小蚂蚁大世界科普活动资源包.docx

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小蚂蚁大世界科普活动资源包

“小蚂蚁·大世界”科普活动资源包

实施方案

黑龙江省科学技术馆

2011年3月

一、资源包开展活动的具体目标·······························4

二、资源包相关知识背景·····································4

三、精心设计的活动形式和内容······························16

四、参加活动的对象要求····································17

五、资源包组织实施流程····································18

六、资源包辅助材料········································44

七、活动期间注意事项······································44

概述

“小蚂蚁·大世界”科普活动资源包是黑龙江省科学技术馆独立设计、开发完成的。

由于现代人类的生存和活动对环境的影响越来越大，人类对环境的影响反过来又影响着人类自身的生存和发展。

自20世纪50年代以来，人类社会出现了全球性的人口膨胀、环境污染、资源匮乏、生物多样性减少等连锁问题，这些问题的解决都需要用在科学发展观指导下的生态学思想去解决。

然而如何让青少年通过通俗易懂、乐于接受的载体树立正确的生态观并应用于生活中呢？

从青少年日常生活中最常见的小昆虫——蚂蚁入手是再恰当不过了。

本科普活动资源包采取以小见大的方式，以介绍生物和环境、生物多样性等生态学知识为主旨，辅以蚂蚁相关知识。

该资源包在设计过程中注重了与学校教育相呼应，尤其是与小学科学课的结合；在体系方面较为完善，有着良好的科学知识、过程和方法、技能、观念体系（见图1“小蚂蚁·大世界”科普活动资源包体系图）。

一、开展活动的具体目标

蚂蚁是我们身边很常见的一种小昆虫，然而青少年朋友却没有真正的了解它。

通过“小蚂蚁·大世界”科普活动资源包会了解蚂蚁的结构、生理、习性以及蚂蚁的社会性等相关知识；通过蚂蚁和同类以及其他昆虫关系的研究，了解环境和生物有着相互作用关系，树立良好的环保理念和生态价值观。

学会观察和研究蚂蚁的方法，了解科学的研究态度，并将此应用于今后的学习和生活中。

为今后能以科研人员的方法和态度进行科学探究活动和研究性学习夯实基础。

本科普活动资源包通过多种形式，旨在培养青少年的学科学、爱科学、用科学的科学态度和多种技能，培养学生主动学习能力，掌握查找资料的方式和途径，学会正确和同伴交流沟通，提高团队意识。

增强阅读技能；观察技能；创作的技能；动手操作形象创意能力；以及使用仪器设备的技能以及语言和书面表达能力。

“小蚂蚁·大世界”科普活动资源包旨在以蚂蚁这个昆虫为载体，弘扬科学的生态价值观和树立正确的道德观念。

通过一些活生生的小活动、小实验、小故事让青少年探究学习昆虫的社会性、生物与生物的关系以及环境对生物的影响等知识，正确看待物种间的互助和斗争关系，摒弃低等生物间的无度斗争，人与人之间要发扬团队协作、和睦共处的“蚂蚁精神”；同时增强青少年的生态意识，维持生态平衡，保护生物多样性，保护地球这个赖以生存的生态系统。

二、科普活动资源包相关知识背景（涉及的科学知识和技能）

由于现代人类的生存和活动对环境的影响越来越大，人类对环境所造成的影响反过来又影响着人类自身的生存和发展。

自20世纪50年代以来，人类社会出现了全球性的人口膨胀、环境污染、资源匮乏、能源短缺和粮食危机等连锁问题，这些问题的解决，都需要在科学发展观指导下的生态思想去解决。

在此将详细的介绍本科普活动资源包活动涉及的科学知识和技能。

（一）科学知识内涵

本科普活动资源包中以生物知识为主线，主要包含蚂蚁这种小昆虫的相关知识，以及由此引发的生物和生物、生物与环境等与生态学、环境学相关的知识。

具体体现如下：

1、蚂蚁知识

要求青少年了解地球上蚂蚁的种类、我国蚂蚁的种类、身体结构、生活中常见的蚂蚁类型等相关知识。

（1）蚂蚁的种类蚂蚁的种类相当丰富，约有16000多种，分布极为广泛。

我国国内已确定的蚂蚁种类有600多种。

近代蚁类专家将蚂蚁分为9个亚科：

蜜蚁亚科、伪切叶蚁亚科、臭蚁亚科、蚁亚科、猛蚁亚科、粗角猛蚁亚科、行军蚁亚科、 细猛蚁亚科、切叶蚁亚科。

以及我国居室内常见的蚂蚁：

小黄家蚁、大头蚁、日本弓背蚁、黑蚁。

（2）蚂蚁的起源蚂蚁的历史悠久，源远流长。

从波罗的海沿岸捡到的嵌着蚂蚁遗骸的琥珀化石来看，蚂蚁至少有4500万年的历史，事实上它们的祖先可以追溯到1亿多年前的中生代。

大约与恐龙同一时代。

随着环境和历史的变迁，躯体庞大的恐龙早已灭绝，而身躯细小的蚂蚁依靠集体的力量生存、繁衍，而今已成为一个鼎盛的王国，目前世界上已知的蚂蚁约有9000种，估计全部种类应有12000-15000种，而中国至少有600种以上。

（3）蚂蚁的结构蚂蚁的身体分为：

头、胸、腹三个部分。

（4）白蚁和蚂蚁的关系白蚁不是蚂蚁，白蚁除同蚂蚁具有社会性外，在生理结构上和蚂蚁有很大的差别。

白蚁、蚂蚁两者分属于截然不同的两目，白蚁是等翅目昆虫，而蚂蚁是膜翅目昆虫。

有很多人常把白蚁、蚂蚁混为一谈，这是错误的观念。

白蚁是一种古老的昆虫，最早的白蚁化石发现在在距今2亿多年前的地层中。

在昆虫学分类上，白蚁属等翅目昆虫，和蟑螂是近亲。

而蚂蚁属于膜翅目昆虫。

距今只有7000万年的历史。

所以白蚁与蚂蚁的区别是很大的。

（5）蚁巢蚂蚁是不同寻常的建筑工，它们可以携载数倍于自己体重的物体，然而人们却很少能观看到壮观的蚂蚁“地下宫殿”。

这个壮观的蚂蚁巢穴在筑造过程中需要移除40吨泥土。

蚁巢有各种形式，大多数种类在地下土中筑巢，挖有隧道、小室和住所，并将掘出的物质及叶片堆积在入口附近，形成小丘状，起保护作用。

无巢型：

行军蚁严科和双节行军蚁亚科的多数种类缺乏永久性蚁巢，仅是成群聚集在一起露营；露营时，年长的和强壮的工蚁在蚁团的最外缘，其次为年轻的工蚁，雌蚁和幼体在最里面。

这些蚂蚁通常选择树根或粗枝条与土壤的间缝中露营。

土中巢型：

在土中营巢的蚂蚁种类最多，土中蚁巢的结构变化很大。

有的巢极为简单，仅在地面有1处出口，土下仅分成3大部分，即废物堆放地、巢室及主要幼体哺育室。

有的蚁巢结构复杂，设有主、副通道口，蚁巢内通道纵横交错，有多个巢室、幼体哺育室和蚁后室；影像群扩大后，这种蚁巢还可从地下一直修筑到腐朽的伐桩中去。

蚁生植物巢型：

许多热带和亚热带地区的蚂蚁常在喜欢的植物上使用已有的洞空或缝隙营巢，称为蚁生植物巢。

木巢和层纸巢型：

木巢主要是指蚂蚁利用伐桩、倒伏木段等材料，在其中营建的巢。

悬巢型：

悬巢是指悬挂或依附在植物上部小枝条上的蚁巢，与第三类巢略近似，但这种巢是由蚂蚁经过复杂分工与合作建成的，主要有泥巢和丝巢等几种。

丝巢非常坚固，不易破损。

有一些种类用工蚁叼泥土上树，用泥、叶片和工蚁唾液构成泥巢。

（6）蚂蚁的口器亦称附舌，它柔软，用作舔吸和清洁。

蚂蚁的舌头较短，有横向皱纹。

工蚁的大颚非常有力，颚腺分泌物粘稠，用于搅拌坚硬的食物。

口部还有唇须和颌须，起感受器的作用。

（7）蚂蚁呼吸的秘密蚂蚁腹部两边各有一排小孔，这些小孔就叫做气门。

蚂蚁利用它从外界获得氧气，气孔内部是多级分支的气管，气管四通八达，占蚂蚁体腔的很大一部分，可以储存大量氧气，而且蚂蚁的代谢速率并不高，耗氧量也不是很大。

由于蚂蚁独特的呼吸方式，暂时的缺氧并不会危及到它的生命，但是缺氧的状态一直持续下去，蚂蚁终要窒息而死。

（8）蚂蚁的社会性蚂蚁群体生活，蚁后、雄蚁、工蚁、兵蚁的体型结构和分工。

蚁后长的又大又胖，她是整个蚁群的妈妈，每天负责生育蚁卵，延续着整个蚁群的生命；雄蚁头圆小，上颚不发达，触角细长。

主要的工作是与蚁后交配;工蚁一般是群体中最小的个体，但数量最多。

善于步行奔走。

工蚁主要从事外勤,任务是建造和扩大巢穴、采集食物、伺喂幼蚁及蚁后等；兵蚁又能打仗又能劳动，可以粉碎坚硬食物，在保卫群体时可成为战斗的勇士。

（9）蚂蚁力气大蚂蚁能够举起相当于自己体重４００倍的重量，能拖动相当于自己体重１７００倍的东西，是名副其实的大力士。

科学家认为蚂蚁腿部肌肉富含的一种特殊物质三磷酸腺苷，这种物质能产生巨大的力量，正如人类一样，有的人体内ATP、CTP的能量很高、力气很大，有的人体内含量很低．所以软弱无力，蚂蚁是自然界含有ATP、CTP最高的物质，所以力大无比。

（10）蚂蚁的语言蚂蚁小而精悍，完美的生理构造使得它们能经受住种种考验。

为了能在变换不断的环境中出发并回到蚁巢，沙漠箭蚁懂得利用太阳发出的偏振光回巢。

而亚马逊蚂蚁通过记住视觉参照物来制定航向，而且这一记，就是一辈子，它们存储众多记忆后，再根据所到之处调出相关信息。

蚂蚁体内有一套腺体，它们会用不同的化学物质传达20多种意思。

（11）蚂蚁的群体智慧几个世纪以来，蚂蚁就一直是令人类感到吃惊的动物。

它们能够建造结构坚固的巢穴，一些生活在农场的蚂蚁甚至使用“自杀性炸弹”保护它们的巢穴。

在对蚂蚁进行研究时，科学家曾向蚁穴灌注水泥，整整用了10吨才将蚂蚁洞填满。

但令科学家感到吃惊的是，仅仅过了大约4分钟，蚂蚁又挖掘出一个地下城市。

小小的蚂蚁能够建造一座巨大的城市，并且好似经过建筑师的精心设计。

很多人认为，这是只有我们人类才能上演的壮举。

对于这些令人敬畏的小生灵，科学家为何要残忍地向蚁穴内灌注水泥呢？

也许，科学家只是想通过这种方式更多地了解蚂蚁军团的行为。

如果将100只军蚁摆在桌子上，它们会沿着一个圈爬动，只能筋疲力尽走向死亡，似乎非常愚蠢。

如果一个蚂蚁王国成员数量达到数千或者数百万只，它们便可调节温度，决定何时安营扎寨，何时睡觉或者打点行囊离开。

有时候，它们甚至会利用超个体智慧协同作战。

科学家认为，蚂蚁个体的智力有些迟钝，但由于个体之间的相互影响，作为一个群体的蚂蚁却能够做出聪明的决定。

在成为群体一员前，个体的大脑细胞不过是一个“废物”。

在动物世界，这种行为拥有令人吃惊的普遍性，从蚂蚁到蜜蜂再到水牛，很多动物都依靠群体的力量面对各种生存挑战。

2、生态学相关知识

本科普活动资源包贯穿生态学知识，生态学是研究生物与环境关系的科学，是生物学研究的宏观领域。

其中生物与环境涉及到社会热点、焦点问题——生物多样性。

凡直接影响生物的形态、生理、分布的因素都是生态因素，包括非生物因素和生物因素两大类，非生物因素主要有阳光、温度、水分、土壤的理化性质等。

生物与生存环境中的其他生物互为生物因素。

不论种内和种间关系都可分为互助与斗争关系。

寄生、竞争、捕食是斗争关系，互利共生是互助关系。

互利共生与寄生是两种生物生活在一起而建立的关系。

竞争和捕食是两种或至少两种生物生活在同一区域而建立的关系。

生态因素对生物是起综合作用的，但诸多因素的作用不是等同的，在特定时间，特定区域必然有一种生态因素对生物的生存起着主导作用。

了解这些知识有助于青少年正确看待自然界中的事物以及用科学观点去指导行动，维持生态平衡。

在本科普活动资源包中青少年会了解以下知识：

（1）共生两种有密切接触的不同生物之间所形成的互利关系。

植物界中以互利共生为最多。

像许多种苔类植物、菠萝科植物、胡椒科植物，以及兰科植物，都常借树干及树枝作为立足之地。

在热带雨林中，这种互相藉助的共生现象，真是多不胜数（这些附生在树干上的植物可以藉树干而支持在空中，而附生植物的根，附着在树皮上可以积存腐殖质，并可保持一部分水分）。

更有一些植物能与蚂蚁的聚落互相依存，也属于第三类共生——互利共生。

有许多被子植物与各种传粉动物（像昆虫、鸟类、蝙蝠，甚或偶尔有些猴子及老鼠等）之间，也常具有互利的共生关系。

植物的花朵常用醉人的香气与艳丽的色彩，引诱动物帮助传粉。

而且这些虫媒花中，大多都能分泌带有甜味的食物──花蜜。

动物为要采食蜜液，也就顺便传递了花粉。

（2）捕食通常指一种动物（称捕食者）以另一种动物（称猎物）为食的