STEM实施方案：草食性

草食性

年级：小学，中学，高中

生态概念：种间相互作用，虫食，食物的喜好，行为，资源争夺，竞争 亚利桑那科学的标准：科学探索;生命科学 材料：

1）收集用托盘，瓶* 2）镊子* 3）吸气器 4）细眼网* 5）写作/画图材料 背景

在这个星球上，植物为大多数动物提供了能量来源（食物）。吃植物或植物的部分称为草食性。植物有多种对食草动物的防御方法，而食草动物有许多策略来解决植物的防御措施。在植物的结构，口感（植物化学），生活范围，其他的物特性会影响草食吃的植物。一些草食动物非常特别只吃一种植物种，别的则太挑剔，吃多种植物。除了吃植物，许多昆虫植物上卵，孵化成幼虫，然后接着植物。

所有有机物都需要资源来生长和繁殖。有机体完成这些目标取决于许多因素，如栖息地的质量，养分的有效性和群体的构成。生活在一个资源贫乏的栖息地，或者超过栖息地承受力的有机体，不太可能和那些拥有更多资源的更好的栖息地的有机体一样。

任何用于生长和繁殖的必须资源都是一个限制因素。太少会导致死亡，或者最小限度的增长。同一物种的生物的最有可能争夺必要的限制因素。如果栖息地有足够的食物（植物）供给，所有的食草动物在不应该会彼此争夺食物。如果没有足够的食物，可能会导致草食动物之间的竞争。其结果可能是一些个体因缺乏食物的死亡，源自于和其他动物及饥饿的殊死搏斗，还要争夺其他资源，比如水，光，和空间。 （见植物竞争行为）

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引导探究

观察/探索：检查栖息地草食动物的迹象，或者动物正在进食植物的行为。取食的迹象包括全部或部分吃掉树叶，在植物叶片和茎上的昆虫或虫卵，叶或茎上的虫瘿，外骨骼，死的昆虫和虫粪。

小组讨论及提问阶段：

为什么有些植物更容易被取食？ 一些草食动物是否更喜欢某种植物？

有多少某一物种的食草动物可以在一个栖息地里共存？

引导探究的重要方面是鼓励学生产生多个假设，并让学生知道什么数据是重要的，并决定创建自己的数据表。保持这样的领悟，在下面示例中说明了更多可以开展探索的例子。

样本假设：

我们使用的问题，“有多少某一物种的食草动物可以在一个栖息地里共存？” 并将其更改为，“增加草食动物可以增加草食动物之间的竞争？”

我们成立假设，“如果栖息地里食草动物的数量增加了，为争夺食物的竞争也将增加。”

样本实验设计：

确定栖息地里哪些动物是草食动物。就我们的目标来说，昆虫是最容易使用的。（你会遇到的问题是照顾和妥善处理与 脊椎动物如哺乳动物，鸟类和爬行动物。）确定哪些物种显示了最高的草食性，哪些昆虫是草食动物。在本组中收集尽可能多的昆虫，如需要 ，用收集盘，网，产钳或吸引器。把昆虫分为至少4个组，其中两组比另外两组数量多一倍（例如，A组和B组有6个昆虫，而C组和D组有12个）。每组昆虫的数量就是自变量。处理水平可以称为低昆虫数量和高昆虫数量。两个或多个相同昆虫数量的组别可以得到至少两个实验单元的数据模型。

接下来，选择整个植株或枝条作为食物来源供昆虫食用。选择被昆虫食用的植物进行观察。只用一个植物品种，以控制该变量。如果植物较小，采用整个植株；如果植物较大，则使用分支。把细眼网切开，扣植物或分支上。尽量保持一个网兜内叶片数一样的，每个网兜用以控制植物材料的总量。每组昆虫要做好标记用于辨认。将昆虫放入每个网兜内，

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每天观察网兜里存活的数量。。如果可以的话，可以翻翻网兜。如一周后，小心地取出网兜，取回昆虫。数数存活的数量，即为因变量。

样本预测：

组内昆虫越多，最后存活数量越少。

记录结果：

如果每天数昆虫，每组记录每一天存活着的数量。记录每种处理方法最终存活的数目。分别总计A组和B组，C组和D组的数量。

数据分析和演示：

做一个处理方法的条形图，在水平轴线上标出低昆虫数和高的昆虫数，在纵轴上标出存活的昆虫数量。让学生可以划分，计算每个处理方法下存活数量的平均数。在纵轴上标出平均数。

讨论：你的假设得到支持了吗？若是，请继续测试其他假设。若否，原因为何？发生了什么？为什么呢？这是一个很好的机会来修改你的假设，做一做其他的测试。 拓展： （1）小学：

（a）收集一种你确定的草食性昆虫。从两个（或更多）不同的植物上收集叶子。使用一个封闭的区域（盒，笼），将叶子按种类分别等距放在一起。将昆虫放在同一出发点上，观察昆虫会爬向哪种叶子。这是一个偏好测试。

（2）中学：

（a）算出数据的众数和极差。

（3）高中：

（a）计算的方差和平均数据的标准差。

（b）比较种内和种间竞争。进行对比实验，按照“样本实验设计”的描述，先仅使用1

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种昆虫，然后结合两种不同种类相同数目的昆虫进行实验。

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