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分组比赛在高校古生物学实验课中的应用

  中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)06-0044-03
  近年来的高校教学改革工作在古生物地史学教学方面已经取得很多进展,例如教学内容的设置[1-2]、在线开放课程(MOOC)的运用[3]、野外实习课的尝试和增加[4-5]、课程设计的开发原则[6]、精品课程的建设[7]、比较方法的推广[8]等,引入较新的科研成果[9],多媒体教学等教学方法的完善[10-11],形成了一些成功的教学理念[12-13]。这些教学改革措施的实践,正不断推动古生物学教学改革的发展。
  笔者在从事“古生物学”的教学中,积极参与成都理工大学的教学改革,并在教学实践中不断思考和实践。自2010年第一届全国大学生地质竞赛举办以来,已经成功举办三届,笔者有幸参与了成都理工大学参赛选手的古生物化石辅导工作。在辅导工作中发现,报名参加竞赛的学生在古生物实验室复习古生物化石标本时表现出了浓烈的学习欲望。通过多次观察和反复思考,笔者在教学工作中受到了启发,针对目前“古生物学”实验课中存在的学生的学习兴趣不够浓厚、学习主动性不高的问题,2014年就开始尝试将比赛的形式引入到“古生物学”的实验课堂中来。本文以成都理工大学地球科学学院地质学专业的“古生物学”实验课为例,将分组比赛的教学环节进行阐述,以供广大地质教育工作者参考。
  一、实验内容的安排
  地球科学学院地质学专业的“古生物学”实验课学时设置为20学时,分10次完成。实验内容包括化石的保存类型和各类标准化石的认识实验。本教研室针对地质类专业本科生的古生物学课程开设的标准化石类别包括类、珊瑚类、腕足类、双壳类、头足类、三叶虫类、笔石类、蕨类植物和裸子植物化石。具体实验材料和实验目标如表1所示。每次古生物实验课,实验室可以提供4套教学标本,即4套标本的组合是重复的,以保证每组学生看到同样的实验标本。具体每个类别的每套标本的化石类型如表1所示。
  “古生物学”每次实验课的目的总体是相同的,即要求掌握每个类别的基本构造,并要求能掌握一定数量的化石代表。例如,三叶虫化石实验的目的,要求掌握三叶虫的主要构造特征,并了解三叶虫的一般特征,还要掌握三叶虫一定数量的化石代表。
  对每个大类的实习,需要掌握的构造也较多,例如三叶虫的背甲构造,所有构造名称合起来有四十多个,如图1所示。这些构造之间又有着相互的联系,例如头甲外形的观察,要注意头甲的颊角特征,夹角处是否发育颊刺,如果发育颊刺,颊刺特征有几种情况;固定颊的发育情况,固定颊上还存在六个低一级别的构造,如眼脊、眼叶、固定颊眼区、眼前翼、后侧翼和后边缘等。
  图1 三叶虫的背甲构造名称及关系图
  十次古生物实验的内容,其中九次都是识别化石标本上的壳体基本构造特征,掌握化石的主要鉴定特征。虽然,课堂上强调要有重点地掌握,但是在某种程度上,古生物实验课的内容还是显示出了一定的枯燥性、复杂性和乏味性。因此,通过丰富和改善古生物实验课的教学环节来带动学生学习的积极性和主动性显得极为重要。
  二、比赛环节的设置与效果
  近十年来,成都理工大学沉积地质研究院地层古生物实验室开设的“古生物学”实验课,实验室针对每个大类提供4套实验标本,每套标本数量为7―10个,如表1所示。因此,不论是针对高学时还是低学时专业的学生,成都理工大学地层古生物实验室开设的古生物实验课皆是以班级为单位,分4个组同时进行。
  (一)比赛环节的设置
  每次实验课,设置四个环节:第一个环节,课程开始后,首先要求每位学生各选一块标本,试着画图并鉴定,时间5―10分钟,这一环节主要是让学生发现自己的问题;第二个环节,教师带领学生一起复习化石大类的主要构造特征(例如三叶虫的背甲构造),并指出重要鉴定特征(头甲和尾甲上的构造),这一环节主要是帮助学生解答第一环节中发现的问题,目标性极强;第三个环节,要求学生继续实验,以实验报告的形式规范其鉴定步骤,完成一块标准化石的鉴定,最后将每组当中的其余标本按照教材上的描述特征认真观察其鉴定特征;第四个环节,即比赛环节,在实验课的最后10―20分钟的时间里,开始进行比赛,这一环节是刺激学生在第三环节中对其他标本的用心观察和认识。
  比赛环节的具体安排可以按以下几个步骤和规则来实施。
  1.任课教师在4个组的实验标本中分别随机抽取1块标本,总共抽出4块标本作为比赛标本。
  2.各小组推荐一名学生,站到讲桌前,背对大家描述手中的化石鉴定特征,该小组的其他学生准备判断该石标本的鉴定结果。例如,随机选一块速壁珊瑚化石,请第二组派出的代表走到讲桌前,背对着学生准确描述出速壁化石的鉴定特征。第二组的其他学生认真听,并思考该珊瑚化石的署名;如果描述化石特征的学生对速壁珊瑚化石的特征描述准确,则本组其他学生才能够准确判断出其化石属名为速壁珊瑚。
  3.若化石鉴定比赛成功,则小组每位学生同时加
  1―2分;若是在教师或学生的提示(或者提问)下,才能够准确描述化石特征,则小组每位学生只能加0.5―1分;若是在教师或学生的提示下,仍不能够准确描述化石特征,则该组学生皆失去加分的机会。   4.每次实验,每个小组只有1次鉴定化石标本的机会,共计有10次实验,即可以有10次累积分数的机会;将实验课化石鉴定比赛的累积分数加进实验课的最终成绩中。例如,如果第二组学生,10次实验课结束后,该组累积分数为8分,则第二组的每位学生的实验课成绩(实验报告或实验考试最终成绩)基础上加8分。
  (二)效果
  2014年、2015年的教学中,笔者都在课堂上尝试这种实验教学环节的设置,实践证明?@种实验课环节的设置是行之有效的。由于各小组之间存在竞争,识别化石不仅让他们有成就感,而且也强烈地刺激了他们的集体荣誉感,在课堂上可以深刻感受到学生渴望掌握更多知识的激情。
  第一次实验课和第二次实验课初试比赛环节后,第三次实验时,学生基本掌握实验课程序和比赛程序了。后续的每次实验课,学生来到实验室后,抓紧时间看标本,第一个实验环节甚至无须教师的提醒就能普遍完成得很好。第二个环节,任课教师以模型或实验标本讲解该大类的基本构造特征时,学生真正可以做到专注听教师讲,并及时提出自己的问题,可以达到课堂上的有效互动,课堂学习气氛较好。第三个环节,学生积极动手实验中,教师只需在教室里来回走动或在讲桌前等待答疑,无须重复提醒他们如何端正态度认真看化石。第四个环节,四个小组的学生开始针对每个类别的化石典型特征激烈讨论,个别进行较快的小组跃跃欲试准备描述和鉴定,并以此检验本组成绩和荣誉。答得好,其他学生会给予掌声鼓励。事实上,在最后的环节,学生自发的掌声不断。学生深刻体会到了学以致用的成就感。
  每次实验课结束后,学生不仅提交了一份质量较高的、规范的古生物实验报告,还在有限的时间内对其他化石标本进行有效的识别和认识,这使得学生变被动学习为主动学习,极大地提高了学生的学习兴趣,并增强了集体荣誉感。古生物实验课在学生的比赛中轻松地进行着,针对9个古生物类别的典型鉴定构造也逐渐被所学生所思考和掌握。通过古生物实验课化石鉴定比赛环节的锻炼,学生正确掌握了化石的鉴定方法和学习方法,印象深刻。
  这种教学环节,也可以在低学时的古生物实验课中推广和应用。例如成都理工大学能源学院的资源勘查与工程专业的古生物地史学的实验课(只有10课时的实验课,分5次完成)。笔者针对专业课时较少、化石类别未减的特点,将化石鉴定难度和深度度降低,在实验课的最后10分钟进行比赛,可实行抢答的方式进行比赛。尝试结果表明,该比赛实验环节在低学时课堂中也可开展,同样可以有效地降低学生对古生物化石实验课的枯燥感,激发学生的学习兴趣。
  在古生物实验课堂中引入比赛加分环节,是笔者参与古生物学教学改革的一个尝试。该教学环节使学生在实验课所有环节都有一个明确的学习目标,即能够识别每套标本中不同类型的化石鉴定特征。尝试使得古生物实验教学工作,真正出现教育工作者所期待的现象:教师引导,学生以主人翁的姿态主动吸收和积累知识。因此,笔者认为,古生物实验课引入比赛环节是可行的,还需要我们将它进一步完善和推广,这种教学模式也可以推广到三大岩石的实验课教学中去。

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