實驗簡介

松材線蟲病是全球最具危險性的森林病害，也是新中國成立以來發(fā)生最嚴重的重大森林病害，對我國林業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)安全造成巨大威脅。加強松材線蟲病防控工作，保護森林資源，守住綠水青山，是生態(tài)文明建設的重要基石。目前生產(chǎn)上尚無特別有效的方法控制松材線蟲病，及時準確的診斷是該病害防控的核心環(huán)節(jié)。然而，松材線蟲病診斷實驗由于耗時長、不可逆、對場所要求高、在廣大非疫區(qū)學校不具備開設條件等一系列問題，難以在線下開展?！八刹木€蟲病診斷及線蟲致病性測定”項目由南京林業(yè)大學森林保護科研團隊開發(fā)建設。項目以真實的病害診斷流程為主線，以團隊多年累積的松材線蟲病相關(guān)科研成果為支撐，通過仿真技術(shù)完整模擬了松材線蟲病野外診斷→疫木樣品采集→線蟲分離→線蟲鑒定的經(jīng)典病害診斷體系。同時設計了“致病性測定”模塊，引導學生深入探討“病害三角”關(guān)系中寄主松樹、溫度及線蟲濃度對線蟲致病性的影響，強調(diào)實驗的“探究性”，學生通過對虛擬仿真項目各個實驗模塊的操作，直觀地參與松材線蟲病診斷及線蟲致病性測定，掌握《微生物學》《森林病理學》等專業(yè)課程的關(guān)鍵知識點，培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)乃季S方式，提升學生的實踐創(chuàng)新能力。

設計原則

松材線蟲病是全球松林的一種毀滅性病害，堪稱林業(yè)上的“新冠肺炎”，對我國松林資源和生態(tài)安全構(gòu)成重大威脅。及時準確的診斷是松材線蟲病防控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，該病害的診斷是農(nóng)林院校相關(guān)專業(yè)學生及相關(guān)從業(yè)人員必須掌握的技能。然而，松材線蟲病診斷實驗教學卻面臨著耗時長、風險高、不可逆等困難。針對上述問題，團隊以多年相關(guān)科研和教學成果為基礎(chǔ)，遵照“能實不虛，虛實結(jié)合”的原則，研發(fā)了松材線蟲病診斷及線蟲致病性測定虛擬仿真實驗項目。

首先，堅持以學生為中心的教學理念，采用“任務驅(qū)動式+情景浸入式+自主探究式”的多維互動式實驗教學方法，激發(fā)學生的學習興趣和主觀能動性。

第二，各實驗模塊和環(huán)節(jié)均精心構(gòu)思和設計，層層遞進、環(huán)環(huán)相扣，將知識學習和能力提升有機融合，培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)乃季S方式和解決復雜問題的綜合能力。

第三，科研反哺教學。本實驗的主體內(nèi)容，是當前國內(nèi)外在松材線蟲病診斷和致病性測定中最實用和最前沿的方法和技術(shù)，建模數(shù)據(jù)均源于國家頂尖科研團隊多年的科研成果，其中包括國家科技進步二等獎2項。保證實驗內(nèi)容的科學性和結(jié)果的準確性，同時體現(xiàn)了創(chuàng)新性和高階性，是科研反哺教學的典型案例。

第四，立德樹人理念貫穿教學全過程。以松材線蟲病導致大面積松樹枯死、引發(fā)生態(tài)災難的震撼場景開場，通過“知識角”提供豐富的松材線蟲病相關(guān)資訊，激發(fā)學生投身保護森林，守護綠水青山的情懷；實驗過程中巧妙融入思政元素，如若誤診則引發(fā)大面積松林染病，引導學生學好科學知識為行業(yè)發(fā)展和時代需求作出貢獻，增強學生的社會責任感和使命感。

實驗目的

本實驗以我國重大危險性森林病害松材線蟲病為例，依托多年科學研究積累的數(shù)據(jù)構(gòu)建高度仿真的實驗教學場景，將松材線蟲病診斷及線蟲致病性測定全過程拆解為3大模塊，學生身臨其境，在接近真實的多個場景中開展病害診斷實驗，通過層層遞進、環(huán)環(huán)相扣的內(nèi)容設計，以及任務驅(qū)動式、容錯式、自主探究式等教學方法，最大限度激發(fā)學生的學習興趣，引導學生自主學習、自主設計、自主探索，力求實現(xiàn)以下教學目標：

（1）掌握松材線蟲病的典型癥狀特點，能夠在復雜的發(fā)病林分中準確鑒別松材線蟲病與其他原因?qū)е虏『Α?/p>

（2）掌握松材線蟲病疫木采集規(guī)范及植物寄生線蟲分離的基本原理，能夠正確采集松材線蟲病疫木樣品，成功分離松材線蟲，探究樣木量、分離用水量、分離時長和溫度對線蟲分離量的影響及其機制。

（3）掌握松材線蟲的形態(tài)鑒別關(guān)鍵特征及形態(tài)鑒定的不足，能夠利用形態(tài)學及分子自動化檢測手段準確鑒別松材線蟲。

（4）了解“病害三角”中寄主植物、病原物和環(huán)境條件之間的相互關(guān)系，掌握線蟲致病性測定方法，探究寄主植物、線蟲接種濃度及環(huán)境溫度對松材線蟲病發(fā)生發(fā)展的影響及其機制。

（5）全面理解柯赫法則的內(nèi)涵和具體操作要點，能夠靈活運用柯赫法則原理自行設計方案對新發(fā)侵染性病害或不熟悉病害進行診斷。

（6）樹立重大危險性病蟲害早發(fā)現(xiàn)、早報告、早除治意識，提升維護國土生態(tài)安全的責任感和使命感。

實驗要求

1）專業(yè)與年級要求

專業(yè)：生物科學、生物工程、森林保護學、林學。

年級要求：包括從大二至大三的本科生及相關(guān)專業(yè)研究生。

（2）基本知識和能力要求

要求使用本系統(tǒng)的本科生或研究生具備一定的微生物學、植物學、森林病理學、林學、分子生物學等專業(yè)基礎(chǔ)知識。掌握病原確定經(jīng)典法則“柯赫法則”，了解松材線蟲病檢疫技術(shù)規(guī)程GBT23476-2009國家標準，并掌握松材線蟲病的野外診斷、流行病學特征、松材線蟲分離及鑒定方法等重要知識點。具備查閱文獻能力，了解該病害的國內(nèi)外最新研究進展。