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进化生物学教学方法
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,对所学知识进行联想串联.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.本课教学宜采取“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.
进化生物学论文范文结:
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