后疫情时代古生物学课程的混合式教学探索

2023-02-15吴会婷

创新创业理论研究与实践 2023年1期

吴会婷

（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 100083）

地质学是研究地球的物质组成、内部和外部结构构造特征，以及各圈层之间的相互作用和演化历史的学科。通过学习和研究地质学，人类可以从中获取生产生活所需要的能源和矿产、可以有效地保护地球环境得以持续发展、可以使人类免受许多自然灾害的侵害等[1]。古生物学作为地质学的主要分支学科之一，研究地质历史时期生命的起源和演化过程以及地球古环境和古气候的变化规律[2-4]。通过对地质历史时期生物与环境演化的研究，还可以预测和推断未来地球环境和生命的演化方向，因此，在当下地球气候与环境急剧变迁的情况下，古生物学的研究也显得尤为重要[5]。古生物课程的教学内容，旨在让学生了解古生物学的基础理论、基本概念、应用和方法，学会识别古生物重要门类的—般特征、形态构造，在之后的学习或工作过程中能够快速掌握古生物学的系统分类、能够利用代表性化石来分析古环境和地层时代。由于生物类型多样，各门类生物的形态、结构、生理机制等千差万别，要认识和了解不同门类生物需要结合生物化石、化石模型和现代生物等多方面进行观察和学习。但是新冠肺炎疫情突发，导致许多室内教学课、室内实验课和野外认识课程无法正常进行[6]，不仅对教师的教学带来了挑战[7-9]，更是给学生掌握这门课程增加了难度。本文通过审视后疫情时代古生物课程教学的不足之处，结合课程教学经验和反思，提出切实可行的改进方案，旨在为提高古生物课程教师的授课效率和学生的学习效果提供参考。

1 后疫情时代古生物课程教学面临的挑战

古生物学与构造地质学、岩石学一起构成传统地质学的三大基础学科，在地质学教育中有着举足轻重的地位。古生物课程教学质量的高低，将会直接影响地质学专业本科生在今后的研究和工作道路上的专业素养和综合能力。随着线上教学的开展，传统的古生物课程教学暴露出许多问题和不足之处。

1.1 教学方法单一

线上教学的主要模式就是教师讲、学生听。古生物学是一个较为冷门的学科，学生在平时的生活中接触很少，古生物涉及的生物门类大部分也是平时见不到的，许多生物的结构和构造较为复杂，很多术语都是英译过来的，这些对于本科生来说都是较难理解的内容，即使看到文字叙述和插图说明，也难以理解消化。对于这些抽象的结构和构造，在线上课时教师除了用语言描述，最多只能通过电脑描绘来帮助理解。古生物课中涉及的生物门类，许多都是已经灭绝的古老类型，结构生僻，对于刚接触地质学的本科学生来说，要接触这么多晦涩难懂的内容也容易觉得非常枯燥乏味，难以真正融入课程之中。课程授完之后，学生也只见过相应的图片，但是图片能够反映的信息太少，即使今后学生见到相应的化石，也很难将所学知识对应起来。

1.2 学生学习动机减少

一门古生物课程，一般为32-64个课时，根据所授课的学生专业，课时会有变化，但是无论是多少课时，地质历史时期的典型生物门类——原核生物、无脊椎动物、脊椎动物、古植物等重要门类，都会进行介绍和讲解。每个门类的基本结构、主要特征、生态类型和地史分布都会有很大的区别，且都是需要掌握的重要内容，这些知识相互之间较少有关联，都是零散而生僻的知识点，如果没有长期的实践和探索，很难将这些知识点真正理解，强行记忆之后也会很快忘记。所以学生在面对这些多而杂的知识点时，容易产生倦怠情绪[10]，认为这样的知识首先太难掌握，其次过于枯燥乏味，再次不明白学习的意义是什么。

1.3 授课内容缺乏针对性

正如上文所说，这门课程内容丰富，但前后衔接较弱，所以教师在授课时容易出现课程监控不足，最后只是完成了所有的授课内容，主次不分。比如，有一些生物门类在地球生命的演化历史上所扮演的角色并不是很重要，那么对于这样的生物门类的介绍就需要有明显的轻重区分。再者，对于不同专业方向或不同学习方向的学生，在安排授课内容时也应该考虑到。例如，偏理论研究的理科方向的地质学相关专业学生、偏应用的工科方向的地质学相关专业学生、学科不限而个人探索能力和兴趣较强的学生，这些在安排课程时都需要考虑在内。

2 古生物课程教学的改进方案

教学方法的改革与创新是教学过程中需要持之以恒的一项工作，尤其是在后疫情时代，探求教学方法的改革，更是迫在眉睫的事情。

2.1 多重教学手段的使用

古生物门类，尤其是已经灭绝的古老生物门类，其形态和结构构造比较复杂和难以理解。对于这一难题，首先，可以在授课幻灯中多穿插形象的图片和小视频，来让学生认识该生物门类。其次，教师可以通过视频教学的方式，在课程中直接向学生展示相应的化石标本，让学生可以对这些古老生物门类有一个比较直观切实的认知。再次，可以通过对灭绝生物亲缘关系比较接近的现代生物的介绍，辅助学生理解地质历史时期生物的生活方式和行为习性。最后，也是最直观的方法，通过视频教学和生物门类模型展示，来让学生直观地看到每个门类的结构所处的位置和形态，但是这种各生物门类的模型需要专门定制，且价格较高。

当然，要提高学生对课堂内容的吸收理解和对课程的兴趣，一个有效的方式就是学生的野外认识实习。将学生带到野外基地，让学生自己挖掘化石，对采集到的化石进行能力范围内的分析和鉴定；将学生带到海边和森林，让学生观察“活化石”的生活方式、解剖其内部结构，或者让学生观察与灭绝生物亲缘关系相近的生物的特征和生态习性，了解到这个学科的重要性和趣味性。在后疫情时代，这项工作无法实施时，可以暂时用虚拟仿真实验室来让学生进行实践操作，锻炼学生的动手能力和发现问题、分析问题的能力[11]。

除此之外，学生还可以通过各种平台上的相关资源来丰富自己的学习内容和方式（见图1），比如与课程相关的MOOC、视频共享课、雨课堂等，让学生可以课前先预习部分知识，课后巩固疑难与重点知识[12][13]。

图1 古生物学课程现存问题与改进方案

2.2 开放式课堂，增强学生学习能动性

由于古生物课程的内容生僻丰富且前后连贯性不强，部分学生对该门课程的重要性认识不到位，严重影响学生的学习能动性。首先，教师在讲授每一个门类的生物时，应该在课程的中部或者后半段增加一个环节，提问学生该生物门类的研究意义和作用，让学生在学习了一些相关知识后可以进行更加深入的发散性思考，引发对于该门课程的兴趣和重视，这样对该门课程的学习印象会更加深刻、更能主动地去获取和消化知识点。其次，古生物各个门类虽然区别很大，且各门类之间的相似性和衔接性较少，但是古生物整体是一个研究生命起源和演化的学科，具有很强的逻辑性和推理性。每种生物发育某种结构的原因和作用、生物形态结构变化的趋势和因素等，都是有迹可循的，所以可以在这些方面给学生留下开放性课题或提问，让学生自主探索答案，锻炼学生的逻辑性思维。再次，古生物学是一门还有许多未解之谜的学科，这些不仅是地球历史上的谜团，更与地球生命环境的当下和未来息息相关，这些未解之谜需要创新性思维和想法来进行探究，所以可以给学生布置小课题，让学生在探索生命奥秘的过程中发现古生物学的趣味性和深远意义，从而激发学生的学习热情、增强学生的学习能动性（见图 1）。

2.3 多元化课程设置，实现选择性学习

无论是地质学还是其下的分支学科，如古生物学等，本科阶段学习这门课程时的收获和体验，与硕士学习阶段、博士学习阶段、工作之后再来回顾这门课程的感受是完全不同的。本科阶段的学生对于这些平时接触较少的专业知识都处于强行接受和记忆的状态，其实并未真正理解其内在的关联和含义，也无法分辨重要的知识点；但是当对这门学科有了一定的接触之后，再来学习这门课程，无论是记忆知识点，还是理解一些难点内容，还是发散思维、形成自己的观点和想法，都会容易很多。在有限的教学时间中，也许无法让学生在不同阶段多次学习同一门课程，但是对于不同培养方案的学生，可以选择不同的教学内容和方式进行授课。对于理科类的学生，在今后的研究和工作中，对古生物学的使用和进行深入学习的机会比较多，因此在进行课程安排时可以尽可能详细地对各门类生物的特征、习性、地史分布等进行介绍，同时结合该研究方向的国际前沿知识点来拓展学生思维；对于工科类的学生，在今后的学习和工作中，对于古生物学的使用可能主要会偏向其门类的粗鉴定和应用方面，因此课程内容可以偏向各门类的一些重要结构构造特征，在地层、古环境等方面的应用意义和方法，结合一些区域性的背景知识来讲解该地区重要生物门类的特征[14]。对于一些对古生物专业真正有兴趣的学生，可以给其布置一些小课题，让其进行自主探索，或者指导其参与相关的科研工作，或者提供相应的资源，让其在该领域更好地施展自己的才能（见图1）。