Учебная энтомологическая коллекция: подготовка и использование раздаточного материала

Автор: Албут Антонина Григорьевна

Организация: МАОУ Школа № 5 им. Ю.А. Гагарина

Населенный пункт: Амурская область, г. Благовещенск

Аннотация: в данной статье описывается процесс создания и сохранения энтомологической коллекции, проводимый учителем биологии и химии в МАОУ «Школа №5 г. Благовещенска имени Героя Советского Союза Ю.А. Гагарина». Рассматриваются методы сбора насекомых, адаптированные к условиям умеренного климата, такие как индивидуальный отлов с использованием энтомологического сачка, кошение сачком, ручной сбор и применение почвенных ловушек. Особое внимание уделяется методам, обеспечивающим репрезентативность коллекции в отношении различных экосистем региона, а также систематического и экологического разнообразия энтомофауны. Описывается опыт выявления повреждений и восстановления экспонатов коллекции, а также предлагаются рекомендации по их защите и долгосрочному хранению.

Ключевые слова: коллекция насекомых, наглядное пособие, сохранение коллекции насеко

 

Энтомологическая коллекция представляет собой значимый образовательный ресурс, способствующий наглядному изучению биологического разнообразия, систематики и экологии насекомых. В МАОУ «Школа № 5 г. Благовещенска имени Героя Советского Союза Ю.А. Гагарина» реализуется проект по созданию и сохранению подобной коллекции. Этот проект направлен на углубление знаний учащихся о региональной, а также на формирование у них практических навыков, необходимых для научной деятельности.

Цель — разработать и апробировать методику создания и сохранения репрезентативной энтомологической коллекции в образовательном учреждении на примере МАОУ «Школа № 5 г. Благовещенска имени Героя Советского Союза Ю. А. Гагарина». Методика должна обеспечить отражение систематического и экологического разнообразия энтомофауны региона с умеренным климатом, сохранность экспонатов в течение длительного времени и возможность использования коллекции в учебно-воспитательном процессе для развития исследовательских компетенций школьников.

Благовещенск, расположен в умеренной климатической зоне с выраженной сезонностью, характеризуется значительным разнообразием экосистем. В регионе наблюдается сложное взаимодействие компонентов, включая леса, луга, водоёмы и агроландшафты, что оказывает существенное влияние на экосистемные процессы, биологическое разнообразие и функционирование экосистем. Данное разнообразие экосистем обуславливает выбор методов сбора насекомых для изучения биоразнообразия этого региона.

Индивидуальный отлов энтомологическим сачком является эффективным методом для сбора летающих насекомых, таких как бабочки, стрекозы, осы и комары. Применение данного метода позволило проводить оценку численности популяций, что является ключевым аспектом для мониторинга биоразнообразия. Данным методом были отловлены – Японская павлиноглазка (лат. Saturnia japonica), Павлиноглазка Артемида (лат. Actias artemis), относящиеся к отряду Чешуекрылые (лат. Lepidoptera).

Кошение сачком использовалось для исследования травянистых биотопов, таких как луга, опушки лесов и агроландшафты. Траектория движения сачка выполнялась в форме «восьмёрки», что позволило эффективно захватывать насекомых, обитающих на различных уровнях травяного яруса. Данным методом был собран – Ранатра палочковидная (лат. Ranatra linearis), отряд Полужесткокрылые (лат. Hemiptera), а также Сверчок домовый (лат. Ranatra linearis) из отряда Прямокрылые (лат. Orthoptera).

Ручной сбор включает тщательный осмотр растений, коры деревьев, камней и почвы, что позволило выявлять скрытоживущих насекомых, таких как личинки, куколки и взрослые жуки-короеды, которые не попадаются в сачок. Также таким методом были собраны: Черный пихтовый усач (лат. Monochamus urussovi), Жужелица Виентингхоффа (лат. Carabus vietinghoffi) оба вида относятся к отряду Жесткокрылые (лат. Coleoptera)

Почвенные ловушки представляют собой пластиковые ёмкости, установленные на уровне почвы, и предназначены для сбора почвообитающих и подстилочных организмов. В этих ловушках нами была использована приманка – мед, смешанный с пивом, для привлечения медведок. Этот метод помог отловить медведку обыкновенную (лат. Gryllotalpa gryllotalpa),  отря Прямокрылые (лат. Orthoptera).

Для проведения комплексного анализа систематического и экологического разнообразия энтомофауны исследуемого региона применялась методология, основанная на строгих научных принципах и методах, что обеспечило высокую репрезентативность и объективность полученных данных. Сбор насекомых осуществлялся с учётом их экологической приуроченности, сезонной активности и поведенческих особенностей, что позволило всесторонне оценить структуру и динамику энтомофаунных сообществ.

В хвойных и лиственных экосистемах наблюдаются значительные различия в видовом разнообразии насекомых. Лиственные леса характеризуются более высоким видовым богатством чешуекрылых (Lepidoptera), что связано с разнообразием кормовых растений и более благоприятными климатическими условиями. Хвойные леса, напротив, являются предпочтительной средой обитания для жесткокрылых (Coleoptera), особенно для видов, специализирующихся на питании корой и древесиной.

Травянистые сообщества лугов являются домом для многочисленных видов фитофагов и сапрофагов. Здесь обитают представители семейств Orthoptera (кузнечики), Scarabaeidae (жуки-навозники) и многие другие.

Высокая влажность и специфическая флора болот способствуют развитию водных насекомых. Здесь обитают представители отрядов Diptera (комары) и Odonata (стрекозы). Болота играют важную роль в поддержании биоразнообразия и функционировании водных экосистем. Берега водоёмов формируют уникальные условия, привлекающие как водные, так и околоводные виды насекомых. Здесь обитают представители семейств Hydrophilidae (водяные жуки) и Gerridae (водомерки), которые адаптированы к жизни на поверхности воды. Эти экосистемы являются важными местами нереста и размножения многих видов.

Антропогенные экосистемы, такие как городские парки, характеризуются уникальными условиями, привлекающими определённые группы синантропных видов. Здесь обитают представители семейств Muscidae (мухи) и Blattellidae (тараканы), а также другие синантропные виды, адаптированные к жизни в условиях урбанизации. Городские парки играют важную роль в поддержании биологического разнообразия в условиях антропогенного воздействия.

Сезонные колебания активности насекомых являются важным фактором, влияющим на стратегию их сбора. В период весны наблюдается активизация многих видов насекомых, включая представителей отрядов Hymenoptera (перепончатокрылые) и Lepidoptera (чешуекрылые). Весной насекомые начинают выходить из зимовки, что способствует их высокой активности. Это время является оптимальным для сбора видов, мигрирующих или активно размножающихся в весенний период. Лето является наиболее активным сезоном для большинства насекомых, наблюдается максимальная численность и разнообразие видов, включая представителей всех основных отрядов: Coleoptera (жуки), Lepidoptera (бабочки), Hymenoptera (пчёлы, осы), Diptera (мухи, комары) и другие. Осенью насекомые переходят в стадию подготовки к зимовке, что отражается на их поведении и распределении, также наблюдается активность некоторых видов жуков и перепончатокрылых, адаптированных к жизни в условиях пониженной температуры.

Для обеспечения репрезентативности выборки и выявления максимального видового разнообразия применялась комбинация различных методов, что позволило получить наиболее полное представление о структуре энтомофаунного сообщества.

Энтомологические коллекции представляют собой важный источник данных для научных исследований, мониторинга биоразнообразия и экологического мониторинга. Для обеспечения их сохранности и научной ценности необходимо строго соблюдать методологию обработки и хранения, включающую несколько ключевых этапов.

Этапы обработки насекомых:

1. Эвтаназия с использованием этилацетата.

2. Дегидратация на гигроскопичных материалах.

3. Фиксация на энтомологических булавках.

4. Упаковка в энтомологические коробки.

Каждый экземпляр коллекции снабжается этикеткой, содержащей следующую информацию:

• Таксономическая принадлежность: Вид определяется на основе морфологических признаков, таких как форма крыльев, окраска и структура тела. В случае неопределённости указывается род или семейство.
• Таксономическая категория: Отряд, к которому относится насекомое, например, прямокрылые (Orthoptera), чешуекрылые (Lepidoptera) или перепончатокрылые (Hymenoptera).
• Идентификация автора: Фамилия сборщика важна для отслеживания истории коллекции и идентификации авторов находок.

Для обеспечения сохранности коллекции на протяжении длительного времени необходимо соблюдать следующие рекомендации:

1. Создание оптимальных условий хранения: Коллекции следует хранить в сухом, тёмном помещении при температуре 18–22 °C и относительной влажности 40–60%. Для контроля влажности используются гигроскопичные материалы, такие как силикагель или активированный уголь.

2. Регулярные проверки на наличие вредителей: Инспекции коллекции должны проводиться каждые 3–6 месяцев для своевременного выявления и устранения вредителей.

3. Профилактика проникновения вредителей: Края коробок и стыки обрабатываются вазелином или инсектицидами. Также можно использовать барьерные средства, такие как липкие ленты или гели.

4. Стабилизация микроклимата: Избегание резких перепадов температуры и влажности предотвращает стресс у насекомых и снижает риск их гибели или повреждения.

5. Инвентаризация и учёт: Маркировка коробок и ведение журнала учёта экспонатов облегчают поиск и мониторинг состояния коллекции.

6. Защита от солнечного света: Прямые солнечные лучи могут вызывать выцветание окраски насекомых и повреждение этикеток, поэтому коллекции следует хранить в затенённых местах.

Для обеспечения максимальной сохранности коллекций можно использовать специальные контейнеры с инертным газом, таким как азот или аргон. Создание бескислородной среды предотвращает развитие плесени и насекомых-вредителей, однако такие контейнеры могут быть дорогостоящими и не всегда доступны.

Рисунок 1 – Энтомологическая коллекция, созданная в МАОУ «Школа №5 г.Благовещенска имени Героя Советского Союза Ю.А. Гагарина».

 

Биология занимает центральное место в формировании профессиональной компетентности и функциональной грамотности обучающихся общеобразовательных учреждений. Однако традиционные методики преподавания данной дисциплины зачастую не отвечают современным требованиям образовательного процесса, что актуализирует необходимость разработки инновационных учебных материалов. В рамках данной задачи особое внимание уделяется созданию раздаточного материала – энтомологической коллекции, интегрирующей профессионально ориентированный подход, передовые образовательные технологии и эффективные коммуникативные методики. Такие методические ресурсы должны не только способствовать развитию ключевых компетенций обучающихся, но и стимулировать их интерес к изучению естественных наук посредством практического применения полученных знаний.

Энтомологическая коллекция, включающая представителей различных отрядов насекомых, представляет собой ценное дидактическое средство, которое может быть интегрировано в широкий спектр учебных тем биологии для учащихся 8 класса. Она способствует визуализации теоретических концепций, развитию навыков наблюдения, сравнения, анализа и практического применения знаний.

Темы и разделы для использования энтомологической коллекции

1. Морфология насекомых и их адаптация к окружающей среде. Коллекция позволяет наглядно демонстрировать ключевые характеристики класса Насекомые, такие как три отдела тела, три пары конечностей и наличие крыльев у большинства представителей. Например, можно провести сравнительный анализ жёстких надкрылий жужелицы (отряд Жесткокрылые) и перепончатых крыльев сверчка (отряд Прямокрылые), а также колюще-сосущего ротового аппарата ранатры (отряд Полужесткокрылые) и грызущего — у медведки (отряд Прямокрылые). Ученики могут анализировать адаптационные особенности: копательные конечности медведки, приспособленные для жизни в почве, форма тела ранатры, имитирующая веточки, что способствует маскировке в водной растительности, и т. д.

2. Систематика насекомых. Энтомологическая коллекция служит эффективным инструментом для обучения основам систематики. Учащиеся могут осваивать классификацию насекомых, опираясь на ключевые морфологические признаки, такие как тип крыльев, строение ротового аппарата и особенности метаморфоза. На базе коллекции можно составлять таблицы «Отряды насекомых», классифицировать представителей по систематическим категориям (отряды, семейства, виды) и оформлять этикетки с латинскими и русскими названиями, что способствует формированию у учащихся навыков таксономического анализа.

3. Метаморфоз насекомых. На примерах из коллекции можно продемонстрировать два основных типа метаморфоза: полное превращение (голометаболия), характерное для отрядов Чешуекрылые (Lepidoptera) и Жесткокрылые (Coleoptera), и неполное превращение (гемиметаболия), присущее отрядам Прямокрылые (Orthoptera) и Полужесткокрылые (Hemiptera). Обсуждение экологических аспектов метаморфоза позволяет выявить, как тип развития коррелирует с экологическими нишами видов: например, личинки усача адаптированы к жизни в древесине, тогда как взрослые особи ведут активный образ жизни, летая.

4. Экологические функции насекомых. Коллекция насекомых предоставляет возможность для составления сложных пищевых цепей и сетей, в которых участвуют различные представители. Это способствует пониманию роли каждого вида в экосистеме: вредители, почвообразователи, хищники, опылители и т. д. Например, можно рассмотреть повреждение хвойных деревьев усачом, контроль численности вредителей жужелицами и участие павлиноглазок в опылении цветковых растений.

5. Морфология и функции органов насекомых. Коллекция насекомых служит основой для изучения морфологии различных органов: ротовых аппаратов, крыльев, конечностей и органов чувств. Учащиеся могут исследовать, как анатомическое строение органов коррелирует с их функциональными особенностями и экологическими адаптациями.

6. Эволюция и адаптация. Энтомологическая коллекция предоставляет уникальный материал для обсуждения эволюционных изменений в строении насекомых, связанных с их адаптацией к различным экологическим условиям.

В приложении представлены примеры методических разработок, интегрирующих использование раздаточного материала в форме энтомологической коллекции. Эти материалы включают в себя систематизированные коллекции насекомых, предназначенные для образовательных целей. Их использование способствует углубленному изучению таксономии, морфологии и экологии насекомых, а также развитию навыков научного наблюдения и систематизации данных у обучающихся.

 

 

Приложение

Методические разработки с интеграцией раздаточного материала в форме энтомологической коллекции.

 

 

Практическая работа «Ознакомление с различными типами развития насекомых».

Цель: научиться различать развитие насекомых с полным и неполным превращением.

Оборудование: коллекция насекомых, тесты, карточки, рисунки стадий развития насекомых, схемы.

Ход работы:

• Рассмотреть типы постэмбрионального развития насекомых, сравнить их между собой.
• Определить, к какому типу развития (с полным или неполным превращением) относятся насекомые из коллекции.
• Заполнить таблицу, сопоставив отряды насекомых и тип их развития.
• Сделать выводы.

 

	Отряд насекомых	Вид	Тип развития
1
2
3
4
5
6
7

 

 

Рисунок 1 – Развитие с полным и неполным превращением насекомых.

 

 

Лабораторная работа «Внешнее строение насекомого».

Цель: изучить внешнее строение насекомых на примере насекомых, представленных в коллекции.

Оборудование: коллекции с фиксированными насекомыми, рисунки учебника, презентация.

Ход работы:

• Рассмотреть насекомое, определить количество отделов тела и их названия.
• Изучить голову: найти усики, глаза, рот и ротовые придатки.
• Исследовать грудь: сосчитать пары конечностей, определить их строение, количество и тип крыльев.
• Рассмотреть брюшко: найти членики, дыхальца.
• Зарисовать и подписать в тетради внешнее строение насекомого.
• Сделать выводы, вставив пропущенные слова в предложенные утверждения.

Вывод:

В ходе лабораторной работы по изучению _________________________ насекомых на примере представителей энтомологической коллекции были выявлены общие черты, характерные для класса _____________, и специфические адаптации, связанные с принадлежностью к разным отрядам и образом жизни.

Все изученные насекомые имеют три отдела тела: _________, ____________, __________, три пары ходильных конечностей, ______________ покров, выполняющий защитную функцию и роль наружного скелета.

Вместе с тем отмечены существенные различия, обусловленные принадлежностью к отрядам:

1. _____________________ (японская дубовая павлиноглазка и павлиноглазка Артемида) имеют крылья, покрытые __________________, сосущий ________________ и перистые усики у самцов; их развитие происходит с полным превращением.
2. _____________________ (чёрный пихтовый усач и жужелица Виетингхоффа) обладают ______________ надкрыльями, прикрывающими перепончатые задние __________, грызущим _______________ ______________и мощными челюстями.
3. ______________________________ (ранатра палочковидная) характеризуются полужёсткими передними __________________________, колюще‑сосущим ротовым аппаратом и удлинённым ___________________ телом — приспособлением к жизни в водной растительности.
4. _______________________ (сверчок домовый и обыкновенная медведка) имеют _______________ ротовой аппарат, удлинённые задние ноги для прыжков (у сверчка) или _____________________ передние конечности (у медведки), а также неполное превращение в цикле развития.

Анализ строения показал, что адаптации насекомых тесно связаны с их средой обитания и образом жизни:

• копательные конечности ________________ — приспособление к почвенной среде;
• маскировочная форма _______________ — адаптация к обитанию среди водных растений;
• яркая окраска ________________________ — средство отпугивания хищников;
• мощные челюсти ___________________ — признак хищного образа жизни;
• усики ________________ — орган обоняния и поиска пищи в лесной среде.

Таким образом, изучение коллекции подтвердило единство плана строения ________________ как представителей одного __________________ и разнообразие морфологических __________________, сформировавшихся в процессе ________________________ под влиянием разных экологических условий. Это позволяет наглядно продемонстрировать связь строения _________________ с его функциями и средой обитания, а также понять принципы систематики насекомых на основе ___________________________ признаков.

 

Проект «Энтомофауна региона: комплексный анализ и экологическая интерпретация»

Цель исследования: провести всесторонний анализ местной энтомофауны, выявить видовое разнообразие и определить их функциональные роли в экосистемах региона.

Методология и этапы исследования:

1. Морфологическое и биогеографическое картирование: на основе собранной коллекции насекомых создать детализированную карту-схему ареалов их обитания, с учетом различных биотопов (лесные массивы, луговые экосистемы, водные объекты, урбанизированные территории).

2. Экологический факторный анализ: изучить и систематизировать ключевые экологические факторы, влияющие на распределение и численность видов насекомых в различных биотопах, включая климатические условия, почвенные характеристики, растительность и антропогенные воздействия.

3. Подготовка научной презентации или доклада: на основе полученных данных подготовить развернутый аналитический отчет или презентацию, включающую интерпретацию результатов исследования, их научную значимость и потенциальные приложения в области экологии и охраны природы.

Ожидаемые результаты:

Исследование позволит расширить научные знания о видовой структуре и экологической роли насекомых в регионе, а также выявить закономерности их распределения в зависимости от биотопических условий. Полученные данные могут быть использованы для разработки рекомендаций по сохранению биоразнообразия и устойчивому управлению природными ресурсами.

 

Дидактические игры с использованием энтомологической коллекции

1. «Угадай отряд»

Цель: закрепить знания о морфологических признаках отрядов насекомых, развить навыки наблюдения и анализа.

Задачи:

1. научиться определять отряд насекомого по ключевым признакам (тип крыльев, строение ротового аппарата, конечностей);
2. отработать умение выделять существенные признаки объекта;
3. развить зрительную память и внимание.

Ход игры: учитель описывает насекомое из коллекции (или показывает фото без подписи), не называя его. Ученики должны угадать отряд и обосновать ответ. Например: «У насекомого жёсткие передние крылья, закрывающие задние перепончатые крылья, грызущий ротовой аппарат» (Жесткокрылые).

 

2. «Среда обитания»

Цель: установить связь между морфологическими адаптациями и средой обитания насекомых.

Задачи:

1. закрепить знания о биотопах различных видов насекомых;
2. научиться сопоставлять строение насекомого с условиями его жизни;
3. развить экологическое мышление.

Ход игры: ученикам раздаются карточки с названиями биотопов (лес, луг, водоём, почва, город и т. д.). Они выбирают из коллекции насекомых, обитающих в данном биотопе, и объясняют, какие черты строения им помогают выживать. Например, копательные ноги медведки — для жизни в почве.

 

3. «Пищевая цепь»

Цель: сформировать представление о роли насекомых в экосистемах и их связях с другими организмами.

Задачи:

1. научиться составлять пищевые цепи с участием насекомых;
2. понять место разных видов в трофических сетях;
3. осознать взаимосвязь организмов в природе.

Ход игры: ученики составляют пищевые цепи, используя экспонаты коллекции. Например: кора деревьев → чёрный пихтовый усач → дятел; корни растений → медведка → ёж. Можно усложнить задание, предложив составить пищевую сеть из 3–4 цепей.

 

4. «Кто как развивается?»

Цель: закрепить знания о типах развития насекомых (с полным и неполным превращением).

Задачи:

1. научиться различать типы развития по стадиям;
2. соотнести тип развития с экологией вида;
3. развить логическое мышление.

Ход игры: на доске или карточках размещаются изображения стадий развития разных насекомых. Ученики распределяют их на две группы: с полным превращением (Чешуекрылые, Жесткокрылые) и с неполным (Полужесткокрылые, Прямокрылые). Затем объясняют, как тип развития связан с образом жизни вида.

 

5. «Найди пару»

Цель: отработать навыки сравнения и классификации насекомых по морфологическим признакам.

Задачи:

1. научиться выделять общие и отличительные черты у представителей разных отрядов;
2. закрепить знания о строении насекомых;
3. развить внимание и память.

Ход игры: ученикам выдаются карточки с изображениями насекомых из коллекции. Нужно найти пару по заданному признаку:

• одинаковые типы ротовых аппаратов (грызущий у жужелицы и медведки);
• похожие типы крыльев (перепончатые у сверчка и ранатры);
• схожие адаптации (маскировка у ранатры и павлиноглазки).

 

6. «Энтомолог-систематик»

Цель: научить классифицировать насекомых по таксономическим категориям.

Задачи:

1. закрепить знания систематики насекомых (отряд, семейство, род, вид);
2. научиться располагать объекты в иерархическом порядке;
3. развить навыки работы с определителями.

Ход игры: ученики получают задание разместить насекомых из коллекции в систематическом порядке, начиная с отряда и заканчивая видом.

Например: отряд Чешуекрылые → семейство Павлиноглазки → род Actias → вид Actias artemis (павлиноглазка Артемида).

Дополнительно можно предложить оформить этикетки с латинскими и русскими названиями.

 

7. «Защитная окраска»

Цель: изучить адаптации насекомых к окружающей среде на примере покровительственной и предупреждающей окраски.

Задачи:

1. научиться различать типы защитной окраски;
2. связать окраску с биотопом и поведением вида;
3. развить наблюдательность.

Ход игры: ученики рассматривают насекомых из коллекции и определяют тип окраски:

• покровительственная (ранатра палочковидная — маскировка под веточку);
• предупреждающая (яркие павлиноглазки — сигнал опасности);
• мимикрия (сходство с другими видами).

Затем обсуждают, как окраска помогает насекомому выживать.

 

8. «Следопыт»

Цель: научиться распознавать насекомых по косвенным признакам их жизнедеятельности.

Задачи:

1. развить навыки наблюдения и логического мышления;
2. научиться связывать следы с видом насекомого;
3. закрепить знания об экологии видов.

Ход игры: ученикам показывают фото или макеты следов: ходы медведки в почве, повреждения коры усачом, кладки яиц на листьях и т. д. Они должны определить, какому насекомому принадлежат следы, и объяснить свой выбор.

 

9. «Экологический квест»

Цель: обобщить знания о насекомых и их роли в экосистемах через игровую деятельность.

Задачи:

1. применить на практике знания о морфологии, экологии и систематике насекомых;
2. развить командные навыки и коммуникацию;
3. стимулировать интерес к изучению природы.

Ход игры: класс делится на команды. Каждая получает маршрут с заданиями на станциях:

• «Систематика» — определить отряд и вид насекомого;
• «Адаптация» — объяснить, как строение помогает насекомому в среде обитания;
• «Экология» — составить пищевую цепь;
• «Следы» — угадать насекомое по повреждениям растений.

Побеждает команда, набравшая больше баллов за правильные ответы.

 

10. «Викторина „Удивительные насекомые“»

Цель: проверить и закрепить знания по теме «Насекомые» в игровой форме.

Задачи:

1. систематизировать знания о разнообразии насекомых;
2. развить быстроту реакции и умение работать в команде;
3. повысить мотивацию к изучению биологии.

Ход игры: проводится викторина с вопросами разного уровня сложности. Примеры вопросов:

• Какой отряд имеет крылья, покрытые чешуйками? (Чешуекрылые)
• У какого насекомого передние ноги копательные? (медведка)
• Какое насекомое обитает в водоёмах и имеет палочковидную форму? (ранатра)

За каждый правильный ответ команда получает балл. Побеждает набравшая больше очков.