五）互动实验

“昆虫生态及预测预报”课程中具有大量的数学描述，需要通过计算机建模解决问题，这一直是该课程教学中的难点。生态学实验无论是空间尺度还是时间尺度都非常大，很难在本科生教学学时内开展，而使用计算机模拟实验则能较好地解决这一问题。互动实验即操作者在操作时能得到系统反馈信息提示，形成互动。使用在线屏幕投送和会议讨论的形式，让学生使用教师提供的数据在各自客户端建模，而教师在线审阅并对其进行指导（数据采自真实的田间数据），得出实验结果后学生根据结果撰写总结分析报告，以使学生在短时间内多次完成多项实验[6]。

四、考核办法

本课程中具有大量的基础理论和基本概念，尚不能摒弃传统闭卷笔试的考核方式。期末考核采用线上线下综合考核方式，期末成绩亦由线上考核和线下考核成绩加权得到。其中线下考核采用闭卷笔试，期末卷面成绩占总评成绩的40%;线上考核成绩由课堂问答成绩、课程论文成绩和互动实验成绩组成，各占总评成绩的20%。

五、展望和结语

在课堂教学向线上教学转换的过程中，随着教学模式的改变，教学内容、教学方法、考核方法等方面都要做出相应改变。通过把原有教学章节重新组合，形成了直播理论教学和互动实验教学相结合的“昆虫生态及预测预报”线上教学形式。学生经历了从理论到实践的双重学习过程，提高了解决实际问题的能力，同时，学生积极性高，教学节奏顺畅，教学效果良好。但实践教学部分力度仍显不足，目前仅有田间抽样部分具有虚拟仿真实验资源，其他部分如有效积温法则、种群生命表、神经网络预测法和害虫测报演习等实验都还有待加强。

参考文献

[1]张孝羲.昆虫生态及预测预报[M].3版.北京：中国农业出版社，2002.

[2]刘廷辉，李瑞军，董建臻.昆虫生态及预测预报实验课程改革研究[J].河北农业大学学报（农林教育版），2013，15（2）：42-44.

[3]任世英，刘飞.工业微生物育种学教学改革与实践[J].广西轻工业，2010，26（10）：166+171.

[4]汪铭，陈聚涛，周江宁，等.基于生理学MOOC的翻转课堂教学探索与实践[J].高校生物学教学研究（电子版），2019，9（6）：14-17.

[5]张春冬，张莹，李铁，等.MOOC背景下生物化学教学的对策和改革[J].安徽农业科学，2015，43（14）：380-381+383.

[6]王茜，井维鑫，刘娜，等.翻转课堂教学模式在动物生物学实验教学中的应用[C]//第十三届高校生命科学课程报告论坛.第十三届高校生命科学课程报告论坛文集，2018.

Study on the Online Teaching Reform and Practice of Insect Ecology and Forecast Course

ZAN Qing-an， CHEN Bin

（Plant Protection College， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201， China）

Abstract： Insect Ecology and Forecast Course is a professional elective course of plant protection major in agricultural universities. It has always been a difficult course to learn， because not only it involves a large number of abstract concepts， but also it is very hard to carry out experimental teaching. During the pandemic outbreak， and in the process of the transformation from classroom teaching to online teaching， the chapters were divided and reorganized into 20-minute segments to make it suitable for online teaching. With the help of MOOC and online discussion， we can make the teaching more interesting and increase the interaction in the teaching process in order to improve students’ learning enthusiasm. At the same time， the computer simulation experiment is carried out. Through the forms of online screen delivery and meeting discussion， the students can use the data provided by teachers to model in their respective clients， calculate the experimental results and write experimental reports. Through the online teaching combining live broadcast theory teaching and interactive experimental teaching， the students have experienced the dual learning process of classroom theory knowledge learning and practice learning， which can improve their ability to solve practical problems. After the reform， students become more enthusiastic in learning， the teaching process becomes more smooth， and good teaching effect has been achieved.

Key words： Insect Ecology and Forecast; online teaching; interactive experiment; plant protection