进化生物学教学方法初探

亓琳+赵威+侯小改+赵杏利

摘要：进化生物学为高校本科阶段生物科学专业的主要专业课。进化生物学涵盖内容广泛，包括了生命起源至人类起源的生物演化过程，教学难度大。因此，为提高进化生物学课程教学质量，针对进化生物学课程的特点，重点和难点，制订科学合理的教学方案很有必要。

关键词：进化生物学；教学；方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）10-0186-02

进化生物学是一门综合性学科，涵盖植物生物学、动物生物学和发育生物学等。其研究内容包括生物进化历程、生物形态和特征。进化生物学在生物学领域具有不可忽视的地位。作为生物学学科中最基本的理论之一，《进化生物学》是本科院校的主要基础课程之一。我校于2012年开始增设了《进化生物学》课程。进化生物学内容广泛，教学难度大。本文对《进化生物学》的教学经验和体会进行了总结，旨在提高教学效果，为《进化生物学》的教学推广提供一定的参考。

一、经典知识与最新进展相结合

生物进化学说由查尔斯·达尔文在鸿篇巨制《物种起源》中首次提出。他第一次提出自然选择是进化的一个机制。进化生物学是生物学的一个分支，研究多样性生物的进化过程，这些过程包括物种的遗传和变异以及新物种的起源。学习经典知识和传统研究手段，是学生学习进化生物学的必要基础。学生对达尔文所提出的进化理论已经非常熟悉，在教学过程中，可以适当增加达尔文的生平经历，重点讲述登上贝格尔号军舰环球考察，发现物种起源的过程。在课堂教学过程中，学生对这些知识非常感兴趣。

现实中，经典进化生物学也在经历着现代研究手段的不断考验。现代综合论的奠基人之一，朱利安·赫胥黎致力于将新达尔文主义转变为具有普遍意义的世界观。在朱利安·赫胥黎的关于动物行为进化描述的著作《行为的进化》中，其尽最大努力将新达尔文主义的理论简化，去除一些技术细节，以更为广泛的视角对自然和生命进行描述，其中包括几个原来在不相关领域的合成生物学研究，包括遗传学、生态学、分类学和古生物学。在此处，对学生提出问题，引导学生思考经典进化理论与现代综合论的异同点。在不断的比较与联系过程中，巩固知识，加深印象。

当前的研究扩大到涵盖适应的遗传结构、分子进化和不同的力量自然选择。进化生物学在全面讲述生命起源、演化历程的基础之上，以辩证关系的观点来看问题，系统分析生物与环境、微观与宏观、表型进化与遗传系统进化的相互作用，将现代分子生物学的研究手段应用于现代综合进化论的研究中，揭示隐藏在生命演化之下的基本规律。在课堂上，不但要教授学生知识，还要不断强调研究手段的重要性，引导学生用科研的思维和严谨的学术态度去理解已归纳的知识。

当前进化生物学的研究涵盖了不同的主题，应该着重理解生物进化的核心，将现代进化生物学，如分子遗传学和计算机科学，引入课堂。首先，一些领域的进化研究试图解释现代进化中解释不了的现象。这些现象包括物种形成，有性生殖的进化，合作的发展，老龄化的发展和可发展性。其次，生物学家提问最直接的进化问题：“发生了什么？并且什么时候发生的？”这包括古生物学等领域，以及分类学和系统发生学。第三，现代进化综合论出现时，还没有基因的分子基础。

二、注重与其他课程知识相结合

在发育生物学中，德国生物学家海克尔将生物胚胎发育过程进行了比拟，认为是该生物物种进化历程的一个简单而迅速的重演，并将这种理论命名为“重演论”或“生物发生律”。所有水生和陆生的脊索生物，在胚胎发育阶段都会出现鳃裂。鳃裂是水生脊椎动物长出呼吸器官的一部分。而对于陆生脊椎动物来讲，在其胚胎发育过程中出现的鳃裂是没有任何意义的。但纵观陆生脊椎动物的进化历程，都经历过鱼的阶段。“重演论”是生物发育学课程中的概念。但与进化生物学漫长的演化历史相比，通过使用这种概念，形象生动地概括了长达30亿年的生物进化史，学生将不同课程的知识串联，印象更深。

在教学过程中，通过引导学生将植物生物学、动物生物学的基本知识进行分析比较，一方面加深了对所学课程内容的认识；另一方面，通过从生物进化的角度去分析生物适应环境的进化过程，引导学生用发展的眼光看问题，对所学知识進行联想串联。通过比较分析，从亲缘关系看，我们会发现亲缘关系较近的生物类群，相同的特点较多，差异较少，有利于学生找出不同类型生物在进化发展过程中的演化顺序。从生活环境看，陆生生物的进化等级要高于水生生物。

三、树立正确的世界观

进化生物学是研究生物界进化发展的规律，以及如何运用这些规律的科学，是生物学最大的统一理论，在进化理论的框架下，细胞学、植物学、动物学、生理学、比较解学、古生物学、胚胎学、分类学、遗传学和分子生物学等不同层次的研究结果得到了统一。进化生物学所涉及的范围很广，生物大分子、基因和基因组、细胞、生物个体、生物群体以至地球上的整个生物圈的发展和变化都与生物进化有关，也就是说在各个水平上的生物结构都有其起源与进化的历史。什么是生命，如何生产，物种是如何形成的，以及为什么世界有这么多的复杂性和多样性，它们如何演变的原因是什么，它们是如何进化的……这一切，对于生物科学专业的学生都是必须掌握的基本知识。

世界物资统一性原理，是“马哲”关于世界本质问题的一个基本原理。世界呈现出千差万别、丰富多彩的现象和事物，但其唯一的本源都是物质。从进化生物学的历程来看，经历过化学演化阶段，无机小分子阶段，有机小分子阶段，有机大分子阶段，多分子体系阶段，直至原始生命的产生。组成生命的元素在非生命世界都可以找到。化学元素合化合物都是没有生命的，只有它们按照一定次序有机组合起来，相互协调才能表现出生命。再者，生物进化过程中，生物群落中出现适应环境和不适应环境的个体，这些个体通过与自然环境进行生存斗争，适应环境的个体生存下来，不适应环境的个体被淘汰，这是量的变化；通过自然选择，一代又一代的遗传与变异积累，使生物实现进化，这是一个质的飞跃。在生物进化过程中就体现出了哲学中的质量互变规律。此外，学习本课程，对于当代大学科学世界观的形成，思维能力的培养，对提高识别真伪科学的能力都具有重要的意义。通过进化生物学教学，旨在使学生掌握进化生物学的基本原理和重大理论，让学生在了解生命的产生、发展的同时，充分理解生物与环境、宏观与微观层面、表型进化与遗传进化体系的辩证统一，掌握生物进化规律以及如何利用这些规律更好地为人类服务。

四、教学形式多样化

生物进化一直是学生非常感兴趣的话题，课程就生物进化的证据、生物进化的原因以及生物进化的理论等方面作了比较系统的介绍，对恐龙灭绝等学生感兴趣的话题，进行讨论和推理。同时，带领学生学习生命进化历程，引导学生思考环境对生物变异的作用，变异的积累产生进化，进而形成自然选择这一生物进化的基本观点，为今后的进化生物学学习打下坚实的基础。

在学生学习这门课程的同时，应补充视听教学形式，丰富教学内容，增加学生兴趣。本课教學宜采取“情境—问题解决—情境”为主线的教学模式。在这一过程中，围绕关键点、重点和难点，通过在多媒体计算机辅助教学中展示动物的进化过程、演变的信息，丰富了演示文稿，提高了认知环境。教师通过即时反馈得到学生学习信息，适时调控课堂教学节奏。依此拨动学生思维之弦，在学生对动物进化资料进行抽象整理后，引导学生对分类整理后的信息进行分析探究，使学生自行揭示出动物进化的规律，同时也让学生初步地认识了“适者生存”的科学真理。利用计算机，穿越时空，还原远古时代的场景，提供动物从远古时代到现在的变化历程，有助于学生获取动物进化的信息，将信息分类、归纳，分析综合出动物进化的规律。

在学习植物演化过程中，课堂上提供各种类群植物中的代表植物的挂图或幻灯片，引导学生对不同类群植物的形态结构、繁殖方式以及生存环境进行比较分析。归纳哪类生物比较低等，结构简单，哪类生物比较高等，结构复杂，将知识串联，总结植物进化的历程。在学习动物演化过程中，提供各种类群动物的代表动物，展示动物的挂图或者幻灯片，比较各类动物的特征，归纳动物演化的历程以及进化趋势。

给学生展示关于进化生物学的经典幻灯片，比如英国BBC公司录制的《生命的起源》和《恐龙星球》。学生学习过基础知识之后，再观看纪录片，就会将已学到的知识投影至纪录片中，起到了知识串联与巩固的作用。在迷人的视听体验过程中，重现史前生物的生活情境，栩栩如生的将地球上曾经出现过的生物展现在学生面前，即通过将视听素材融入到教学中，丰富教学内容，提高教学效果，增加学生兴趣。

The Initial Research in Teaching Methods of Evolutionary Biology

QI Lin*,ZHAO Wei,HOU Xiao-gai,ZHAO Xing-li

(College of Agricultural,Henan University of Science and Technology,Luoyang,Henan 471003,China)

Abstract:Evolutionary biology is a major course of biological science during the undergraduate universities. The content of evolutionary biology is widespread,including the origin of life to the biological evolution process of origin of human,and the teaching is difficult. Therefore,in order to improve the quality of evolutionary biology teaching,taking the characteristics,importance and difficulties of evolutionary biology into consideration,it is necessary to formulate a scientific and reasonable teaching plan.

Key words:evolutionary biology;teaching;methods