动物学是步入生命科学知识大门的基础和开篇——浅谈师范院校生物科学专业的动物学教学

马丽滨,魏朝明,许升全,李建锋

(1.陕西师范大学 生命科学学院，西安 710119；2.陕西省河流湿地生态与环境重点实验室，陕西 渭南 714099)



动物学是步入生命科学知识大门的基础和开篇
——浅谈师范院校生物科学专业的动物学教学

马丽滨1,魏朝明1,许升全1,李建锋2

(1.陕西师范大学 生命科学学院，西安 710119；2.陕西省河流湿地生态与环境重点实验室，陕西 渭南 714099)

摘要：生物学关乎人类生活的方方面面，作为师范院校生物科学专业的学生，其生物学知识体系框架的形成对其未来从事基础教学的工作具有深远影响。而动物学作为他们的第一门专业课程之一，其对生物学知识体系的构建具有启蒙和开篇的作用。结合媒体信息技术、疏导“教”“学”沟通、激发学生兴趣，将有助于培养学生大学课程的学习方法、构建专业知识体系框架、养成必要的科学素养，以及形成基本的环保和科普意识。

关键词：生物学；教学；动物学实验；翻转课堂；3Rs原则

动物学是很多师范院校生物科学专业学生入校后接触到的第一门专业课程，其对学生了解大学课程的学习方法、认识生命、构建生命世界的知识框架具有重要作用。纵观人类对生命世界认识的历史过程，从林奈的《自然系统》、达尔文的《物种起源》到当今世界“人类基因组”的破解，宏观的动物学知识都扮演着人类认识自然的基础和框架的角色。动物学讲解了生命的形式、结构，生命与环境的关系以及发生发展规律[1]4。如果缺少动物学的知识基础，也许学生会疑问细胞是什么，它们长在哪里；或者无法释疑人体是否同石头、铁块一般，不加组合地由很多分子组成，等等。生物学在基础教育阶段具有特殊而重要的作用[2]。尽管中小学生中只有极少数会接受高等生物类教育，但人们在其成长过程中难免要经历各种生物学相关的生活问题。生长发育、环境保护、市场买菜、医院看病，凡此种种，无一不与生命科学相关。例如，曾在微博、朋友圈流行的关于食品、保健的伪科学、虚假信息之所以能够大行其道，其根本原因就是大众缺少必要的生物学知识和基本科学素养而致轻信上当[3]。绝大多数生物类师范生都将走上中小学教师岗位，从事基础生物学教学工作。他们的生物学知识体系，尤其是对生命宏观体系的理解，将决定其是否能够有效地搭建起中小学生的基本生物学知识框架，塑造他们对生命世界的基本认识，并影响自己，甚至几代人的生活质量。

一、动物学的教学价值

1.启蒙：大学学习方法和能力的培养

作为生物科学的一门基础学科，在很多师范院校生命科学专业的课程设置中，动物学常常面向刚刚高中毕业的大学一年级新生授课。这门课程无论是课程内容，还是教学本身，都担负着承前启后的重要作用。动物学开启了生命科学的篇章，从宏观上展示了生命世界的组成形式，为今后生理、解剖、生化及细胞生物学等微观学科建立了基本的知识框架和体系；动物学也是一年级学生由基础教育学习向高等专业教育学习转变过程中接触到的专业课程之一。因此，动物学教学需要兼顾学科本身的知识内容、生物学的知识体系以及生物专业知识的学习方法三个方面，并在此背景下开展教学活动。

就知识摄取而言，高中基础学习和大学专业学习没有太多区别，但是，高等教育更应注重知识体系的构建，辨析知识和问题，诱发学生思考，并针对兴趣主动涉猎相关文献。在高等教育中，细枝末节的知识点不再是教学和学习的唯一内容，我们更应注重学科知识体系的建立，告诉学生学科知识的构成和框架更为重要。因为学科中还存在很多未知，知识内容还在不断更新；就个人而言，被灌输知识和主动获取知识的区别就在于是否可以自我整理知识内容，因此，知识体系的构建才是大学教育的关键。

此外，由于知识内容不断更新，学科中的很多内容应当看作一个需要探索的科学问题，而不是既有的、成熟的知识点。例如，千奇百怪的生命世界总会出现“令人惊讶”的特例，而正是这些特例使我们对生命世界的认识越来越完善。因此，教师在教学中应当让学生分辨哪些是知识，哪些尚为问题。在大学教学中，还应该结合学科专业诱发学生主动思考，鼓励学生提出问题，并指导其主动探索，让学生在实践中体会学科的知识内容。

2.基础：生物学专业知识体系框架的构建

动物学是以动物界各类群特征为知识点，以生物进化为主线构成的“念珠状”知识体系。动物学的知识内容可以分为“静态”知识和“动态”知识，所谓“静态”是指动物学中基本类群、形态结构等内容，而“动态”是指其中的生命变化过程、生物进化等方面的内容。就知识而言，“静态”知识繁杂，涉及大量新名词、各种陌生结构；而“动态”知识抽象，需要克服一些常常被误解的生活常识才能深入理解。就教学而言，“静态”知识相对容易叙述，但学生常表现为易接受，难把握；对于有限的知识内容学生容易接受，但在目前课时普遍压缩的背景下，课堂内容十分丰富，常常很难让学生形成可靠记忆，并完全理解和掌握。而“动态”知识叙述困难，并且自然世界千奇百怪，有些知识内容超出学生的认知常识，因此，学生常表现为接受困难，然而，因为此部分知识本身动态连贯，学生一旦理解，便容易掌握。

动物学知识是由生物演化这条主线贯穿起来的各个类群的形态结构和生物学特征等内容。如果抛开主线，仅就知识结构而言，每个类群讲解所涉及的知识结构是一样的，均由类群的基本特征、分类以及与人类的关系三个部分组成，其中，类群的基本特征和分类亦即关于共有特征及其物种与形态多样性的介绍。关于生物演化，教材在知识编排上遵从了由低等到高等、由简单到复杂的生物演化方向；对于具体的进化知识，需要针对不同章节的内容加以比较，例如，脊椎动物循环系统的演化就需要对比从脊索动物到哺乳动物循环系统的形态结构来认识和了解。另外，关于动物类群基本特征的介绍，其知识结构也是一致的，均包含消化系统、呼吸系统、循环系统、排泄系统以及神经系统等知识模块。

二、动物学的教学理念

1.教与学：注重知识，更要注重教学方法

课堂教学应当包括两个方面：知识和传授。知识方面的内容应当考虑知识结构和知识内容两个问题。知识结构有教学结构和课程结构，所谓教学结构即教学中以基本知识点为基础，突出重点难点，并做好授课内容承前启后的工作；而课程结构即讲授内容自身的结构体系，如前述，动物学具体到每个章节，授课内容无非动物类群基本特征，亦即“几大系统”和动物类群包含的种类，因此授课也将以这些模块对内容进行划分。

就知识而言，应当以大纲规定的基本内容为主，辅以生活实践及科学前沿与热点。教学中联系生活一方面可以深入浅出地指引学生对教学内容的理解和认识；另一方面可以学以致用，让学生体会到知识应用的快乐，并形成知识应用的意识，将知识活学活用。对于有些知识内容，可能还没有完备的研究成果和既成的结论，比如涉及动物行为和生物演化的内容，很多认识尚在求证之中，与其说是知识，不如称其为有待探索的问题。而对于这样的知识内容，应当向学生适当讲授科学前沿的内容，一方面可以扩展学生的认知范围，另一方面还可以培养学生基本的科研思维，为其以后的发展打下基础。

课堂教学的另一个主要方面就是“传授”。传授，首先要做好课堂设计，注重知识层次，分析知识内容，层层铺垫；注重知识的整体性和连贯性，将课本提起来、铺开去，反复提炼知识内容。例如，一节关于脊椎动物骨骼系统的课程，首先要清楚授课内容涉及繁杂陌生的名词和抽象难懂的空间结构，然后，在此基础上设计教学内容。在层次上，要安排好骨骼名词的熟悉过程，稍稍加以介绍，给学生以初步印象，然后进行结构和功能的介绍；在整体性上，要将骨骼放到骨骼系统中加以介绍，由整体到功能分区，再到每块骨骼。另外，动物学教学始终要把握结构和功能的一致性，因此，在骨骼教学中，一定要突出骨骼的功能分区以及骨骼形态特征与功能的关系。

传授的另一个关键是“信息交流”，即注重信息的传递和反馈。当知识内容、知识结构和课堂设计的前期内容准备充分后，接着就是与学生之间的信息交流了。授课中要时刻关注学生表情、肢体等方面的信息反馈，判断学生对授课内容的掌握情况。另外，教学实践中一个关键的问题是避免和克服学生主观或客观的惰性。对待这个问题，首先要具有以学生为主体的服务意识，分析学生产生惰性的主观原因和客观原因。学生往往会因为知识传授中的枯燥、抽象、超出理解而有意或无意地产生课堂惰性，或者神游他方，或者干脆把自己当作一个局外人。这种情况就要分析教学中哪里出了问题，及时弥补。此外，学生还会因为教室环境、个人生理因素产生惰性，对待这些问题也要及时发现，尽量补救。

2.教育技术：现代教学设备和媒体技术的运用

信息化教学对直观性要求高的动物学很有必要，因为大量的形态结构、功能过程仅仅通过语言的描述很难形成直观印象，不能使学生很好地理解掌握。在早期的教学中，挂图是必不可少的，以至于很多生物系的教研组会专门配置“绘图员”这一岗位。更有早已退休的教师曾以一边讲解一边在黑板上绘制出栩栩如生的动物形象而成为佳话。然而，伴随媒体形式的发展、信息终端的普及，在课堂上展现辅助教学内容的媒体资源早已突破了平面图像的限制，声音、影像，甚至三维结构均可方便地用于教学。当然，如今多媒体信息的展示主要以课堂、讲台这样“一对多”的形式为主。这种形式是传统教学方式的传承和发展，还将成为教学方式的主流。但是，动物学教学内容多样，尤其在实验、野外实习这样一些实践性课程上，这种“一对多”的教学形式还相对低效，因为我们无法在此类教学中对每一位学生进行即时辅导。如此，“多对多”的教学方式将会大大改善此类教学的授课效果，实现或部分实现“手把手”地指导学生。

例如，在动物学解剖实验中，教师的操作演示是一个必要的步骤，是学生自己进行实践前的重要参考。但是，教室空间常常有限，教师的演示操作也只能进行一次，而每组三四十名学生“围观”时往往需要个个“挤破脑袋”才能看个大概。如果通过增加演示屏幕，使每一个或多个学生轻松地共用一个屏幕观察操作演示，不仅避免了演示的死角，而且还让每位学生清楚地看到操作过程。同样，如果利用监控设备观察每位学生的操作，教师也能及时发现问题，总结知识盲点，并对问题进行纠正。又如，动物学野外实习需要在极短的时间内让学生观察和识别大量野生动物，而在物种多样、野外场所限制的影响下，往往教学过程辛苦，教学效果平平。如果能够克服时间少、空间局限的困难，改善学生对大量知识点的模糊记忆，实时地将野外观察信息和大部分学生学习疑问的解答以“多对多”的方式传送给每一位学生，将会极大地改善教学效果。目前，手机、平板电脑等智能终端已经十分普及，利用这类终端媒体平台，将课程内容、物种识别特征以及野外实时的物种信息等即时推送到学生面前，将能够突破时空限制、利用起学生碎片化的时间和空间，使学生能够随时随地回顾记忆模糊的知识内容，并因时因地地为他们提供野外观察指导。

三、动物学的教学拓展

1.能力：认知、研究及创新能力的培养

大学课堂不如中学一般整齐划一，但中学生物教学的三维目标“知识、能力、情感态度和价值观”和我们的目标是一致的[4]。因此，培养学生立体思维、逻辑思维、观察能力，以及研究和创新能力也是动物学教学贯穿始终的基本目标。动物学涉及大量形态结构和动物的空间地理分布，这些内容是培养立体思维和空间思维能力的良好素材。学习多样的动物形态，其本身就在于拓展学生的空间结构视野，当学生惊叹“原来长这样”的时候，他们就增加了一种空间认识。动物学教材的编写具有两大基本逻辑：结构与功能的统一和由简单到复杂、由低等到高等的进化方式。在厚重繁复的动物学内容中，这两个逻辑贯穿于全书，教师在教学中也会经常提示这两个逻辑。如前所述，这两个逻辑如同“串珠”的绳子，将所有动物学知识串联在一起。因此，在学生学习好动物学的同时，他们掌握了这些逻辑，并进行了相关的逻辑思维。观察能力需要在实践教学中培养，但是，在理论教学中，合理、必要的引导不可缺少。例如观察动物结构的次序和方式，恰是教师在课堂上讲解动物结构的次序和方式，将其加以强调，可以培养学生的观察意识和对观察方法的基本了解。

研究和创新能力的培养是教师教学的一个较高要求，也是学生在一定学习的基础上，通过实践教学培养的更高学习目标[5]。例如，动物学实验教学既是该课程的实践内容，也是动物学知识具体化的一种方式。我们每学年在动物学课程设置中，除了基本的操作内容之外，均会提供2～3个由学生自主操作的探究性实验。对实验内容、实验条件和方法，教师仅指导，不参与。这些内容涉及单细胞动物、昆虫的饲养，以及对其进行的环境刺激，也涉及校园鸟类调查或害虫监测等[6-7]。学生往往互相协作，自行查阅资料、设计实验方案、开展实验并总结分析实验结果。这个过程给予了学生自主实践、主动探索的机会，也让学生体验了科学研究的基本方式。然而，因为学生数量大、可选主题少、教师指导有限，往往不能完全发挥学生参与的主动性，造成一些学生的敷衍行为。

因此，上述操作作为一种教学环节是可行的，但尚不能达到能力培养的目的。现今流行的针对本科生的实验室开放是学生相关能力培养的一种很好实践。开放实验室将学生分流，指导力度将会加大，实验内容多样，且往往与导师课题相关，因此更具有实践性以及科研成果的刺激。当然，这种实践方式将是广泛的、跨学科的，也是学生整个生物学专业培养过程中贯穿始终的学习经历和能力培养途径。

2.兴趣：动物学及生物学专业兴趣的培养

强调动物学的重要性，改善课堂沟通，应用多样的辅助设备，这些努力都以教师为主导，而作为教学主体的学生的主观能动性才是决定课程教学是否成功的关键因素。对动物学乃至生物学的强烈兴趣将促使学生主动思考、主动观察、主动涉猎更多的知识内容。这不仅对学生的专业能力培养具有深远影响，也利于学生探索和发现的基本科学素养的培养[8]。然而，在生活经历相对单调，接触动物类群较少、了解生命现象有限的背景下，名词、概念、物种、结构和形态多样复杂的动物学课程是抽象复杂的。因此，教师必须要注重生活实践与课本的衔接、注重抽象内容的具体化、注重提供较多的参与和互动机会，克服学生的混沌状态和厌烦情绪，激发学生的学习兴趣，使其不仅能够爱自然、爱动物，还能够主动探索自然、观察动物。

动物学知识浩瀚广博，限于生活经历和生活环境，学生学习动物学之前仅能接触有限的动物类群，而大量的课本内容对绝大多数学生是陌生的。陌生，虽然增加了学生的学习障碍，但也有可能激发学生的学习兴趣。因此，善加诱导，陌生的知识内容恰恰是培养学生学习兴趣的机会。对陌生事物的好奇，是人类求知的本性。对于学生常见的动物类群，我们的授课设计要力求深入和拓展，在常识的基础上添加学生不知道的内容；对于学生罕见的类群，我们应当深入浅出，借助媒体平台，以学生普遍的认知结构——由生活环境到具体动物，由它们的群体到具体的个体，由基本内容出发，逐步拓展讲授知识。在授课内容的选材上，不妨加入一些生动有趣的内容，以活跃课堂气氛。比如，缓步动物是学生十分陌生的动物类群，它们的生活环境和形态特征将是我们授课的起点，而展现它们臃肿可爱的形态照片，将会引起学生注意且容易形成直观印象。又如，昆虫纲中的蚂蚁，多数学生都不会陌生，而我们将重点放在蚂蚁的形态结构(这些特征必须在显微镜下观察)、社会结构以及真实的巢穴结构，这些内容将是学生陌生而感兴趣的内容。

尽管在生物科学涉及的众多领域中，动物学作为经典学科是形象而生动的，但是，由于自然的多样，认识的局限，动物学的很多内容还会令人感觉抽象难懂。比如昆虫的气管式呼吸，相较于学生了解的肺呼吸显得比较抽象。再比如脊椎动物的骨骼结构，关于肩带的内容，学生即便看图也很难想象(学习人体解剖后，这部分内容将会容易)。对于此类情况，教师要把握相关的教学难点，利用媒体、教具或标本等技术手段，化繁为易，变抽象为直观。但是，在此基础上，教师仍需注意相关拓展知识的铺垫和衔接，从而让学生对内容真正掌握。其目的除了知识内容本身外，更解决了学生的知识盲点，开拓了学生认识自然的视野，最终轻松愉快地产生了对动物学的兴趣。此外，在教学实践中，教师也应该增加学生参与学习的机会以及与学生的教学互动。比如有些教学内容，如果季节环境适宜，可以组织或鼓励学生在校园进行观察。又比如，讲解脊椎动物，尤其哺乳动物的内容时，可以引导学生自己讨论和总结动物特征及动物类群，进行翻转课堂的教学。

3.情感：环保及科普意识的培养

目前的动物学教学，无论是理论课，还是实验课都缺失对于动物保护意识的培养。当然，在现有教材中，确实安排了关于动物保护的相关内容，但是这些内容零散、片面、不系统，与其说是知识，还不如说是宣传口号。而在这种泛化的保护宣传下，反而导致一些异化或病态的动物保护言论或行为。在环境质量日益被重视的今天，动物保护是需要更加强调的一种社会意识，作为将从事基础生物教育的教师来说，他们的正确观点和意识将对今后几代人的环境保护及动物保护的意识起到影响。因此，动物保护的内容要最大限度地强化和加深。

动物学实验可以作为有效途径来加强动物保护的教育。传统的动物学实验要使用大量的动物标本，这多少会违背动物保护的初衷。动物保护意愿要求人类尊重所有生命，尤其是脊椎动物这样较为高等的动物。此外，在进行动物实验的过程中，还要为动物提供必要的福利，使其遭受最小限度的痛苦。为此，我们一方面要提倡动物学实验的3Rs原则(即代替replacement、减少reduction、优化refinement)[9-10]，用其他方法代替动物活体实验，减少动物使用的数量，优化实验过程，从课程设计上做到对动物的保护；另一方面，我们在学期末，应当开展一些祭奠实验动物的仪式，一来作为对实验动物的感激，更重要的是强化了动物保护的意识，如果对这种仪式加以扩展，其影响力将会更大。

四、结语

在初级教育的课程设置中，生物学的地位一直不高，其知识内容也常常不受重视。其实，“生物知识”是学生成长，甚至成年之后的生活中最常涉及的知识内容。对生物的理解不应仅仅停留在物种识别、生态环保以及科技前沿这种略带“功利”的认识层面，因为这种认识会软化生物学的功能：生活中花草树木、瓜果虫鱼似乎不学生物也能熟知；环境保护的知识内容业已成为社会主题，越过生物学习也能了解一二；基因工程、生物信息过于高大，无法让每一位社会人“深有体会”。不同于这些过于强调的、片面的认识，我们应该意识到生物学是一个关乎包括我们人类自己生命在内的知识体系。往近里说，生物学的认识可以指导我们理解自己身体的一切生理变化和运行规律，在这些基本的概念背景下，我们能够理解病痛的原因，主动调节自己的身体状况或进行必要的治疗，从而避免轻信很多违背科学常识的“养生”之道。往远处说，生物学让我们正确认识自然和自然中的规律，在环保相关的行为中，不至于进行一些放生入侵物种这样“帮倒忙”或者“事与愿违”的可怕行为。

而作为生物学“理念”的重要传播者，各个生物类师范专业的学生将会成为主要力量。因此，基础生物学观念的培养，不仅影响着某几届的专业高校学生，更加影响着整个社会对生物学的认识。动物学作为高等生物科学专业开设的首门专业课程之一，其对初入生物专业的新生而言，将是重要的，它不仅会影响学生入门后的学习兴趣，也会影响学生知识体系的构建和学习方法的形成。因此，讲授好动物学课程就成为一件略带有使命感的工作。为此，我们必须注意在高中和大学两种教学环境下教学方法、方式的过渡；我们还要重视引导学生构建生物学知识体系；在教学实践中，重视和良好运作知识与传授手段这两个不同的实践层次；我们还要重视新媒体的使用，缓解教学压力、提高教学效率。另外，我们还要向学生渗透环保意识以及对动物的人文关怀。

参考文献:

[1] 刘凌云，郑广美.普通动物学[M].第4版.北京:高等教育出版社,2009.

[2] 张万海.高师院校非生物专业开设生命科学课程的思考与实践[J].渭南师范学院学报,2005,20(5):72-74.

[3] 黄秦安.科学如何与伪科学划界[J].渭南师范学院学报,2005,20(2):88-93.

[4] 田晓文,张迎春.生物活动课合作与探究教学模式初探[J].渭南师范学院学报,2004,19(2):65-68.

[5] 许秀,吴逸群.高等师范院校动物学教学创新能力培养的探讨[J].渭南师范学院学报,2013,28(8):76-78.

[6] 朱伟,冯正夫,胡彦江,等.动物学实践教学方法的研究与探索[J].实验室科学,2015,18(6):98-101.

[7] 张叶军,崔玉影,邹伟.改进无脊椎动物学实验教学的几点思考[J].实验科学与技术,2015,13(5):78-79,215.

[8] 吕琳娜.动物学实验教学改革的几点建议[J].教育教学论坛,2015,(48):183-184.

[9] 张秀玲,孙永岭,郑世英,等.高校动物学实验的动物福利及”3Rs”原则[J].南方医学教育,2012,(1):15-16.

[10] 吴清洪,顾为望,张嘉宁,等.加强动物实验教学,提高学生动手能力[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2005,7(3):302-303.

【责任编辑曹静】

Zoology Is Foundation and Beginning of Studying Biology:Comments on Zoological Teaching for Students in Normal College or University in Major of Biology Science

MA Li-bin1,WEI Zhao-ming1,XU Sheng-quan1,LI Jian-feng2

(1.College of Life Sciences,Shaanxi Normal University,Xi’an 710119,China; 2.Shaanxi Provincial Key Laboratory of River Wetland Ecology and Environment,Weinan 714099,China)

Abstract:Biology is important about many aspects of human’s life.It is very important for the framework and system of biological knowledge of teachers college’s students who are majoring in biology,which will profoundly impact students’future work as elementary,junior or senior high school teacher.Zoology is the one of these students’first professional courses and it will have an effect on how to begin the building of framework of biological knowledge.All of applying multimedia and information technology,advancing manner and communication of teaching and learning,and motivating interest and enthusiasm of students will tell students how to study in college or university,how to establish the framework of biological knowledge,how to develop the necessary scientific spirit,and how to shape the basic awareness of environmental protection and popularization of science.

Key words:biology;teaching;experimental zoology;flipped classroom;3Rs rules

中图分类号：G642

文献标志码：A

文章编号：1009-5128(2016)10-0045-05

收稿日期：2016-04-12

基金项目：国家自然科学基金项目：中国蟋蟀亚科整合分类学及鸣声演化规律的研究(31301901)；渭南师范学院自然科学项目：陕西黄河湿地蝶类多样性研究(16YKS005)

作者简介：马丽滨(1980—)，男，宁夏银川人，陕西师范大学生命科学学院讲师，农学博士，主要从事昆虫系统学研究；李建锋(1979—)，男，陕西大荔人，陕西省河流湿地生态与环境重点实验室讲师，理学硕士，主要从事动物地理学研究。

【教育教学方法研究】