探讨“动物行为的奥秘”教学课程培养大学生的科学素质

　　摘要：科学素质是公民素质的重要组成部分, 通识教育是开展大学生素质教育的重要方式之一。“动物行为的奥秘”是面向本科生开设的通识教育选修核心课程, 文章以具体的教学实例, 探讨了如何通过该课程教学培养大学生的科学素质。

　　关键词：通识教育课; 动物行为; 大学生; 科学素质;

　　Abstract：Scientific quality is an important part of citizens' quality, and general education is one of the important ways to carry out quality education for college students. "The Mystery of Animal Behavior" is an elective core course of general education for undergraduates. This paper discusses how to cultivate the scientific quality of college students through the teaching of this course.

　　Keyword：general education course; animal behavior; college students; scientific quality;

　　《党的十九大报告》将“全面贯彻党的教育方针, 落实立德树人根本任务, 发展素质教育”作为深入落实优先发展教育事业的重点任务[1]。科学素质是公民素质的重要组成部分, 具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识, 掌握基本的科学方法, 树立科学思想, 崇尚科学精神, 并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力[2]。大学生是国家的未来和民族的希望, 提升大学生的科学素质, 是培养符合新时代发展需求的创新型人才的基础。

　　素质教育作为一种教育思想观念, 具有丰富的内涵和多样的践行方式, 其中通识教育是重要的方式之一, 其目的是培养学生成为一个负责任的人和公民[3]。通识教育概念于1828年由美国人帕卡德 (A.S.Packard) 提出[4], 《教育大辞典》中界定的通识教育是近代关于教育目的和内容的一种教育思想以及据此实施的教学方式[5]。通识教育当前已发展成为国内外高等教育的重要构成部分, 我国最早提倡通识教育的是清华大学原校长梅贻琦[6]。

　　动物行为学是近些年蓬勃发展起来的一门新兴学科, 其研究内容与诸多学科相互交叉渗透, 如生态学、生理学、内分泌学、遗传学、心理学、经济学、社会学、进化生物学和发育生物学等, 所展现出的广阔发展前景吸引着越来越多的科学家投身于动物行为研究。动物行为研究取得了丰硕的研究成果, 不仅为我们理解神经系统的组织过程、个体的发育、人类行为的起源、物种形成和自然选择机制等做出重要贡献, 而且也越来越多地被应用到航天航空、仿生、生物防治、畜牧业生产、动物保护等方面。动物行为经漫长的进化历程演化而来, 精彩纷呈的动物行为蕴含着深刻的生存哲理与丰富的人文精神, 国内外许多高校开设了动物行为相关的通识教育课程。

　　“动物行为的奥秘”通识教育选修核心课程针对授课对象选择教学内容 (表1) , 以科学家的传奇故事和身边经典动物行为现象引出科学问题, 由浅入深地讲授动物行为学的基础知识、标志性研究成果及实践应用等教学内容, 目的是使大学生能够正确认识动物行为发生的本质, 了解动物行为的研究历史、现状和未来的发展趋势, 引导学生学会将不同学科的学术思想和研究方法进行融汇贯通, 培养其树立科学思想、敬畏自然、崇尚科学精神, 培养其发现与思考问题及运用知识的能力。

　　一、精选动物行为研究事例, 培养为科学献身精神

　　任何一门科学在其形成与发展中都离不开许多科学家的坚持与付出。Karl von Frisch及其同事对蜜蜂进行了长达50多年的研究, 证明了蜜蜂能辨别除了红色外所有的色彩, 甚至可看到紫外光;发现蜜蜂能感知偏振光、以舞蹈语言进行通讯等[7,8], 因此与Niko Tinbergen和Konrad Lorenz共同获得了1973年诺贝尔生理学奖。Jane Goodal在野外对黑猩猩群进行了长达30多年持久不懈的观察研究, 超越了常人对孤独和恐惧的认识, 揭示了黑猩猩鲜为人知的行为, 发现黑猩猩为杂食性、具有感情等, 黑猩猩能制造和使用工具这一发现震惊了世界, 改变了人类对自身定义的看法[9]。通过一些简单的科学研究事例引入到相关的教学内容, 呈现给学生的不仅仅是科学家的伟大成就和研究历史, 更多地是让学生了解他们在科学研究中克服的常人难以想象的困难、超人的耐心与恒心和严谨的科学态度, 体会为科学献身的精神。

　　二、以动物行为现象引出科学问题, 培养发现与深度思考问题的能力

　　表1“动物行为的奥秘”通识课授课内容

　　虽然我们每天都可能会接触到动物, 也会观察到许多有趣的行为现象, 但却很少去思考为什么动物会表现出这些行为。一个简单的行为现象通常隐含系列的动物行为学原理, 给予科学合理解释需要综合运用不同学科的知识。例如春季看到大雁北迁、秋季南迁, 我们会提出很多问题:它们为什么迁徙?它们是怎么确定迁徙时间的?为什么很多个体集群迁徙?它们是如何找到目的地的, 迁徙途中会不会迷失方向?为什么迁徙路线是较固定的?迁徙途中需要补充能量吗?人类活动是否会影响它们的迁徙行为?回答上述问题不仅需学习动物的定向与导航机制、行为起源与进化、集群行为、生物钟与节律行为、学习行为等基础的专业知识, 且需要结合生理学、神经生物学、遗传学、发育生物学、进化生物学、天文学和地理学等多学科知识。针对简单的行为现象, 提出相关科学问题, 介绍研究中所应用的不同学科的先进技术手段与方法等, 使学生能够建立起不同学科领域之间的联系, 形成独特的发现问题与解决问题的能力, 为其充分发展其专业潜质奠定基础。

　　三、融入最新研究成果, 培养科学世界观

　　课堂教学融入最新的研究成果, 引导大学生紧随最前沿科学发展的步伐, 尤其是以发展的观点认识问题对于培养学生的科学世界观非常重要。1914年9月1日, 美国俄亥俄州辛辛那提动物园最后一只笼养旅鸽死亡, 宣告这一物种灭绝[10]。然而旅鸽曾是北美地区, 甚至世界范围内种群数量最大的鸟类, 19世纪灭绝前的种群数量约30-50亿只。旅鸽灭绝事件引起了科学家的高度关注, 从未停止对其灭绝原因的探讨。早期对旅鸽灭绝原因分析集中在过度捕猎和适宜栖息地丧失;2014年台湾学者结合旅鸽的种群剧烈波动、遗传结构和人为干扰与生态条件相互作用等方面分析了其灭绝原因[11];2017年美国学者将旅鸽的基因组和适应性进化相结合开展研究, 发现旅鸽的遗传多样性令人难以想象的低, 认为是定向的自然选择使分布集中且具有集大群繁殖行为的旅鸽快速产生适应进化, 有害突变被快速消除, 导致遗传多样性大量丧失, 该结果反驳了人为因素导致的种群不稳定是其快速灭绝主要原因的观点[12]。通过讲授旅鸽灭绝原因及研究历程, 让学生清楚:自然选择是有方向的, 但进化并不一定有利于物种生存这一科学观点;旅鸽的灭绝是外在因素和内在因素共同作用的结果。

　　四、引入先进的保护理念, 培养参与科学保护的能力

　　自1600年以来, 地球上已有342种动物灭绝, 世界各国陆续立法禁猎和建立保护区对动物实施保护[13]。然而, 动物保护并非禁止猎杀和建立保护区那么简单。20世纪末, 人们开始注意到动物行为研究在动物保护中的重要作用。以我国野生动物成功保护案例-大熊猫和朱为例, 介绍我国研究人员如何将大熊猫和朱的繁殖、食性、栖息地选择、领域、聚群及扩散等行为研究成果应用到人工繁育、自然保护区设计与管理、笼养种群的野外放归等;突出关键种、群落、生态系统在保护区设计中的重要性, 同时需考虑人工饲养、喂食对动物的影响和人与动物的冲突等科学先进的保护理念。大学生今后都有可能接触保护相关工作, 学会如何运用动物行为相关知识科学地进行动物保护, 有助于提升其处理相关问题和参与保护的能力。

　　五、结合生产实践应用, 培养运用知识的能力

　　我国是农业大国, 畜牧生产在国民经济中占据着主导地位。基于动物行为学的研究成果进行科学饲养, 可提高畜牧生产质量和效率, 增加经济效益, 推动我国农业的可持续发展。例如动物的婚配体制和配偶选择研究成果可应用到饲养动物的育种, 确保高受精率和后代的质量;不同动物的食性研究成果可应用到精选优质饲料, 确保动物的营养需求;动物的聚群和生境选择行为研究可应用到禽畜舍的设计与饲养群体大小的管理, 使其符合动物健康生长需求;鸟类对光周期的行为反应研究可应用于提高家禽的产蛋量等。通过动物行为研究成果与生产相结合的实例, 让学生明确动物行为研究可解决哪些畜牧生产实际问题, 及如何应用到生产实践。

　　六、结束语

　　动物行为通识教育课开设以来, 平均选课人数超百人, 说明非生命科学专业学生对动物行为课程具有浓厚的兴趣。笔者感触最深的一件事是:一名地理学院学生选修该课程后, 报考了动物学专业硕士研究生, 选择开展动物行为研究, 目前正在攻读动物学专业的博士学位。任何一门通识课都不仅是单纯的知识传授, 重要的是通过科学思想、科学方法和科学精神等方面的素质教育, 让学生体会学科交叉带来的创新思维冲击, 把握专业以外的学科发展前沿动态, 强化大学生对人文与自然科学问题的深度思考, 引导学生将知识升华和转化为内在品质和外在能力与气质, 这些将会对学生的学习、生活及社会服务等产生深远的影响。

　　参考文献
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　　[13]李典谟, 徐汝梅.物种濒危机制和保育原理[M].北京:科学出版社, 2005:2.