现代教育理论在生物科技活动中的应用

以认知学习理论、建构主义理论、创新教育理论、多元智能理论、合作学习理论、服务学习理论为例,初步探讨了教育理论在生物科技活动中的应用。     

斑点叉尾和杂交鲟幼鱼昼夜摄食节律和胃肠排空时间的研究

采用一次饱食投喂(将一昼夜分为8个时间段,每个时间段作为一个处理组,每天每个处理组饱食投喂一次)和分段式连续投喂(将一昼夜分为8个时间段,每天每个实验缸连续投喂8次)两种方法研究斑点叉尾和杂交鲟幼鱼的昼夜摄食节律,同时研究它们在摄食后24h内胃和全肠的排空时间。结果显示,在两种投喂方式下,斑点叉尾均表现出24h 一周期的摄食节律,两个日摄食率高峰值均出现在06：00和18：00(P<0.05)。杂交鲟在一次饱食投喂下表现出24h一周期的摄食节律,高峰值分别出现在11：00、17：00和05：00,在分段式连续投喂时表现出48h 一周期的摄食节律,高峰值分别出现在11：00、17：00和36：00。在摄食后1-9h 内,斑点叉尾的胃内含物比率急剧降低(P<0.05),并在24h 时出现极低值(P<0.05),而1-9h 内全肠内含物比率迅速升高(P<0.05),在9h时达到最大(P<0.05),在24h出现极低值(P<0.05)。在摄食后1-7h内,杂交鲟的胃内含物比率迅速下降(P<0.05),在24h 时出现极低值(P<0.05),1-7h 内肠内含物比率迅速升高(P<0.05),24h 时呈现极低值(P<0.05)。结果表明,两种实验鱼表现出不同的昼夜摄食节律,该节律受各自胃肠排空时间的影响,也受投喂时间的影响。研究建议,在斑点叉尾和杂交鲟幼鱼的养殖中宜在光线较弱的清晨(05：00-06：00)和黄昏(17：00-18：00)进行投喂。     

湖北石首麋鹿昼间活动时间分配

为探讨性别、年龄和季节对麋鹿(Elaphurus davidianus)行为的影响,2006年9月-2007年10月,作者采用焦点取样法和瞬时记录法,将麋鹿昼间活动归为采食、饮水、运动、休息、警觉、其他行为等六大类型,每月6-8 d对湖北石首麋鹿国家级自然保护区麋鹿种群的昼间活动时间分配进行了跟踪观察.结果表明:麋鹿有晨、昏两个采食高峰和一个午间休息期,各种行为类型所占比例依次是:休息53.40％(±5.59％)、采食22.36(±8.34％)、运动11.23％(±0.63％)、警觉5.03％(±1.76％)、其他行为4.42％(±2.06％),饮水2.65％(±0.74％).不同季节,时间分配变化明显.非参数Kruskal Wallis H检验结果显示(n=120),季节、年龄和性别显著影响麋鹿的活动时间分配.除运动行为(x2=16.856,df=3,P＞0.05)和饮水行为(x2=7.667,df=3,P＞0.05)无显著差异外,采食(x2=15.657,df=3,P＜0.01)、休息(x2=13.173,df=3,P＜0.01)、警觉(x2 =13.887,df=3,P＜0.01)和其他行为(x2=16.317,df=3,P＜0.01)在不同季节所占时间百分比均有极显著差异.对不同性别年龄组的活动时间分配采用两个独立样本的Mann-Whitney U检验,各性别-年龄组间的运动行为所占时间比例有极显著差异(P＜0.01),雄鹿与雌鹿之间的警觉行为有极显著差异(P＜0.01),雄鹿花较多时间用于警觉.幼鹿与成年鹿及亚成年鹿之间的采食行为时间有极显著差异(P＜0.01).不同性别、年龄组在不同季节的昼间活动时间分配的差异采用方差(ANOVA)分析后发现:所有年龄组,夏季与冬季饮水、春季与夏季警觉均存在显著性差异(P＜0.01);成体和亚成体麋鹿,春季与冬季警觉、夏季与冬季运动均存在显著性差异(P＜0.01).     

初中光合作用实验的探索

从《初中生物课程标准》所倡导“自主、合作与探究”的学习方式出发,以开放性的实验思想,从实验材料的选择,实验教具的改进,实验创新等方面对初中光合作用系列实验进行了探究。     

“关注人类遗传病”一节学生活动设计及分析

基于学生对基础知识的掌握情况和学生群体的能力发展情况,依据人本主义的学习理论和国家课程标准的学科培养目标及课程的基本理念,设计多个生动有效的学生活动,完成“关注人类遗传病”一节的教学。通过安排有意识的学生活动,激发学生探索和创新的意识,发展能力,提高生物科学素养,形成正确的情感态度与价值观,体现未来基础教育的新特征。     

“果酒和果醋的制作”的教学设计

“果酒和果醋的制作”是普通高中生物学课程标准中选修1“生物技术实践”专题中的一个重要的学生活动。通过开展“果酒和果醋的制作”的实践活动,一方面为学生展现自我及个性的发展搭建了平台,另一方面有利于学生创新实践能力及合作交流能力的培养,有助于提高学生生物学素养。     

玛曲县植被覆被变化及其对环境要素的响应

植被覆被变化是气象要素和人类活动综合作用的结果,能够反映区域内生态系统的演替趋势。玛曲高寒生态区作为黄河上游重要的水源涵养和补给区,具有维持区域生物多样性和生态安全,保障经济社会健康发展的重要作用,因此厘清该区域植被变化与气候及人类活动等环境要素的相互关系有助于为玛曲县生态治理与恢复提供科学参考。鉴于此,以2000-2015年MODIS/NDVI数据为基础,结合同期气象与人类活动数据,应用趋势分析法、相关分析以及通径分析等方法,分析了玛曲县植被NDVI的时空变化规律,并详细探讨了气象要素和人类活动对植被覆被变化的影响。结果表明：（1）2000-2015年玛曲县NDVI呈波动上升趋势,上升速率为0.01015/10a;各土地利用/覆被类型中,增加幅度由大到小依次为高山稀疏植被、湿地、沙化草甸、山地疏林地、高寒草甸、亚高山硬叶灌丛、亚高山阔叶灌丛和高寒草原;增加面积占相应地类总面积比例由大到小分别是高山稀疏植被（75.57%）、山地疏林地（71.45%）、沙化草甸（71.18%）、湿地（70.66%）、高寒草甸（68.15%）、亚高山硬叶灌丛（66.96%）、亚高山阔叶灌丛（66.24%）和高寒草原（66.05%）;（2）气象要素中,气温与NDVI间具有显著正相关（P < 0.05）,是影响植被覆被的决定性因子,利于植被的生长与发育;降水与NDVI间相关不显著（P > 0.05）,对植被覆被的影响较小;（3）人类活动要素中,与放牧强度密切相关的大牲畜存栏数和羊存栏数是植被生长的主控因子,其中大牲畜存栏数呈显著的抑制作用（P < 0.05）,羊存栏数具有较强的促进作用（P < 0.05）;（4）通径分析发现,气温、大牲畜存栏数和羊存栏数的决定系数依次为0.3005,-0.0563和0.0128,说明气温对NDVI的综合作用强度最高、大牲畜存栏数次之,羊存栏数最低;此外,剩余通径系数为0.53。该数值较大,表明仍有部分对NDVI增加存在影响的环境要素未考虑到,需在今后的研究中给予关注。     

基于红外相机技术对帚尾豪猪活动节律和时间分配初步观察

2012年8月至2013年7月,采用红外相机技术对广西弄岗国家级自然保护区15 hm^2森林动态监测样地及其周边区域内的帚尾豪猪(Atherurus macrourus)进行观察,采用活动强度指数分析其活动节律和时间分配,探讨月相和环境因子对其活动节律和时间分配的影响。结果表明,不同时间段内帚尾豪猪的活动强度存在极显著差异(t=4. 666,df=23,P=0. 001),活动峰值出现在20:00~21:00和05:00~06:00;夜间主要以移动(63. 2%)和觅食(23. 6%)为主。帚尾豪猪各月份间的时间分配存在极显著差异(t=8. 581,df=11,P=0. 001),旱、雨季间的时间分配存在显著差异(Z=-2. 166,P=0. 03)。各月相间帚尾豪猪出现的频次存在显著差异(χ~2=5. 00,df=1,P=0. 025),以新月期和满月期活动最为频繁,上弦月活动最少。相关性分析表明,活动强度指数与月降雨量、月最高温度及最低温度(R^2=0. 440,R^2=0. 435,R^2=0. 457)都存在显著的负相关,帚尾豪猪最适的活动温区为10℃~26℃。本研究初步掌握了帚尾豪猪在弄岗保护区的活动节律和时间分配,有助于后期理解栖息地和气候变化对其活动的影响。     

疏勒河流域气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响评价

气候变化和人类活动是对陆地生态系统碳循环产生重要影响的两个因素,定量评估气候变化与人类活动对植被净初级生产力(NPP)的相对影响,对深入理解其驱动机制和控制荒漠化发展具有重要意义。以疏勒河流域为研究区,利用遥感和气象数据计算潜在NPP(PNPP)及其与实际NPP(ANPP)之间的差值,分别衡量了气候变化和人类活动对流域NPP的相对影响。研究结果表明:(1)2001—2015年疏勒河流域年ANPP整体呈缓慢增加趋势,与全国和西北地区相比,普遍较低,流域植被整体生产力水平不高。流域年ANPP空间分布呈现上游祁连山区和中下游绿洲区ANPP较高,而中下游荒漠戈壁区ANPP较低的分布格局。(2)2001—2015年流域年PNPP的变化趋势表明,降水量的变化是导致疏勒河流域植被退化加剧或缓解的主要气候驱动因素,但气温的变化对植被的影响较为复杂。(3)2001—2015年流域大部分地区植被退化系人类活动造成的,但人类活动的负向影响力在减弱。(4)气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响均表现出明显的空间异质性,其中人类活动是疏勒河流域植被变化的主要驱动因素。     

持续性军事职业活动对平衡能力的影响*

目的:评定持续性军事职业活动对平衡能力的影响及视觉系统在其中的作用,为精准军事运动训练提供依据。方法:54名健康男性受试者,年龄(20.28±3.72)岁;身高(173.21±5.67)cm;体重(64.29±5.12) kg,在36 h的时间内完成多项军事科目,记录全程运动负荷(随机抽取11人),军事活动结束后进行睁眼平衡能力测试(54人)和闭眼平衡能力测试(随机抽取27人)。结果:内部负荷,与安静状态相比,军事职业活动中的心率(HR)、运动后的过氧消耗(EPOC)和运动冲量(TRIMP)值均显著增加(P＜0.05);平衡能力,与睁眼安静值相比,军事职业活动后睁眼状态下整体、前后和左右方向的重心动摇距离和速度均显著增加(P＜0.05),而整体、前后和左右动摇面积,前后和左右方向的最大动摇径,以及运动椭圆面积无显著变化(P＞0.05);与闭眼安静值相比,军事活动后闭眼状态下平衡能力所有指标均显著增加(P＜0.05)。结果表明视觉可控制持续性军事职业活动后人体重心动摇的幅度和面积。结论:长时间军事职业活动会损害人体的平衡能力,持续性的军事职业活动后,闭眼状态下平衡能力的破坏程度较睁眼状态大,表现为重心动摇幅度和范围的增加,表明视觉系统在控制姿态稳定方面起一定作用。