生态学功能反应模型对大学教育的启示

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1、生态学功能反应模型对大学教育的启示　　生态学功能反应模型对大学教育的启示　　李为争，郭线茹，游秀峰，胡晶晶，原国辉　　（河南农业大学植物保护学院，河南郑州450002）　　摘要：大学教育最突出的矛盾在于知识传播的无限性与个体继承能力的有限性。将生态学功能反应模型与学习类比，可以弄清影响学习表现的因素。笔者首先解释了HollingⅡ型功能反应模型各参数的意义，然后从信息源、时间规划和知识消化方面讨论对大学教育的启示。在知识大爆炸时代，课堂教学是知识资源最密集的传授方式，学生应尽可能将完整的学习任务单元排放在完整的时间块中集中学习。学习应具有选择性，以巩固的基础科

2、学教育辅以情境教学，缩短信息处理时间。　　关键词：教学改革；大学教育；功能反应；数学模型　　基金项目：国家自然科学基金：金龟甲偏爱选择非寄主植物蓖麻的中毒冒险与求偶补偿的权衡机理（项目编号：31471772）；河南省教育厅自然科学基础研究项目：寄主次生代谢物叠加对不同食性蛾类幼虫的取食调控机理（项目编号：12A210012）　　简介：李为争（1978-），男，河南洛阳人，副教授，硕士生导师，毕业于中国科学院动物研究所，现任教于河南农业大学植物保护学院，研究方向为昆虫生态学。　　通讯：原国辉（1959-），男，河南焦作人，教授，博士生导师，现任教于河南农业大学植

3、物保护学院，河南农业大学标本馆馆长，研究方向为害虫综合治理。　　人类可以通过交流和前期经历纠正认识偏差，这种社会化学习形成的最优化路线多是稳健的。高等教育改革的动力源于其他领域的发展和创新，例如多媒体的引入和社会产业链的转移等。教学改革必须紧跟时代步伐，包括打破原有教学体系和创立顺应发展的新体系。判断一个教学系统是否需要改革的基本标志是“自洽”和“实用”，前者指的是原有教学体系是和谐统一的，不包含冲突和悖论；后者指的是原有教学体系培养的人才能够满足社会现阶段的需求。大学教育最突出的矛盾是知识社会化传播的无限性与个体继承能力的有限性之间的矛盾。现代信息技术进入教

4、学环节，可以大大加速知识传播速度[1]。但大学生受教育时间和接受知识的能力有限，获得知识和能力的多少并不与知识传播速度和传播量呈正比。因此，科学分析影响学生最终学习成果的因素，如何使学生迅速接受专业必备的庞大信息量而又避免“填鸭式”的教学手段，成为每个教育教学工必须思考和问题[2]。生态学中捕食者—猎物功能反应模型可以与学习知识进行类比，对教学改革有很强的借鉴意义。本文解释了HollingⅡ型功能反应模型中各参数的意义，从知识信息源、时间规划和知识同化速度三方面讨论功能反应模式对大学教育的启示。　　一、HollingⅡ型功能反应模型　　为了探讨害虫生物防治中天

5、敌捕食效率与哪些属性有关，加拿大昆虫学家Holling做了一个模拟实验，由两个人员配合完成。其中一人模拟“捕食者”，另一人负责计时和数据记录，“猎物”是由一些小纸碟模拟的。每次实验开始时，“捕食者”被蒙上双眼，由另一个人将一定数量的纸碟随机地放在1m2的桌面上，然后通知捕食者开始“捕食”（即用手指点触桌面，碰到纸碟后将其移放在一边，算作一次成功的捕食），并开始计时。1分钟后，记录被移走纸碟的数量，更换纸碟投放密度进行下一轮测试。以猎物密度梯度为横坐标，1分钟内的捕食量作为纵坐标作图，得到功能反应曲线，即一个捕食者在不同猎物投放密度下捕食量的变化曲线[3]。　　

6、每次测试的总时间T（1分钟）可以分解为搜索时间Ts和处置时间Th两部分，后者指的是将触摸到的一个纸碟移走所用的时间。设每次测试的猎物捕获量为y，则有：　　T=Ts+Th×y（1）　　假设只要捕食者和猎物相遇就会发生一次成功的捕食，不考虑被搜索到并被捕获的猎物重新逃走的可能性，则捕食量y取决于用于搜索的时间Ts、猎物投放密度x和捕食者在单位时间内运动的面积（瞬时发现率a）。则有：　　上式即HollingⅡ型功能反应方程，其中的两个重要参数瞬时攻击率a和处置时间Th是评价生物防治工程中备选天敌的重要依据[4]，前者与捕食者的感觉能力和运动能力有关，后者取决于捕食者

7、与猎物相遇后的猎杀效率、食物消化速率、食物代谢速率和饥饿耐受力等。一组假想的功能反应曲线如图1所示，猎物密度较低时曲线斜率较大，随着猎物密度的继续增加，捕食量尽管仍然处于增长趋势，但增长率却逐渐下降，最后由于捕食者达到饱享水平或达到食物的同化—代谢平衡状态，而不再继续增长。　　知识学习可以与HollingⅡ型功能反应模型类比。　　参数T在这里是对每个学生都相同的恒值（本科4年制或专科3年制），要在该时间段内掌握尽可能多的知识量y，可以通过增大x、a的值或者减小Th的值等3种基本途径来实现。食物存储容量较大、饥饿耐受力较差或对已经同化的食物代谢速度较快的捕食者，

8、达到饱享水平时纵轴对应的捕食量更大，这