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《新形势下普通动物学课程教学改革》

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摘要当今生命科学的发展日新月异,高校教师应将前沿成果融入相关课程的教学中,从而达到提高新时代大学生科学素养的教育目的.阐述了如何将生命科学前沿成果融入普通动物学教学中,以拓展教材相关理论,更新陈旧知识,开拓学生视野,激发学生学习兴趣,培养学生的自主学习能力和创新能力,从而提高学生的动物学素养.

关键词生命科学;普通动物学;前沿科研成果;科学素养

中图分类号 S-01 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2020）10-0261-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.072

Abstract University teachers should integrate cuttingedge research results into the teaching of zoology with the rapid development of life science at present. In this way, we integrated the cuttingedge research results of life science in the teaching of general zoology,so as to expand the relevant theories of teaching materials, update the old knowledge, broaden students’ horizon and stimulate their enthusia for learning, finally achieve the educational purpose of cultivating undergraduate students with higher overall scientific literacy in the new era.

Key words Life science;General zoology;Cuttingedge research results;Scientific literacy

科学素养是指在从事科学活动中体现出来的学术素养以及对科学的理解程度和运用科学解决问题的能力的总称,包含科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等内容.科学素养的高低直接影响本科生培养质量,是能否将新时代本科生培养成为创新型人才的关键.普通动物学是师范院校生物科学专业的一门重要基础课程[1],教授课本中经典理论知识和培养学生科学素养是该课程教学的两大根本任务.前者可以通过讲解教材实现,要求教师“吃透”教材;后者则要求教师掌握学科前沿动态,将最新科研成果融入普通动物学的教学中.教育目的的确立对于引领学生发展具有重要的意义,培养学生良好的科学素养是当今生物教育的重要目的[2].但目前一些教师的普通动物学理论教学仍过度依赖教材,忽视将科学前沿成果融入教学中.教师应将当代科研前沿成果融入自然科学的教学,以培养具有更高科学素养的新时代大学生[2].笔者结合个人教学经验,就如何将科研前沿成果融入普通动物学教学进行了探讨,以期为改进普通动物学的教学提供借鉴和参考.

1 融入前沿成果,拓展经典理论知识,培养学生的自主学习科学知识的能力和创新能力

疟原虫的生活史是原生动物章节中的重点内容,当讲授它的有性世代是在按蚊体内完成时,引导学生思考“既然按蚊体内有疟原虫寄生,那疟原虫会影响按蚊生存吗,按蚊又是如何进行防御的”.2017年9月国际顶尖学术期刊《Science》发表的一篇论文给出了答案.研究人员首次从蚊子的卵巢中分离出一种沙雷氏菌属新菌株,它可以有效杀死寄生在蚊子身上的疟原虫[3].新菌株不仅能稳定定殖在疟蚊中肠、雌蚊卵巢和雄蚊附腺,且产生增殖,而且能通过交配由雄蚊传递给雌蚊,还能通过雌蚊产卵传递给后代幼虫.这就是按蚊体内的疟原虫并没有达到危害其生存的原因.通过教材内容引申出学生好奇的问题,并要求学生课后查阅文献寻找答案,培养其自主学习能力.

此外,在讲述爬行动物时,讲解完爬行动物的主要特征后,介绍了2015年7月在《Science》上发表的一篇论文,该篇论文发现一个有四肢的蛇化石,并证实该蛇是现代蛇的始祖[4].它没有像海洋动物一样长而侧扁的尾,这表明现代蛇类不是由海洋始祖演化而来的,而是由陆地穴居动物进化而来.讲解这一新发现,能打破学生的常规思维,使其认识到蛇类在进化过程也曾有四肢.这有助于学生理解课本中为何将两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物统称为四足动物.同时,也使学生理解现代的水生蛇类起源于陆地,其水生习性是次生性适应的结果.讲授这种最前沿、突破传统认知的新发现有助于培养学生的创新能力.

2 结合科学前沿动态,培养学生的科学精神和科学态度

疟原虫所导致的疟疾是我国的五大寄生虫病之一,学生对怎么治疗疟疾非常感兴趣.课本中所描述治疗药物是奎宁,但并未提到我國自主研发的抗疟新药.于1971年被发现[5],2015年屠呦呦因发现及用于治疗疟疾而获得诺贝尔生理学或医学奖.当时虽然已经有奎宁能治疗疟疾,但由于其已产生耐药性等原因,必须研发新的药物.屠呦呦等研究开发新的药物的过程中进行了无数次实验,她甚至以身试药,终于发现了并用于临床治疗.屠呦呦荣获诺贝尔生理学或医学奖已被大部分学生熟知,因此在教学过程中借此契机,向学生讲述的发现史和科学家的科学精神,并结合疟原虫生活史,阐述的抗疟原理.这不仅加深学生对本节重点内容的掌握,而且有助于激发学生从事科学研究的兴趣,并培养学生的科学精神和科学态度.

3 参考前沿成果,更新课本陈旧知识,培养学生的质疑能力

科学素养要求学生具有批判思维,敢于质疑已有知识理论,才能培养出创新型人才,从而推动科学技术的进步.受编者专业和编著时间限制,课本知识往往不能及时更新,这就要求教师利用现代网络资源查询和学习相关知识的新动态,并将其及时传授给学生,培养学生的质疑能力.教材中记述龟鳖目的种类约250种,明显比目前发现的种类少得多.世界龟鳖名录2014年记载物种总数为335种[6],2017年记载有356种[7].此外,关于龟鳖动物的起源和演化,以前认为起源于晚三叠纪中期,而最新的研究表明龟鳖动物的起源时间可追溯到晚三叠纪早期和中三叠纪.传统认为龟鳖类最早的化石是晚三叠纪中期（2.1亿年前）的原鳄龟,但中国科学院古脊椎动物与古人类研究所李淳和吴肖春主导的团队于2008年在贵州省关岭地区发现的晚三叠纪早期（2.2亿年前）的半甲齿龟早已推翻这一说法[8].半甲齿龟比原颚龟更古老,与原始的爬行动物一样具有牙齿,且只有腹甲.2015年,德国古生物学家发现中三叠纪（2.4亿年前）的祖龟[9].祖龟比齿龟更原始,口中的牙齿更多,体型更小,无背腹甲,腹部骨骼刚刚开始合并,肋骨加宽.2018年,同样来自李淳和吴肖春主导的团队在贵州省关岭地区发现2.28亿年前的中国始喙龟[10].该龟肋骨加宽但没有腹甲,脊椎数目比现代的龟类要多,并且牙齿退化而角质喙开始产生.这些典型的过渡特征,证明中国始喙龟处于龟类早期演化中承上启下的位置,弥补了该类群系统发育中的重要空白,呈现出“祖龟—中国始喙龟—半甲齿龟—原颚龟”的完整进化历程.因此,原颚龟已不再是最原始的龟类.

4 结合教师科研成果,充实教学内容,培养创新型人才

目前许多高校专任教师大多为科研教学并重型教师,担任课程多为自己所擅长的学科,因此可以将自己的科学研究与教学紧密联系起来.例如,在讲解普通动物学课程绪论中动物学分支学科时,动物生态学的定义为“研究动物与环境间的相互关系的学科”.笔者以2种同域分布的闭壳龟形态与生境的关系为例,向学生解释该定义.平顶闭壳龟与黄额闭壳龟都生活在热带山区林下环境,但体形明显不同,前者身体扁平,后者则高拱,这种形态差异与其利用不同的生境有关[11].平顶闭壳龟偏好较陡的石质生境,并喜欢躲藏狭小的石缝中,扁平的身体有利于其穴居,并且扁平的身体重心低,有利于其在陡而多石的生境爬行.身体高拱的黄额闭壳龟则偏好躲藏于枯枝落叶下.此外,高拱的身体也导致其爬坡能力较弱,限制其选择较为平缓的生境.这也可作为诠释 “动物的形态结构及其功能与环境相适应”的例子,从而使学生理解这一贯穿整个普通动物学课程学习过程中的重要生物学观念.教师将自己的科学研究与教学结合起来,能够更新和充实教学内容,促进创新人才的培养.

5 结语

随着科学技术的发展,高校教师学历层次也在不断提高,将最新的科研前沿成果应用于教学势在必行.这不仅有助于学生理解课本的经典理论知识,而且能开拓学生的视野,激发学生的学习兴趣,提高学生的自主学习能力和创新能力,从而达到培养整体科学素养更高的新时代大学生的教育目的.然而,因材施教和循序渐进是教学要遵循的重要原则.对于初学动物学的本科生,教师应处理好教授经典理论知识和培养学生科学素养两大教学根本任务之间的关系,切不可拔苗助长,出现整堂课都是在介绍教师自己或其他学者科研成果的情况.这种学术报告式的教学将会导致学生既学不到课本的经典理论知识,又听不懂深奥的学科前沿理论.

参考文献

[1] 刘凌云,郑光美.普通动物学[M].4版.北京：高等教育出版社,2009.

[2] WALDROP M.The science of teaching science [J].Nature,2015,523：272-274.

[3] WANG S B,DOSSANTOS A L A,HUANG W,et al.Driving mosquito refractoriness to Plaodium falciparum with engineered symbiotic bacteria [J].Science,2017,357（6358）：1399-1402.

[4] MARTILL D M,TISCHLINGER H,LONGRICH N R.A fourlegged snake from the Early Cretaceous of Gondwana [J].Science,2015,349（6246）：416-419.

[5] 結构研究协作组.一种新型的倍半萜内酯——[J].科学通报,1977（3）：142.

[6] VAN DIJK P P,IVERSON J B,RHODIN A G J,et al.Turtles of the world,7th edition：Annotated checklist of taxonomy,synonymy,distribution with maps,and conservation status [J].Chelonian research monographs,2014,5：329-479.

[7] RHODIN A G J,IVERSON J B,BOUR R,et al.Turtles of the world：Annotated checklist and atlas of taxonomy,synonymy,distribution,and conservation status[M].8th ed.Baltimore：Johns Hopkins Unversity Press,2017：1-292.

[8] LI C,WU X C,RIEPPEL O,et al.An ancestral turtle from the Late Triassic of southwestern China [J].Nature,2008,456（7221）：497-501.

[9] SCHOCH R R,SUES H D.A Middle Triassic stemturtle and the evolution of the turtle body plan [J].Nature,2015,523（7562）：584-587.

[10] LI C,FRASER N C,RIEPPEL O,et al.A Triassic stem turtle with an edentulous beak [J].Nature,2018,56（7719）：476-479.

[11] XIAO F R,WANG J C,SHI H T,et al.Ecomorphological correlates of microhabitat selection in two sympatric Asian Box Turtle species（Geoemydidae：Cuora）[J].Canadian journal of zoology,2017,95（10）：753-758.

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动物和动物学引用文献: