坐上“时空机”的“古生物学”

坐上“时空机”的“古生物学”
2024年12月03日 07:01 中国科学报

■本报通讯员 魏露 王梦瑶

“古老又充满活力的学科。”

兰州大学地质科学与矿产资源学院教授吴靖宇授课PPT首页上的话,被该校2021级地质学班学生张皑写在了他古生物学课本的扉页上,成为了他走进古生物学课程大门的钥匙。

这门由兰州大学5位老师组成的老中青团队讲授的“古生物学”究竟学什么?

首先要了解地球的历史、古生物化石的门类,比如古动物中的鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类等,以及植物中的苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等,还要掌握生命演化的问题,知悉生物从简单到复杂、从低等到高等、从海洋到陆地的演化过程。

互动式探索生命演化之旅

“同学们,你们知道什么是三叶虫吗?”

刚上课,授课教师杜宝霞就向学生们抛出这个问题。张皑和同学们有些疑惑:“三叶虫是什么?现在的昆虫里有叫三叶虫的吗?为什么不是四叶或者其他呢?”

“大家都知道中生代的霸主是恐龙,那在5亿多年前的寒武纪,称霸地球的又是谁?”

如何提升学生在课堂上的抬头率与参与度是老师们绕不过去的难题。在每讲一种生物门类时,他们通常会用这种提问方式激发学生的学习兴趣。此外,还会通过玩小游戏等方式,增加课堂互动。

带翅膀的除了鸟类还有什么?四只翅膀该怎么比画出来?“你画我猜”古生物学版正在课堂上如火如荼地进行。为了让同学们更好地了解古生物的分类以及不同种类的特征,老师们独创了这样的游戏方式。

2015年,杜宝霞团队首次在甘肃酒泉地区的古老地层中发现了“一块很小但好像包含果实的植物化石”,这是迄今为止中国西北最早的被子植物化石记录。

在课堂上,同学们看到了“西北的第一朵花”的图片。“那是一种与历史对话的神圣感。”回想起当时的情景,该校学生张百茂感叹说。

理论和实践并重

兰州大学古生物学与地层学实验室现在已经有超过2000件化石标本可供学生实践观察。

提起生物化石,同学们充满了兴趣。“有些有孔虫很小,但结构特别精巧,它们会自己造房子。这些虫子肉眼看不到,借助工具才能发现它们的形态多么漂亮,但也有一些长得奇形怪状。”另一个奇妙的探索是三叶虫。随着老师讲解的深入,张皑逐渐明白,之所以叫三叶虫,是因为它有一个轴叶、两个肋叶,曾在全世界都有分布。

从理论到实践,这门课上有一个熟悉古生物的环节——学生在观察化石时,必须画一幅化石的素描图。在此过程中,他们能边观察、边思考、边画画,直观地理解古生物的身体结构特征,明确每一个部分的名字,巩固书本所学知识,加深对不同门类古生物类群的感性认识和产生时代的了解,为野外认识和鉴定化石打下良好基础。教师也能直观地看到学生对生物结构和特征的掌握程度。

专业教学团队力促学生与前沿接轨

2014年,兰州大学地质科学与矿产学院教授孙柏年开始牵头组建“古生物教学团队”。团队成立以来,他以及闫德飞、解三平、吴靖宇、杜宝霞等团队成员先后获得了兰州大学师德标兵、兰州大学最喜爱的教师、宝钢优秀教师奖、兰州大学隆基教学名师奖、骨干奖、新秀奖等一系列荣誉称号和奖项,团队也在2018年入选甘肃省省级教学团队。

几位主讲老师研究领域相近,从科研到教学各方面都能够互相帮助与交流。性格特质也影响着他们的教学风格——闫德飞教学经验丰富,在整个专业课程知识结构的搭建上做基础性工作;解三平性格相对内敛,教学过程十分细致,注重细节的呈现;吴靖宇则相对“大大咧咧”,讲课幽默风趣,与学生的沟通互动十分频繁,会与学生畅聊人生及职业选择。

由于古生物学领域每年都会涌现重要科研成果,团队教学课件的更新也会适时加入这些科研前沿信息。课件中的图片会根据需要定期更换,选择更具代表性、更能引起学生兴趣的图片加以展示,以促进学生与所学内容和行业发展前沿接轨。在每一学年课程讲授完毕后,老师们还会针对需要进行后续更新。

室内实验向“大自然实验室”延伸

作为古生物化石大省,甘肃省有丰富的古生物化石资源,是一片古生物学研究的沃土。老师们每年都会带着学生去古生物化石博物馆参观学习。

在学生眼中,古生物学综合了生物学、地质学、环境科学等多个领域,既有生物化石的主要形态特征,也有生物演化的基本过程,还可以通过古生物对比、划分地层,研究地层的相应年代,了解古生物的地理环境、生态系统的复杂性。

在教师的眼里,古生物学的研究是走到野外,看蓝天白云、大漠孤烟、长河落日,远离现代社会的快节奏、焦虑情绪,以及让人与周边隔绝的电子媒介。

“除了学习古生物知识,更重要的是培养同学们生命演化的唯物观,尊重自然、尊重生命。”每次课程结尾,老师都会向同学们传达这样的精神,希望他们带着这样的专业视角和人文关怀继续探索古生物学这个领域。

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