后疫情時代古生物學課程的混合式教學探索

吳會婷

（中國礦業大學（北京）地球科學與測繪工程學院，北京 100083）

地質學是研究地球的物質組成、內部和外部結構構造特征，以及各圈層之間的相互作用和演化歷史的學科。通過學習和研究地質學，人類可以從中獲取生產生活所需要的能源和礦產、可以有效地保護地球環境得以持續發展、可以使人類免受許多自然災害的侵害等[1]。古生物學作為地質學的主要分支學科之一，研究地質歷史時期生命的起源和演化過程以及地球古環境和古氣候的變化規律[2-4]。通過對地質歷史時期生物與環境演化的研究，還可以預測和推斷未來地球環境和生命的演化方向，因此，在當下地球氣候與環境急劇變遷的情況下，古生物學的研究也顯得尤為重要[5]。古生物課程的教學內容，旨在讓學生了解古生物學的基礎理論、基本概念、應用和方法，學會識別古生物重要門類的—般特征、形態構造，在之后的學習或工作過程中能夠快速掌握古生物學的系統分類、能夠利用代表性化石來分析古環境和地層時代。由于生物類型多樣，各門類生物的形態、結構、生理機制等千差萬別，要認識和了解不同門類生物需要結合生物化石、化石模型和現代生物等多方面進行觀察和學習。但是新冠肺炎疫情突發，導致許多室內教學課、室內實驗課和野外認識課程無法正常進行[6]，不僅對教師的教學帶來了挑戰[7-9]，更是給學生掌握這門課程增加了難度。本文通過審視后疫情時代古生物課程教學的不足之處，結合課程教學經驗和反思，提出切實可行的改進方案，旨在為提高古生物課程教師的授課效率和學生的學習效果提供參考。

1 后疫情時代古生物課程教學面臨的挑戰

古生物學與構造地質學、巖石學一起構成傳統地質學的三大基礎學科，在地質學教育中有著舉足輕重的地位。古生物課程教學質量的高低，將會直接影響地質學專業本科生在今后的研究和工作道路上的專業素養和綜合能力。隨著線上教學的開展，傳統的古生物課程教學暴露出許多問題和不足之處。

1.1 教學方法單一

線上教學的主要模式就是教師講、學生聽。古生物學是一個較為冷門的學科，學生在平時的生活中接觸很少，古生物涉及的生物門類大部分也是平時見不到的，許多生物的結構和構造較為復雜，很多術語都是英譯過來的，這些對于本科生來說都是較難理解的內容，即使看到文字敘述和插圖說明，也難以理解消化。對于這些抽象的結構和構造，在線上課時教師除了用語言描述，最多只能通過電腦描繪來幫助理解。古生物課中涉及的生物門類，許多都是已經滅絕的古老類型，結構生僻，對于剛接觸地質學的本科學生來說，要接觸這么多晦澀難懂的內容也容易覺得非常枯燥乏味，難以真正融入課程之中。課程授完之后，學生也只見過相應的圖片，但是圖片能夠反映的信息太少，即使今后學生見到相應的化石，也很難將所學知識對應起來。

1.2 學生學習動機減少

一門古生物課程，一般為32-64個課時，根據所授課的學生專業，課時會有變化，但是無論是多少課時，地質歷史時期的典型生物門類——原核生物、無脊椎動物、脊椎動物、古植物等重要門類，都會進行介紹和講解。每個門類的基本結構、主要特征、生態類型和地史分布都會有很大的區別，且都是需要掌握的重要內容，這些知識相互之間較少有關聯，都是零散而生僻的知識點，如果沒有長期的實踐和探索，很難將這些知識點真正理解，強行記憶之后也會很快忘記。所以學生在面對這些多而雜的知識點時，容易產生倦怠情緒[10]，認為這樣的知識首先太難掌握，其次過于枯燥乏味，再次不明白學習的意義是什么。

1.3 授課內容缺乏針對性

正如上文所說，這門課程內容豐富，但前后銜接較弱，所以教師在授課時容易出現課程監控不足，最后只是完成了所有的授課內容，主次不分。比如，有一些生物門類在地球生命的演化歷史上所扮演的角色并不是很重要，那么對于這樣的生物門類的介紹就需要有明顯的輕重區分。再者，對于不同專業方向或不同學習方向的學生，在安排授課內容時也應該考慮到。例如，偏理論研究的理科方向的地質學相關專業學生、偏應用的工科方向的地質學相關專業學生、學科不限而個人探索能力和興趣較強的學生，這些在安排課程時都需要考慮在內。

2 古生物課程教學的改進方案

教學方法的改革與創新是教學過程中需要持之以恒的一項工作，尤其是在后疫情時代，探求教學方法的改革，更是迫在眉睫的事情。

2.1 多重教學手段的使用

古生物門類，尤其是已經滅絕的古老生物門類，其形態和結構構造比較復雜和難以理解。對于這一難題，首先，可以在授課幻燈中多穿插形象的圖片和小視頻，來讓學生認識該生物門類。其次，教師可以通過視頻教學的方式，在課程中直接向學生展示相應的化石標本，讓學生可以對這些古老生物門類有一個比較直觀切實的認知。再次，可以通過對滅絕生物親緣關系比較接近的現代生物的介紹，輔助學生理解地質歷史時期生物的生活方式和行為習性。最后，也是最直觀的方法，通過視頻教學和生物門類模型展示，來讓學生直觀地看到每個門類的結構所處的位置和形態，但是這種各生物門類的模型需要專門定制，且價格較高。

當然，要提高學生對課堂內容的吸收理解和對課程的興趣，一個有效的方式就是學生的野外認識實習。將學生帶到野外基地，讓學生自己挖掘化石，對采集到的化石進行能力范圍內的分析和鑒定；將學生帶到海邊和森林，讓學生觀察“活化石”的生活方式、解剖其內部結構，或者讓學生觀察與滅絕生物親緣關系相近的生物的特征和生態習性，了解到這個學科的重要性和趣味性。在后疫情時代，這項工作無法實施時，可以暫時用虛擬仿真實驗室來讓學生進行實踐操作，鍛煉學生的動手能力和發現問題、分析問題的能力[11]。

除此之外，學生還可以通過各種平臺上的相關資源來豐富自己的學習內容和方式（見圖1），比如與課程相關的MOOC、視頻共享課、雨課堂等，讓學生可以課前先預習部分知識，課后鞏固疑難與重點知識[12][13]。

圖1 古生物學課程現存問題與改進方案

2.2 開放式課堂，增強學生學習能動性

由于古生物課程的內容生僻豐富且前后連貫性不強，部分學生對該門課程的重要性認識不到位，嚴重影響學生的學習能動性。首先，教師在講授每一個門類的生物時，應該在課程的中部或者后半段增加一個環節，提問學生該生物門類的研究意義和作用，讓學生在學習了一些相關知識后可以進行更加深入的發散性思考，引發對于該門課程的興趣和重視，這樣對該門課程的學習印象會更加深刻、更能主動地去獲取和消化知識點。其次，古生物各個門類雖然區別很大，且各門類之間的相似性和銜接性較少，但是古生物整體是一個研究生命起源和演化的學科，具有很強的邏輯性和推理性。每種生物發育某種結構的原因和作用、生物形態結構變化的趨勢和因素等，都是有跡可循的，所以可以在這些方面給學生留下開放性課題或提問，讓學生自主探索答案，鍛煉學生的邏輯性思維。再次，古生物學是一門還有許多未解之謎的學科，這些不僅是地球歷史上的謎團，更與地球生命環境的當下和未來息息相關，這些未解之謎需要創新性思維和想法來進行探究，所以可以給學生布置小課題，讓學生在探索生命奧秘的過程中發現古生物學的趣味性和深遠意義，從而激發學生的學習熱情、增強學生的學習能動性（見圖 1）。

2.3 多元化課程設置，實現選擇性學習

無論是地質學還是其下的分支學科，如古生物學等，本科階段學習這門課程時的收獲和體驗，與碩士學習階段、博士學習階段、工作之后再來回顧這門課程的感受是完全不同的。本科階段的學生對于這些平時接觸較少的專業知識都處于強行接受和記憶的狀態，其實并未真正理解其內在的關聯和含義，也無法分辨重要的知識點；但是當對這門學科有了一定的接觸之后，再來學習這門課程，無論是記憶知識點，還是理解一些難點內容，還是發散思維、形成自己的觀點和想法，都會容易很多。在有限的教學時間中，也許無法讓學生在不同階段多次學習同一門課程，但是對于不同培養方案的學生，可以選擇不同的教學內容和方式進行授課。對于理科類的學生，在今后的研究和工作中，對古生物學的使用和進行深入學習的機會比較多，因此在進行課程安排時可以盡可能詳細地對各門類生物的特征、習性、地史分布等進行介紹，同時結合該研究方向的國際前沿知識點來拓展學生思維；對于工科類的學生，在今后的學習和工作中，對于古生物學的使用可能主要會偏向其門類的粗鑒定和應用方面，因此課程內容可以偏向各門類的一些重要結構構造特征，在地層、古環境等方面的應用意義和方法，結合一些區域性的背景知識來講解該地區重要生物門類的特征[14]。對于一些對古生物專業真正有興趣的學生，可以給其布置一些小課題，讓其進行自主探索，或者指導其參與相關的科研工作，或者提供相應的資源，讓其在該領域更好地施展自己的才能（見圖1）。

3 結語

本文基于后疫情時代古生物課程所面臨的問題和挑戰，探討這些問題的本質和產生的原因，提出具體的改進方案，建議從教學手段與媒介、課程內容的設計和多元化課程設置等方面激發學生學習興趣、增加學生的學習主動性和對知識的掌握度，為學生今后的工作或繼續深造打下堅實的基礎。