南京古生物博物館在生命起源和生物進(jìn)化教學(xué)中的應(yīng)用

馮銳

摘要 以南京古生物博物館資源為依據(jù)，結(jié)合教學(xué)實(shí)例分析在“生命起源和生物進(jìn)化”教學(xué)過程中應(yīng)用博物館的展品、科普云課堂、VR 技術(shù)等教育資源的方法，有效拓展學(xué)生對于生命起源和生物進(jìn)化的認(rèn)識，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞古生物博物館 生物進(jìn)化

中圖分類號 G633.91???????????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

南京古生物博物館隸屬于中科院南京地質(zhì)古生物研究所，是一個(gè)集展覽、收藏、研究和教育為一體的現(xiàn)代化博物館，是自然科學(xué)普及和傳播的重要基地，是目前世界上最大的古生物專業(yè)博物館之一。

博物館以“演變中的地球，進(jìn)化中的生命”為主線，講述地球和生命演化歷史的故事。展館主要包括“生命的進(jìn)化”主題展和系列專題展等20余個(gè)展區(qū)，豐富的古生物學(xué)資源，為學(xué)生學(xué)習(xí)生命起源和生物進(jìn)化版塊提供了實(shí)地體驗(yàn)和觀察的專業(yè)性平臺。

蘇教版八年級上冊生物學(xué)第十六章生命的起源和生物進(jìn)化包括生命的誕生、生物進(jìn)化的歷程、生物進(jìn)化的學(xué)說和人類的起源和進(jìn)化四節(jié)內(nèi)容。本章節(jié)課本內(nèi)容文字介紹簡潔，并配大量的圖片資料，活動內(nèi)容多以討論的形式呈現(xiàn)。但如果學(xué)生對于相關(guān)知識缺乏一定認(rèn)識基礎(chǔ)，則很難產(chǎn)生高質(zhì)量的討論結(jié)果，更無法滿足學(xué)生對于生命起源及進(jìn)化歷程的好奇心。即使教師借助網(wǎng)絡(luò)資源下載視頻輔助教學(xué)，依然很難讓學(xué)生直觀體會到生物進(jìn)化的演變過程，無法將知識內(nèi)化。而南京古生物博物館中豐富的館藏標(biāo)本資源從一定程度上可以有效解決這一難題。

但場館的展廳較多，與教學(xué)內(nèi)容不能完全契合，需要教師有機(jī)整合場館資源，選擇相關(guān)程度高的展品及資源帶進(jìn)課堂，而相關(guān)度較低的或是某一領(lǐng)域涉及過深的內(nèi)容則建議借助課外探究時(shí)間進(jìn)行深入?yún)⒂^和學(xué)習(xí)。通過這樣的資源整合，教師能最大限度地拓寬課堂知識邊界，又不至于影響正常的教學(xué)進(jìn)度。

本文筆者將根據(jù)第十六章生命的起源和生物進(jìn)化的四節(jié)內(nèi)容，羅列出適合在課堂呈現(xiàn)的古生物博物館資源。

1 利用VR 技術(shù)，“真實(shí)”探尋生命起源

第十六章第一節(jié)“生命的起源”教材內(nèi)容主要系統(tǒng)地介紹了對人類生命起源初步認(rèn)識的過程及生命起源實(shí)驗(yàn)的研究過程，重點(diǎn)地闡述了米勒模擬原始地球條件進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。但相關(guān)知識的呈現(xiàn)方式僅限于圖片和文字資料，無法呈現(xiàn)生命誕生的動態(tài)演化過程。教師可借助古生物博物館的VR展廳技術(shù)，結(jié)合教室投屏設(shè)備，讓學(xué)生“真實(shí)”走進(jìn)生命起源展廳。學(xué)生在課本中提到的“自生論”“神創(chuàng)論”的基礎(chǔ)上拓展“宇宙胚種”起源說，深入學(xué)習(xí)“化學(xué)演化學(xué)說”的由來。通過VR 參觀，幫助學(xué)生認(rèn)識到冥古宙時(shí)期形成最古老的地殼。太古宙是原始生命誕生及生命演化的初級階段，地球表面出現(xiàn)原始海洋，生命開始誕生，最典型的代表是疊層石。學(xué)生可以通過觀察疊層石的原始化石標(biāo)本來了解地球上最早的生命原始樣態(tài)。元古宙時(shí)期又大體上可細(xì)分為古元古代、中元古代時(shí)期和新元古代期三個(gè)代，其中在古元古代時(shí)期就出現(xiàn)了自然界第一次生物大氧化事件，誕生出了原始真核生命，中元古代則迎來從了一個(gè)單細(xì)胞的藻類開始向生物群體、多態(tài)細(xì)胞方向發(fā)展的進(jìn)化。新元古代是生物界即將進(jìn)入動物演化的新時(shí)代，多細(xì)胞生物獲得大發(fā)展的重要時(shí)期。基于此可以帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)“生命悲歌-大滅絕”展廳，這里講述了顯生宙以來的五次大滅絕，生物大滅絕的原因極為復(fù)雜，由此引發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生認(rèn)識到大滅絕既是生物進(jìn)化的中斷，也是生物更替的開始。正如我們所知，如果恐龍不滅絕，那么哺乳動物就很難得到發(fā)展，人類更沒有可能成為地球的主人。接著引導(dǎo)學(xué)生了解到在人類活動的強(qiáng)烈干擾下，如今物種滅絕的速率比史前正常情況下每年滅絕3個(gè)物種要快近1000倍，比形成新物種的速率快了近100萬倍。提出問題：難道我們所處的今天正在發(fā)生第六次集群滅絕事件嗎？這個(gè)問題值得深思，而思考的過程正是引導(dǎo)學(xué)生樹立生物和諧共生理念的絕佳過程。

初中生對于知識的獲取過程常常伴隨著高階思維的形成，因此課堂的知識層級是需要教師著重考量的。單單依靠課本知識，學(xué)生自主閱讀便可習(xí)得，這就迫使教師必須依據(jù)教材內(nèi)容挖掘更能激發(fā)學(xué)生思維活性的課程資源，讓學(xué)生在課堂上獲取書本之外的浩瀚，激發(fā)思維的星火。

2 借助公眾號資源云體驗(yàn)進(jìn)化歷程

第十六章第二節(jié)“生物進(jìn)化的歷程”一節(jié)，教材中主要展示了恐龍骨架及恐龍蛋化石、魚類化石、蕨類化石和被子植物化石等的圖片，并設(shè)計(jì)馬的進(jìn)化歷程的討論活動，還用較長篇幅闡述始祖鳥化石及孔子鳥化石在生物進(jìn)化歷程推演的過程中起到的重要作用，最后配合生物進(jìn)化樹的游戲完成生物進(jìn)化歷程的學(xué)習(xí)。這一節(jié)內(nèi)容的課程資源在古生物博物館中極其豐富，如條件允許，可以帶領(lǐng)學(xué)生來到博物館進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，在真實(shí)的情境中做到真看、真體驗(yàn)、真學(xué)習(xí)。但如不能到現(xiàn)場，也可以嘗試借助古生物博物館微信公眾號功能中新增的的智慧導(dǎo)覽語言功能，主要包括對硅化木、似蘇鐵、疊層石、筆石、海百合等55種化石的圖文音三位一體的介紹，學(xué)生在觀察課本6大類化石圖片后，教師可以隨意挑選幾種學(xué)生感興趣的化石資料在課堂上學(xué)習(xí)，例如學(xué)生生活中常見的“琥珀”在這也有介紹。琥珀作為遠(yuǎn)古植物的樹脂經(jīng)過長久的地質(zhì)作用形成的化石，常常含有保存很好的古生物，為重建遠(yuǎn)古時(shí)代的生物多樣性、演化歷史、古生態(tài)學(xué)以及生物地理分布提供了大量重要考古證據(jù)。再比如古生物博物館中所保存的兩塊“盤形菊石”為采自加拿大的寶石級菊石化石，五彩斑斕的顏色讓學(xué)生為之驚嘆，值得一見。還可以選擇展示館藏的“恐龍蛋”化石，我國作為恐龍蛋化石大國，無論是數(shù)量還是類型都在世界上首屈一指。亦或者向?qū)W生展示“中華龍鳥”化石以及我國遼寧省朝陽地區(qū)發(fā)現(xiàn)的“孔子鳥”化石，這些化石的發(fā)現(xiàn)為鳥類的起源提供了重要的證據(jù)，在生物進(jìn)化歷程的研究中起到了里程碑的意義。當(dāng)然，由于課堂的時(shí)間是有限的，教師可以教會學(xué)生課后繼續(xù)了解其他化石內(nèi)容的方法，讓學(xué)生在課后也能自由獲取珍稀的化石標(biāo)本介紹。還可以推薦學(xué)生去看館內(nèi)的“從龍到鳥”國風(fēng)科學(xué)繪畫展，讓學(xué)生在藝術(shù)的熏陶下感受科學(xué)的力量。

基于這樣的課程設(shè)計(jì)，充分展現(xiàn)了跨學(xué)科融合的理念，讓學(xué)生在相對輕松的觀賞氛圍下見證生物進(jìn)化的神奇魅力，在學(xué)生心中種下鑒賞美、創(chuàng)造美的種子，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生融合體驗(yàn)。

3 聆聽達(dá)爾文講堂與大師思維碰撞

第十六章第三節(jié)“生物進(jìn)化的學(xué)說”，教材中簡要闡述了達(dá)爾文的生物進(jìn)化學(xué)說，并精心設(shè)計(jì)了加拉帕戈斯群島上地雀的進(jìn)化探究活動，最后以我國澄江動物化石群指出生物進(jìn)化學(xué)說在發(fā)展的觀點(diǎn)。教師前半節(jié)課依據(jù)課本介紹達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說并指導(dǎo)學(xué)生探究加拉帕戈斯群島上地雀的進(jìn)化過程，在學(xué)生初步掌握達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的基礎(chǔ)上利用古生物博物館推出的“達(dá)爾文大講堂”欄目進(jìn)一步加深學(xué)生對于達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的深度認(rèn)識。承擔(dān)大講堂主講任務(wù)的基本都是我國古生物學(xué)家，很好地保障了古生物知識傳播的完整科學(xué)性和高度準(zhǔn)確性，確保了古生物博物館科學(xué)傳播信息平臺的權(quán)威性。教師在課堂中引用一二，為學(xué)生零距離接觸古生物學(xué)家，了解并掌握古生物的最新動態(tài)知識，起到了很好的紐帶作用。教材最后一部分展示的澄江動物化石群作為古生物博物館的特色展中展品，教師可帶領(lǐng)學(xué)生一睹為快。值得一提的是，南京古生物博物館還面向公眾舉行“達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)站”特色活動，其中的化石修復(fù)課程十分火爆，教師可以讓感興趣的學(xué)生參與其中，玩轉(zhuǎn)古生物。

初中生物課程的學(xué)習(xí)很大程度上是培養(yǎng)學(xué)生對于自然科學(xué)的興趣，因此課堂的活躍性及科學(xué)性是教師應(yīng)當(dāng)格外關(guān)注的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這就要求教師在課前進(jìn)行充分的備課。現(xiàn)下許多教師依賴網(wǎng)絡(luò)資源，殊不知網(wǎng)絡(luò)資源雖廣闊，但謠言也潛藏其中，如何選取權(quán)威的課程資源作為課本內(nèi)容的補(bǔ)充是從教者需要學(xué)習(xí)和研究的。

4 依托地域資源深挖科學(xué)內(nèi)涵

第十六章第四節(jié)“人類的起源和進(jìn)化”一節(jié)，教材正文中主要包括了人猿同祖及人類進(jìn)化的主要?dú)v程兩部分內(nèi)容，并配有人與猿的關(guān)系的討論活動。本節(jié)內(nèi)容與學(xué)生的認(rèn)知關(guān)系最近，學(xué)生較容易理解，基于此，教師應(yīng)把握學(xué)習(xí)的生長點(diǎn)，挖掘本地教育資源，古生物博物館中就專門有“人類的起源”展廳，直觀呈現(xiàn)了人類演化的歷程。還特別展出“南京直立人”版塊，“南京直立人”化石于1993年發(fā)現(xiàn)于南京湯山葫蘆洞，因此而得名。南京直立人的發(fā)現(xiàn)為蘇皖地區(qū)成為繼非洲之外的另一個(gè)人類發(fā)源地提供了重要支持。

針對不同難度的生物課程，教師應(yīng)因材施教地合理準(zhǔn)備教學(xué)設(shè)計(jì)，對于難度較低的教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)當(dāng)更加注重對于學(xué)生知識深度的有效挖掘，結(jié)合本地地域特色開展相應(yīng)的課外教學(xué)，指導(dǎo)廣大學(xué)生將課本所學(xué)應(yīng)用于生產(chǎn)及社會實(shí)踐之中，提升學(xué)生有效利用課本知識解決實(shí)際問題的能力，提升學(xué)生的綜合科學(xué)素養(yǎng)。

5 總結(jié)與反思

對于生命起源與生物進(jìn)化內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教學(xué)內(nèi)容離學(xué)生實(shí)際生活有一定的距離。學(xué)生對生物進(jìn)化的興趣較高，但由于缺少直接的經(jīng)驗(yàn)，苦于這一部分知識量宏大，不易掌握。教師通過借助南京古生物博物館提供的各類信息技術(shù)資源進(jìn)行教學(xué)，通過大量的化石和科學(xué)事實(shí)及數(shù)據(jù)，理解生命發(fā)展演化過程以及各演化時(shí)期之間的內(nèi)在聯(lián)系、邏輯關(guān)系等。使學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲取知識的方式不再是將其看成一個(gè)個(gè)孤立的點(diǎn)，而是在學(xué)生腦海中構(gòu)建出一幅生命誕生及生物進(jìn)化的宏觀過程圖和微觀全景圖，可以真正幫助學(xué)生形成一個(gè)科學(xué)正確的世界自然觀念和世界觀。

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和過程的組織中，需要授課教師事先到場館中進(jìn)行實(shí)地考察，篩選適合在課堂引用的教育資源；另外，古生物博物館展廳內(nèi)容中的信息含量明顯超出教材的學(xué)科范疇，這對于教師本身的綜合知識水平提出了更高的要求。如果授課教師選擇在展廳進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，這種開放的教學(xué)環(huán)境對現(xiàn)場教學(xué)的把控能力等也提出了巨大挑戰(zhàn)，教師的課程教學(xué)準(zhǔn)備過程應(yīng)更加充分和具體。

無論是生物課堂走進(jìn)古生物博物館抑或是讓古生物博物館走進(jìn)生物課堂，都在擴(kuò)大知識的傳播力量，是讓人類文化遺產(chǎn)傳承下去，是中華文化復(fù)興的重要體現(xiàn)，是厚植中華文化自信的必經(jīng)之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮偉民，古生物博物館的科學(xué)傳播[J].科學(xué)教育與博物館，2015，1（5）：357-360.

[2]金淼金，榮瑩，自然博物館教育資源應(yīng)用于生物學(xué)科教學(xué)一例[J].生物學(xué)教學(xué)，2019，44（4）：64-66.

[3]朱明淏，淺談博物館在科普教育中的作用[J].鋒繪，2019，4：207-208.