进化生物学课程教学改革与实践

工作总结 |

时间:

2021-07-04 01:14:56

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【摘 要】为提高进化生物学课程教学质量,针对当前进化生物学教学中存在的内容不清、实践困难等问题,进行课堂教学改革,优化课程内容,增设学术观点辩论会和博物馆化石标本考察等,并提出在高等院校广泛开设进化生物学通识课的建议。

【关键词】进化生物学 课程 教学改革

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)14-0025-02

进化生物学是在生物进化论的基础上发展起来的一门学科。20世纪后期,随着遗传学、生物化学,尤其是分子生物学的发展,推动生物进化论从推理到验证,从定性到定量,使得这门学科由模糊的理论推测日渐发展为脉络清晰的系统学科。它从各门功能生物学科获得研究基础,综合形成的一般规律和理论又成为整个生命科学的发展线索。迈尔曾说:“进化生物学是生命科学中的最大的统一理论”,是建立在生命科学各层次研究和各分支学科基础之上的理论综合。由于进化生物学涉及学科广泛,是高度概括的综合性理论,实践环节存在困难等原因,导致进化生物学教学有其独特性,本文从教学实践经验出发,就进化生物学课程改革方面进行探索。

一 课程目标的设置

针对进化生物学既是生命学科各分支学科的综合,也是生命科学领域的一门前沿学科,又是生命科学的一个核心理论的课程特点,在课程目标的设置上力求做到以下三点:

1.牢固掌握本课程基础知识和理论

主要包括生命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展历程、微观进化、宏观进化、遗传系统的进化及人类起源等问题,这些知识既是进化生物学教学的主要内容,也是学生学习的重点所在。这些内容涵盖了各门生物学分支学科的成就,特别是把植物学、动物学、细胞学、遗传学、生态学和分子生物学等结合起来研究有关生命进化的问题,力求让学生在掌握生命进化的基本历程、进化的动力机制,学会对进化现象进行正确的理论分析的基础上,培养对生命科学各分支学科融会贯通的能力。

2.密切结合生命科学研究中各学科的最新研究进展

进化生物学是生命科学中一个相当活跃的领域,新知识、新理论层出不穷。本课程以现代达尔文综合进化论为基础,同时密切结合生命科学研究中的最新进展,把各个学科前沿进展融入教学过程中,如以鸟类手指同源问题讲解物种特化式进化中的分歧进化,在“适应”的问题上联系燕子为躲避车辆进化出更短的翅膀等,把一些最新进展融入理论教学中,不仅增强学生对理论知识的理解与学习兴趣,更能开拓学生的知识层面,也体现了进化生物学是一门前沿学科的地位,吸引学生从事进化生物学的研究。

3.着重培养学生对自然界进化过程的正确认识和理解

进化生物学是在哲学思想指引下产生的,研究进化的过程本身就是将古论今,“现在就是过去的钥匙”,通过学习能够加深对生态环境系统的正确理解,单独的思想教育往往说服力不足,课程中引入大量的数据和事实,培养学生对问题的分析能力,如让学生从微观进化角度对生物多样性进行分析,探讨生物大灭绝对生物环境保护的意义,从人类进化历程角度谈如何摒弃“为人独尊”的思想等,把这种思想的教育贯穿始终,帮助学生树立科学的世界观,这也是对辩证唯物主义自然观最好的验证。

二 优化课程内容体系

进化生物学研究内容贯穿生命科学的各个分支学科,甚至其他自然科学和社会科学门类中都会触及生命起源及进化的问题。在国外很多大学都把进化生物学列为生物学专业基础课、研究生基础课,甚至成为一门通识课。耶鲁大学开放课程进化、生态和行为原理从2009年录制以来风靡全球。

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* 基金项目:大庆师范学院教育教学改革项目(编号:JY1320)

在我国,很多高师院校把进化生物学课程设置为生物科学专业必修课,一般在学习最后阶段开设;也作为生物学其他专业,如生物技术、生物工程的选修课,也有院校将生命起源与进化之谜作为一门通识课来开设。由于进化生物学融汇众多交叉学科,每个学校学科课程设置各有不同,教材内容不可能完全适应具体情况,不同学校不同专业的课程内容不能一味照搬。我院曾把进化生物学作为生物科学专业必修课,生物技术专业选修课和全校学生的通识课开设,在围绕基础知识和原理的基础上,对课程内容进行了如下优化:

1.对于生物科学专业师范生而言,进化生物学课程在初中、高中课本都有体现,应该详尽系统地开设

通过对生物进化的历史过程、原因、机制、速率、趋向和物种的形成与绝灭、系统发生以及适应的起源机制等内容的学习,使学生掌握生物进化理论中的基本概念,认识生命进化的基本历程、进化的动力机制,学会对进化现象进行正确的理论分析,融会贯通各分支学科;同时激发学生对生命科学的学习兴趣,树立科学的世界观,培养具有用进化理论来综合生物学各个学科知识的能力的高素质人才。

2.对于生物技术专业的学生而言,应该有针对性地进行开设

由于生物技术专业的学生有一定的生物学基础,进化生物学课程主要应从生命史、小进化(种内水平的进化)、大进化(种以上水平的进化)及人类的起源与演化四个主要方面讲解,着重从个体、群体以及物种等不同分类群探讨进化的规律,涉及学生已掌握的细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科领域,加深对各个学科知识的贯通,着重对学生进行生物进化思想的培养,让学生对生物进化的本质有一个科学的认识,培养适应新时期社会高速发展的科技人才。

3.作为一门通识课,针对生物基础知识相对薄弱的学生开设,课程学时一般为18学时

课程从宏观角度对生物的发展历程、人类的起源与进化等问题入手展开,介绍地球的形成与演化、环境系统的演变、生命的起源、生物与环境的协同关系等,展示人类探索生命起源、探索天外生命的科学成果和艰辛历程。审视30亿年来主要生物类群的延续发展,探索起源、分化和灭绝等问题,使学生树立生物与环境相互联系、生物具有适应性和多样性的观点,在教学过程中加强辩证唯物主义的世界观教育,使学生正确地认识人类在自然界中的地位,人与自然协调发展的必要性,培养大学生探索科学的兴趣,增强其珍惜生命和保护环境的意识。

三 课堂教学改革

进化生物学课堂教学既要符合课堂教学的一般教学规律,又要充分体现课程的独特性。在教学过程设计上将学术性与趣味性有机结合,紧密联系生活实际,并采用灵活多变的教法,丰富的多媒体资源,让学生展开讨论和辩论等形式激发学生学习兴趣,进一步提高课堂教学质量。

1.课堂教学形式的改革,以学生活动为主体,师生角色互换

进化生物学是一门前沿的学科,有很多未知的内容等待我们去探索,对于一些前沿的问题,如恐龙灭绝之谜,地球之外是否有生命,下一次物种大灭绝的预测等问题,让学生自行组织,用多媒体报告的形式做介绍,各小组相互提问,并按照评价表进行打分,小组成绩就是小组成员的成绩,以此培养团队精神,让学生真正融入其中,真正落实“以学生为主体”的教育理念。

2.灵活运用现代教学手段,提高教学质量和效率

对现代教学手段的大规模应用还存在褒贬不一的看法,但对于进化生物学课程而言,选择有代表性的图片、音像资料能吸引学生注意力,丰富课堂内容。如古生物的化石,冥古代地球表面特征等,学生理解起来有一定的难度,但用一张想象图却能集中学生注意力,降低学习难度。另外,借鉴并剪辑国内外大型探索片、纪录片、科幻片中相关内容及其中涉及的电影片段,如《宇宙的诞生》《与远古人同行》等,这些音像资料有效地提高和调动了学生的学习兴趣,也为进一步探讨一些科学问题提供了证据和平台。多媒体课件具有信息丰富、形象、通俗易懂等特点,学生易于接受,便于他们掌握重点内容。

3.教学过程与观察、实验相结合,注重实践教学环节

作为一门理论学科,必须要有实践环节的支持,而生物进化的历程有数十亿年之久,无法真实再现当时的情境,这成了进化生物学实践环节的难题。课堂教学主要从基础课程植物学、动物学实践教学展开,通过对以往知识的回顾、实践结果的描述和多媒体图片视频展示,让学生对生物进化历程有一个初步的认识。对于有些历史阶段没有化石等直接证据,则利用解剖学、胚胎学和发育生物学等知识内容,从现存的状况去推断过去的事件,如利用系统生物学方法通过对现生类群的研究,推断生物的系统发育。还可以带领学生参观博物馆、地质馆,通过研究已灭绝的生物骨骼化石标本和对不同地质断层进行分析比较的活动,让学生获取最直观的认识,总的来看,效果还不错。

四 展望

进化生物学从探索生命起源出发,融会众多学科内容,以哲学思想概括总结出理论知识,通过认识生命来源和历程,从而加深理解生命和尊重生命,以进化的思想升华生态环境保护的意识,树立人类发展必须自觉地顺从并维护生物与环境的协同演化的观点,对于培养大学生系统地认识自然界具有重要意义。建议除了在生物相关专业开设必修课和选修课外,还应该在医学院校、师范院校和综合性院校广泛开设公共通识课,特别是在将来从事科普工作、小学幼儿教育、心理学等相关行业工作的学生中开设通识课,以此培养学生树立人与环境和谐可持续发展的观念,建立正确的世界观、人生观、价值观。

参考文献

[1]沈银柱主编.进化生物学[M].北京:高等教育出版社,2006

[2]范宏英、龙北国.开设《生命起源与进化之谜》选修课的教学实践[J].西北医学教育,2008(6)

〔责任编辑:庞远燕〕

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