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论文摘要:动物生物学是生物科学和生物技术专业基础课程,知识点多、范围广、发展快,但教材内容相对陈旧,成为动物学教学过程顺利实施和提高学生学习动物学课程兴趣的阻碍,为此,本课程组以动物的系统进化为基础,在讲解动物形态学知识的前提下适当补充动物行为学的知识,既拓宽了动物学的内容,又培养了学生的学习兴趣,收到良好的效果。
《动物生物学》是生物学专业基础课程,学生对该课程的感性认识和学习效果直接影响着后续相关课程的学习。动物生物学涉及的范围广、内容新、发展快,使该门课程教学的难度很大。同时,近几年我国高校着力进行课程改革,不断压缩传统学科的教学时数和教学内容,增加了一些新兴交叉学科课程,使原本内容多课时少的动物生物学教学面临新问题。
当前,动物生物学教学中,教学内容陈旧,仍以形态、结构、分类等传统内容为主,而生理、行为、进化等现代动物学内容少。动物之所以能够引起公众的格外关注而且走进我们的生活,主要在于它们具有千变万化的行为,大熊猫的憨态、金丝猴的敏捷、藏羚羊的轻灵等有趣行为本身就是公众茶余饭后的重要谈资。因此,必须摒弃过去那种单纯的介绍动物形态和结构的“静态”教学方式,而需要以一种“动态”的思维来组织教学,使学生了解和掌握动物真实的生活状态。
为此,河南科技大学动物科技学院动物学课程组在教学过程中,在博采众长的基础上制作了《动物生物学》课件,并在教学过程中不断改进与完善,有针对性地补充动物行为方面的相关内容,在讲授重点章节时通过提供影像资料等丰富教学内容,以增加教学的直观性与趣味性,从而提高教学效果。例如,我们结合学科进展和自己的科研,将诸如蚂蚁的通讯、鱼类的洄游、青蛙的鸣叫、鸟类的繁殖、灵长类的表情等有趣的行为学知识融合到相关章节的教学中,发现学生的学习兴趣高涨,课堂气氛空前活跃。
1 数字
比如,雌舞毒蛾分泌的信息素可把远在400m以外的雄蛾吸引到自己身边来。若将雌性松叶蜂关在笼中置于田间,可招来多达11000只雄性松叶蜂。
原核生物和多数原生生物是通过细胞的直接分裂而实现个体数量的增加,也有的物种通过出芽方式(如水螅)产生新的个体,为什么性和有性生活时如此普遍呢？性的产生对整个生物进化进程的影响是极其深远的,从而导致了有性生殖的出现。大概在6.0亿年前的新元古代晚期,可能就已经出现了性的分化,从而导致有性生殖的产生。动物的求偶行为是指伴随着性活动和作为性活动前奏的所有行为表现,是动物有性生殖过程中的重要行为。求偶行为的表现形式极其多样,复杂的过程可以持续几个小时甚至几天。这种行为非常引人注目,原因在于它常常涉及一些奇特的动作。雄性滑北螈的求偶行为是很独特的,为了使求偶过程最终能够达到受精的目的,雌螈必须捡起雄螈排放在池底的精包。当两性相遇时,雄性一般会排出2、3个精包甚至更多。在雄螈求偶期间,雌螈捡拾精包的积极性是逐渐增加的。因此,其捡拾第三个精包的概率比捡拾第一个精包的概率大很多。因此,数字反映了动物行为的过程或者特点,对于准确地理解动物行为的生物学意义具有非常客观和直接的帮助。
2 听觉
动物体结构十分精巧和复杂,其形态、结构与功能高度统一,这是理解动物生物学知识和原理,发挥动物生物学作为生命科学基础课程作用的关键所在。比如两栖类动物,根据鸣囊的数量有单鸣囊和双鸣囊之分。因此,鸣叫便成了一种发挥重要通讯功能的方式。
蛙类在繁殖季节发出各种鸣叫,进行种内通讯。一般都是雄蛙发出鸣叫,雌蛙根据鸣声判断雄蛙的优异程度。部分种类的雌蛙也能发出鸣叫。崔建国等的研究发现,峨眉弹琴蛙在交配时,雄性从背部抱住雌性并做前后摩擦运动,以刺激雌蛙排卵。一旦雄蛙停止运动,雌蛙立即发出刺激鸣叫直到雄蛙重新摩擦运动。有趣的是,如果研究者用手阻止雄蛙的运动,雌蛙就一直鸣叫。除此之外,在野外和室内回放这种刺激鸣叫还导致雄性间的竞争甚至打斗行为。繁殖期的雄性弹琴蛙在池塘边缘打洞筑巢,并将洞口用落叶覆盖作为“婚房”。雄蛙在洞内鸣叫吸引雌蛙前来交配产卵。最有意思的是,当雌蛙来到“婚房”附近,雌雄互相无法看见,这时雌蛙发出刺激鸣叫。雄蛙听到后就会出洞迎接雌蛙,一起返回“婚房”共度良宵。
3 视觉
视觉是动物进化过程中发展出来的一种极其中的通讯方式。我们在解释眼球结构的演变过程中,也适当补充关于视觉的行为学实例。
视觉信号具有一定的作用距离,它有确定的方向性并可被光感受器感受。常见的例子有,雄性三刺鱼常常不分青红皂白地攻击小块红色物体,由于红色是雄三刺鱼的标志色。在繁殖季节,雄性孔雀冒着生命危险张开色彩美丽又硕大无比的尾羽以吸引雌性与之交配等等,这些内容的补充既丰富了学生的知识,又加深其对“动物结构适应于其机能”的理解,把各类群动物执行相应功能的形态结构以系统比较的方式加以说明,从进化的角度比较不同动物相应的器官结构,阐明结构与功能的有机统一,为后续知识的学习和融会贯通做了良好的铺垫。
4 化学通讯
近年来,大量新理论和新成果不断涌现,这就要求教师必须敏锐把握学科发展前沿并及时充实到教学内容中,使学生认识到动物学不是停滞不前的而是一门不断发展的学科。
在动物界,化学通讯是非常普遍也是非常重要的一种通讯方式。动物的很多分泌物是针对同种个体或其他物种的。英国《皇家学会学报B》近日在线发表中科院动物所肖永红等从北京幽灵蛛首次鉴定出首个雄性蜘蛛信息素的研究结果。他们发现(Z)-9-二十三烯是北京幽灵蛛的求偶期雄蛛特有的化合物成分,能够刺激成熟雌蛛步足跗节的化学感受器产生电位反应。行为试验结果显示该物质对交配期雌蛛没有吸引性,不会激发交配期雌蛛的捕猎行为,但暴露于该物质环境的雌成蛛与对照组相比更易于与寻偶雄蛛交配,其配对雄蛛的求偶时间显著缩短。信息素通讯很可能对生活于黑暗环境中的洞穴蜘蛛的生殖行为有及其重要的调节作用,并通过种间特有的信息素保证种间生殖隔离,信息素的分化也可能是蜘蛛物种分化与物种形成的机制之一。
近年来,大量的新知识、新理论、新成果不断涌现,这就要求教师必须敏锐把握动物生物学的另一方面,即只有与人类生产或生活密切相关的知识,才是学生感兴趣的知识,也才能使该课程为社会科学发展发挥更大作用。因此,我们在主要描述动物的形态、结构、分类等知识点的基础上,适当扩充动物行为学的内容,增加了动物生物学的知识点,提高动物生物学教学的趣味性,收到了良好的效果。
参考文献：
[1] 张昀.生物进化[M].北京大学出版社,1998.
[2] 尚玉昌.行为生态学[M].北京大学出版社,2001.
