蝴蝶变态发育自然观察的活动方案设计

陈新兰　廖妍妍　黄玲　陈学梅

摘 要 为增强中小学生对昆虫变态发育过程的认识，本实验以蝴蝶为观察对象，设计了本次蝴蝶变态发育自然观察实验，旨在指导学生进行比较观察并记录蝴蝶在不同的有限空间的生存情况、不同种类蝴蝶在其适宜环境中生长所需时长以及不同生长阶段蝴蝶的特征等内容，从而增强学生对蝴蝶整个变态发育过程的感性认识。本实验突出的优点为通过发育周期短、繁殖率高且更为吸引学生的蝶，让学生能更清晰直观地观察到完整的变态发育过程，从而区别于以往教学过程的以蚕为例介绍变态发育过程。

关键词 中小学 蝴蝶 变态发育 自然观察

1 实验背景

随着社会的发展，学校与家庭都越来越重视孩子观察能力的培养，观察可提高孩子对自然科学的兴趣及对客观现象的洞察能力，培养一定的科研探究精神。孩子们对动植物的观察具有高度兴趣，以此为契机，开展令孩子们感兴趣的自然观察实验，可在一定程度上提高孩子的观察能力。

目前小学及初中阶段有提及昆虫变态发育的过程，但并没有开展深入的自然观察，而对于中小学生来说，变态发育是一个较为深奥且抽象的概念，仅凭教师口述及课本上的绘图很难让学生对知识有深刻的理解与掌握。为此相关的自然观察显得尤为重要，如何利用身边自然环境进行观察，提高观察的可行性亦是亟待解决的问题。蝴蝶拥有七彩斑斓的颜色，且形态优美飘逸，能深深地吸引孩子们的探究目光，调动学生求知的积极性，且蝴蝶也是变态发育的典型代表。 然而，目前国内外以蝴蝶为载体的相关课程几乎是空白，[1]但蝴蝶及其宿主植物随处可见，蝴蝶的发育周期短、繁殖率高，少量投入便可很好地对其进行观察，由此引发本活动设计。在为蝴蝶提供一定的生存空间，实现蝴蝶的培育与繁殖的同时能记录下蝴蝶生长发育的一整个过程，让学生对蝴蝶的生长习性有更加深刻而直观的认识与理解。同时通过对蝴蝶的生长过程记录，能让中小学生直观地看到蝴蝶“变态发育”过程，从而对课本中“变态发育”的知识有更加感性的理解，同时也更鼓励学生加入到对蝴蝶的观察研究中来，培养他们对自然的观察意识以及对蝴蝶的爱护意识。

2 实验目的

（1）初步了解蝴蝶变态发育的过程及其空间影响，了解蝴蝶变态发育过程中不同阶段的经历时长及形态特征变化；

（2）培养中小学生的观察能力、分析数据及团队合作能力，激发学生的科学探究精神；

（3）增强学生对蝴蝶及生态环境的爱护意识。

3 材料和用品

3.1 材料

（1）在广州地区常见的蝶种：玉带凤蝶（P. xuthus Linnaeus）、菜粉蝶（P. rapae Linnaeus）、虎斑蝶（A. selenophra Kollar），选取此三种蝴蝶的原因为其在我们的日常生活中较为常见，且宿主植物易得，群落物种数量达到高峰期的时间一样。具体实施过程可根据表1“广州常见蝴蝶群落的时间格局分布”[2]对蝶种做出相应调整。

（2）不同宿主植物：柑橘、芥蓝、刺瓜，分别对应三种蝶种：玉带凤蝶（P. xuthus Linnaeus）、菜粉蝶（P. rapae Linnaeus）、虎斑蝶（A. selenophra Kollar），可根据所选用的蝶种不同而选用不同的宿主植物（如蝴蝶拉丁文种名参考周尧主编的《中国蝶类志》；[3]寄主植物的确定主要来自周尧、 [3]陈锡昌、[4]陈晓鸣等，[5]庞雄飞[6]的相关文献）。

3.2 用品

花盆、花洒、透明塑料硬膜、铁支架、透光纱网

4 实验过程

4.1 蝴蝶生存环境构建

在生物园里用铁支架、黑网及透明塑料硬膜构建一个模拟自然环境的密闭大空间，大小约为8m？m？m（长卓韤赘？；在大空间内用花盆分别种植4盆柑橘、芥蓝、刺瓜；同时在其旁边用相同材料构建一个密闭的小空间，大小约为5m？m？.8m（长卓韤赘？，在小空间内分别种植2盆柑橘、芥蓝、刺瓜，其中大小空间的作用是可探究不同大小的生存空间对蝴蝶生存的影响。具体构建方法为先用4根铁支架确定一个长方形的范围，而后用可透光的纱网围住顶部及侧边三面，剩下一面用条状透明塑料硬膜做成可随意进出的门。植物的高矮是由中间逐渐向周缘升高，通过植物的不同高度来控制空间格局和光亮度， 以形成中間明亮，周缘阴暗。[7]

4.2 蝴蝶投食器放置

仅靠蜜源植物的供蜜量不够蝴蝶吸食，必须设投食器提供食料。可在投食器上放刚采摘的鲜花或塑料花，在花上定时喷 10%的蜂蜜水；或自行配制饵料，按香蕉 ：白酒 ：砂糖 ：红糖=4：4：1：1制成。液体食料通常选用水、蜜汁、糖浆、牛奶等，糖水或蜜汁的浓度为1%～10%，可采用吸收性强的脱脂棉侵入供食液体后再放入投食器中。[8]为防蚂蚁上投食器，可在投食器下盛水或在投食器的支柱上涂上凡士林。

4.3 蝶种引入与饲养

可在自然环境中的宿主植物中寻找相应三种蝴蝶的虫卵或购买虫卵，将其引入构建的生存环境中，具体将虫卵放置于三种宿主植物叶片的背面，卵期应注意保湿，过于干燥会降低孵化率，用湿纱布覆盖在卵面上效果会更好。1龄幼虫孵出后，可用小毛笔或羽毛轻轻扫下，放在新鲜寄主植物上。幼虫饲养密度，不要太挤，有些幼虫有自相残杀的习性。需保证饲养环境通风透气，润而不湿；虫粪不要污染寄主植物。

4.4 蝴蝶变态发育过程观察

（1）将学生分成若干个小组，每组三位同学，安排一位小组长，排好值班表，每天安排组员到生物园对蝴蝶生长状况进行观察。

（2）制作表格，记录蝴蝶变态发育在不同阶段下所经历的时长、不同阶段蝴蝶的形态特征及行为特征以及不同环境对蝴蝶各时期生长状态的影响。

5 实验记录表格（表2、3、4）

6.1 注意事项

（1）不同的蝶种有不同的宿主植物，根据环境注重对蝶种和宿主植物的选择，需考虑不同环境中的蝴蝶放飞的最佳密度问题。

（2）变态发育的环境条件：最适宜的温度是25～30℃，最适宜的湿度是80%～90%。饲养环境要背风向阳，通风良好，土质肥沃较湿润。

（3）对宿主植物要定期修剪，注意蝴蝶天敌防治问题。

（4）可不定期人工添加饲料、蜜。

（5）认真、仔细观察蝴蝶变化，并记录比较。

6.2 科技活动的推广讨论

通过对蝴蝶变态发育的直观观察，不仅能（下转第54页）（上接第51页）提高学生对蝴蝶的认知与了解，鼓舞学生对蝴蝶的进一步探究，而且能在科学研究方面为科学家提供创造的灵感。蝴蝶在医学、生态学和仿生学上都具有极高的研究价值，比如各科蝴蝶的飞行特点各不相同，对于蝴蝶飞行的空气动力学与能耗研究意义非凡，蝴蝶翅膀表面微小的附着物磷粉，其中所含物质能够发光，堪称天然发光二极管等等，[9]进一步深刻挖掘蝴蝶其他潜在的价值，能极大地提高蝴蝶资源的利用，对科研及教育都有着深远的意义。

参考文献

[1] 张宁.《蝴蝶鉴赏与实践》校本课程的开发与实践[J].科学教育，2009.15（6）：14-15.

[2] 李志刚，张碧胜，龚鹏博，李军，翟欣，韩诗畴.广州地区蝶类群落的时间格局[J].四川动物，2009.28（2）：228-230.

[3] 周尧.中国蝶类志[M].郑州：河南科学技术出版社，1994.

[4] 陈锡昌.广州蝴蝶[M].澳门：读图时代出版社，2011.

[5] 陈晓鸣，周成理，史军义，等.中国观赏蝴蝶[M].北京：中国林业出版社，2008.

[6] 庞雄飞.广东南岭国家级自然保护区生物多样性研究[M].广州：广东科技出版社，2003：213285.

[7] 顾茂彬.生态蝴蝶园的类型与建设[J].环境昆虫学报，2008（2）：167-171.

[8] 顾晓非，徐成刚，黎微，赵光杰.蝴蝶的人工养殖与开发利用[J].绿色科技，2011（11）：31-32.

[9] 陈嶙，熊洪林，徐业成，李玉红.茂兰自然保护区蝴蝶的开发价值及利用[J].黔南民族师范学院学报，2014.34（2）：112-115.