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东西问·解码兔年 | 李茜:兔年说兔,谁是地球上兔子的“老祖先”?******  编者按:  “万物迎春送残腊,一年结局在今宵”。中国传统的兔年春节将至,历经疫情考验的人们心怀希冀。自2023年1月18日起,中新社“东西问”专栏特推出“解码兔年”系列稿,探究春节文化、“双立春”等的意涵与影响。

  中新社北京1月21日电 题:兔年说兔,谁是地球上兔子的“老祖先”?

  ——专访中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员李茜

  中新社记者 孙自法

  2023年是中国传统的癸卯兔年。兔子以其活泼好动的特点,颇受人们的追捧与喜爱。

  可爱的兔子如何起源演化而来?这个问题一直备受古生物学界关注,也引发诸多争议,直到20世纪70年代,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)野外考察队在安徽潜山约6200万年前地层中发现并命名为“安徽模鼠兔”的化石,研究确认它是兔子的祖先类型,才平息了兔子起源争论。

  安徽模鼠兔何以成为“兔祖先”?其后又经历了怎样的演化过程?研究上还有哪些未解之谜?兔年到来之际,中科院古脊椎所研究员李茜在北京接受中新社“东西问”专访,兔年说兔,科普揭秘兔子的“前世今生”。

  现将访谈实录摘要如下:

视频:【东西问】李茜:中国发现的化石为解决“鼠兔同源”争议提供关键证据来源:中国新闻网

  中新社记者:兔子起源研究在古生物学界曾有哪些争论?安徽模鼠兔化石的发现,为兔子起源和鼠兔同源研究提供了怎样的关键证据?

  李茜:今天大家都喜欢的兔子这种小动物,它在世界上虽然分布广泛但分类上并不庞杂。在古生物研究历史上,关于兔的起源曾经有非常多的争论,包括兔可能跟踝节类有关系、兔可能起源于亚洲特有的一类生物等,鼠兔是否同源也是学界长期争议的话题,因为缺少关键的化石证据,所以很长时间没有达成共识。

6200万年前“兔祖先”安徽模鼠兔的复原图。中科院古脊椎所 供图

  直到20世纪70年代,中科院古脊椎所在安徽潜山盆地发现约6200万年前的安徽模鼠兔化石,古生物学界对兔的起源才有了全新认识。

  安徽模鼠兔化石发现时,虽然头骨材料并不完整,但它的门齿、颊齿这些很重要的结构都被保存下来,一些下颌材料也提供了非常重要的特征。科学家们通过仔细分析和深入研究发现,安徽模鼠兔的上门齿跟今天兔子相关的结构特征非常接近,包括上门齿都是两对、前一对从前面观察能够看到表面有纵沟等。根据这一系列结构特征分析,科学家认为安徽模鼠兔跟现生兔子是有关联的,代表了今天兔子的祖先类型。

  在发现安徽模鼠兔同一盆地同时还发现另一类非常重要的、命名为“东方晓鼠”的化石。安徽模鼠兔具有现生兔类特征,跟今天的兔子有亲缘关系,因此是“兔祖先”;东方晓鼠则具有一些啮齿类也就是鼠类的特征,可以说是“鼠祖先”。

  这两类化石不光一个像兔一个像鼠,同时又“你中有我、我中有你”存在很多相互交混的特征,这为解决鼠兔是否同源的争议,提供了非常好的化石证据,经过对比研究最终提出鼠兔同源的观点。

6200万年前“兔祖先”的安徽模鼠兔化石。孙自法 摄

  中新社记者:安徽模鼠兔如何演化出今天的兔子?从约6200万年前至今,兔子演化进程中有哪些重要分支节点?整体上呈现怎样的演化趋势?

  李茜:分别作为兔、鼠祖先类型的安徽模鼠兔和东方晓鼠在约6200万年前同地同时被发现,约5800万年前的古新世和始新世之交,兔形目和啮齿目就已经分开,开始各自独立的演化。

  整体上,兔子在地球上的分布及演化是一个较为连续的过程,但它们在不同大陆上出现的时间并不一致:亚洲最早的兔形目化石记录是大约5300万年前,北美最早的记录是约4300万年前,欧洲要相对晚一些,大约2500万年前才有可靠的化石记录,非洲最晚,1900万前才有化石兔形类的出现。

  中国不仅发现安徽模鼠兔化石,还在内蒙古约5300万年前的早始新世地层中发现目前已知最早的兔形目化石,将其命名为“远古道森兔”,在河南中始新世地层中(距今约4600万-4300万年)发现目前所知较早的兔科化石——“洛河卢氏兔”。

6200万年前“兔祖先”的安徽模鼠兔化石(右)和5300万年前的远古道森兔化石。孙自法 摄

  此外,中科院古脊椎所在内蒙古约3000万年前的地层中,还采集到保存非常完整的兔子骨架化石,经鉴定为鄂尔多斯兔。距今约3400万年前,地球上曾发生过一次全球性的大降温事件,哺乳动物也受到此次大降温事件的影响,在东亚出现一次非常明显的哺乳动物替代事件,也就是降温事件后兔形类和啮齿类替代奇蹄类成为整个哺乳动物群中的优势类群。因此,对这一时期发现的兔形类化石的后续相关研究,将对理解这些类群如何适应气候突变、生物与环境的协同演化都有非常重要的意义。

  可以说,从安徽模鼠兔起步,到远古道森兔、再到洛河卢氏兔,以及其他非常丰富的兔形类化石,这些材料使得中国拥有相对完整的兔演化的化石证据链,从而为兔子的起源演化研究作出不可替代的重要贡献。

李茜研究员展示介绍采自内蒙古地区约3000万年前一件保留出土时状态的一只兔子完整骨架化石材料。孙自法 摄

  中新社记者:安徽模鼠兔化石发现及深入研究,为兔子起源、鼠兔同源等关键之争划上句号后,兔子起源研究领域是否还存在未解之谜?

  李茜:目前,在兔子的起源演化研究领域,其实还有较多未解之谜。

  首先,安徽模鼠兔是兔类“老祖先”虽然已毫无疑问成为中外学界共识,但再往前追溯安徽模鼠兔的演化源头,这个问题现在还没有一个好的化石证据来回答,也是科学家们希望探索和解决的谜题。

  其次,虽然我们找到了6200万年前的“兔祖先”安徽模鼠兔,也有众多被归入兔科中的早期属种在欧亚大陆广泛分布,但是现代兔类的祖先在很长一段时间内在欧亚大陆的记录是缺失的,在距今约800万年左右它们突然在亚洲和欧洲辐射开来,目前对这一被科学家们称为“兔事件”的过程尚无清晰的认识。这一问题还与现生兔类起源有很重要关系,因此也成为古生物学家一直探索的兔子演化的关键问题之一。

  第三,兔子包含有兔科和鼠兔科,目前所发现的早期鼠兔科化石材料都非常破碎和零散,鼠兔科起源依然成谜。虽然中国已发现一类称为链兔的化石材料,但它是否为真正鼠兔科最早化石及起源还有争议,后续希望能发现更完整的化石材料来进行研究确定。

  现生鼠兔科动物在中国青藏高原大量分布,它对环境特别敏感,堪称环境变化的“晴雨表”,尤其是对今天生物多样性、青藏高原环境保护等均有重要研究意义。例如新疆的伊犁鼠兔,现已列入国家二级保护动物。

李茜研究员兔年说兔,科普解读兔子起源演化的“前世今生”。孙自法 摄

  中新社记者:在兔子起源演化研究过程中,中国科学家与国际同行开展了哪些合作研究?有什么代表性合作成果?未来国际合作研究有何计划安排?

  李茜:兔子起源演化研究中,中科院古脊椎所在20世纪70年代发现安徽模鼠兔化石之后,很快进行研究工作并将研究成果带到国际学术会议、国际合作交流当中。20世纪80年代,中国科学家在国际上提出“鼠兔同源”概念,并在国际学术会议上进行展示介绍,随即引起国际学术界尤其是研究兔形类和啮齿类专家学者的广泛关注。

  在随后的进一步研究里,中国不仅对兔子起源演化开展形态学研究,也参与到通过古生物学的形态学和现代分子生物学相结合的综合研究当中。时至今日,无论是古生物的形态学研究,还是综合现代分子生物学的研究,国际学术界都已认可“鼠兔同源”概念,安徽模鼠兔是兔子的“老祖先”或者说祖先类型,也成为国际学界共识。

  同时,因为在中国发现“兔祖先”化石,以及较为完整的有关兔演化的化石证据,这也吸引非常多的国际同行到中国来进行相关国际合作研究。前面提到,兔子起源演化研究领域还有很多未解之谜,在破解这些谜题的时候,中国所拥有丰富的、重要的兔化石材料将更富吸引力,相信未来在这些领域会有更多国际合作的推进,产生更多的研究成果。

  值此兔年到来之际,中科院古脊椎所科研团队根据安徽模鼠兔化石研究成果,对“兔祖先”形象进行科学复原并完成生态复原图,展示出6200万年前潜山盆地的生态环境面貌,并成为央视兔年春晚吉祥物“兔圆圆”的灵感来源和设计基础,我们也借此祝大家兔年新春快乐,在新的一年里“兔”飞猛进、大展宏“兔”。(完)

  专家简介:

  

  李茜,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)研究员,博士。主要从事古近纪哺乳动物及陆相地层学方面的研究。重点研究小型哺乳动物(啮齿类、兔形类等)的分类和系统学,物种的起源和演化,及哺乳动物与古环境之间的协同演化。她迄今已在国际及国内核心期刊杂志发表研究论文70余篇,取得的主要研究成果如下:

  一是在中国诸多地点和层位上首次报道有关啮齿类和兔形类化石,对其中不同门类的起源和演化提出新的认识、进一步证实啮齿类的亚洲起源。二是首次建立起东亚早始新世至早渐新世啮齿类化石的连续演替序列,该序列明显反映出啮齿类对同期全球气候、环境变化的响应;该序列也成为中国及东亚不同地区地层划分和对比的重要参照。三是推进并解决亚洲哺乳动物分期与北美及国际分期之间对比的问题,建立有年龄标定的古近纪地层框架,为中国陆相地层建阶提供有力支持。

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数字教科书:教育转型发展的必选项******

  【世界教育之窗】

  作者:牛楠森(中国教育科学研究院基础教育研究所副研究员)

  新一轮科技革命和产业变革深入发展,全球经济越来越呈现数字化特征,因而世界各国都把数字化作为经济发展重点,覆盖经济社会发展全领域。教育作为影响国家当下和未来政治经济社会全方位发展的重要因素,更是数字化转型发展的关键领域。新冠肺炎疫情的发展,也使得线上线下混合学习成为全球教育不得不采用的新形态。可以说,顺应经济数字发展要求,满足学生不受时空限制的大规模学习需求,教育数字化转型已成关乎世界各国教育生存发展的必选项。

  数字化教材的开发与使用是教育数字化转型的撬动因素之一。数字化教材,即以数字形态存在、可装载于数字终端阅读、可动态更新内容、可及时记录交互轨迹的新型学习材料。数字教材是国家教材的新类型,既有教材的一般属性,即它是关联教与学的核心纽带,是国家教育方针的落实载体,也有信息技术产品的一般属性,即开放性、个性化、交互性等。因而,数字化教材被视为撬动课堂教学改革及教育改革的重要支点,是教育数字化转型的重要抓手。世界各国基于各自国情基础和需要,积极探索数字教科书的应用、推广、师资培训、使用效果和评价指标,以构建本国的数字教科书使用体系,保障数字教科书的科学有效使用。

  政府是数字教科书的主要推动者

  数字教科书不同于一般的数字教育资源,隶属于教科书系列,事关“培养什么人,为谁培养人”的问题。因此,世界各国多由政府直接或间接通过专项计划的形式来推广本国数字教科书的使用。

  韩国是世界上较早推行数字教科书且已有成效的国家之一。这同韩国政府二十年来的持续推行密不可分。早在2002—2006年,韩国政府便开始探索建立数字教科书模型。2007年,韩国教育部宣布实施中长期“数字教科书商业推广计划(2007—2011)”,开始进行数字教科书试点,测试数字教科书应用于课堂教学的有效性。2011年,韩国教育部宣布“促进智慧教育的行动计划”,主要任务便是开发和应用数字教科书。2013年,韩国宣布“数字教科书开发和调整计划”,正式启用数字教科书教学,课堂上数字教科书与纸质教科书并行使用。2016年,韩国教育部公布“基于2015年修订课程方案的国家指定/授权中小学数字教科书分类(提案)”,开发易于实施、以学习者为中心、多媒体分级的数字教科书。2018年,数字教科书逐步在普通学校全面推广和应用。根据韩国教育研究信息院2021年发布的教育白皮书,从2014年到2021年,韩国全境使用数字教科书的中小学由163所增长到10755所。

  法国政府较为重视在农村地区推行数字教科书,以提高农村地区教育质量和全国的教育公平水平。2009年,法国政府拨发专项资金用于支持农村地区的教育信息化发展,即“数字农村学校项目”主要用于农村的数字化基础设施建设。同年,法国政府推行了一项数字教科书试点计划,向来自12个学区的69所初中的一、二年级学生提供数字教科书,包括法语、历史、地理、数学、物理、化学等学科。该项目于2016年5月结束,累计为15000多名学生和1500多名教师提供了数字教科书。2016年,法国教育部又联合投资总署实施“创新的数字学校和农村计划”,用于支持农村地区小学的教育数字化创新发展,进一步完善农村地区学校的带宽等信息化基础设施建设。法国教育部下属的教学项目、教师专业发展和数字发展办公室负责数字教科书推广相关工作,如开发在线平台、组织教师培训并提供多学科课程教育资源。

  美国的数字教科书推广也是政府行为,但由州政府先发起,联邦政府支持肯定,再颁布全国计划。美国第一个数字教科书项目,是时任加利福尼亚州州长阿诺德·施瓦辛格于2009年提出的“免费数字教科书计划”,同年,加州法案通过允许K-12公立学区为学生提供数字教科书的规定,允许地方购买达到国家规定的幼儿园和1—8年级数字教科书,以及达到州政府标准的9—12年级数字教科书。2012年10月,时任美国教育部部长阿恩·邓肯呼吁全国学校尽快采用数字教科书。随后,美国教育部与联邦通讯委员会颁布《数字教科书指导手册》,构建了数字教科书建设的系统框架,用于指导全美的数字教科书事业发展。但美国政府并未全权领导和推动数字教科书事宜,2001年成立的美国国家教育技术总监协会是主要的执行推动者,该协会以推动全美教科书电子化为使命,并同美国各州和地方政府形成长效合作机制,发布《美国数字化教科书发展报告》,提供相关的数字教科书资源和软件,引领和支持各州的数字教科书发展。

  数字教科书有效运行需要持续投入

  数字教科书的数字属性,对国家信息化水平、校园和家庭信息化条件、终端设备等均提出了要求。同时,信息技术发展迅速,基础设施更新换代率极高,进一步抬高了数字教科书的使用成本。面对这个客观现实,各国的应对策略不同,但均持多元路径、积极投入的态度。

  法国在“数字教育战略”规划下,为加强学生数字能力、促进教师专业发展和激发教学创新,在学校的数字化基础设施和设备上投入了大量资金,2013—2017年便投入了约23亿欧元,为中小学师生配备高水平的数字化和网络数字设备。

  德国2019年正式启动“中小学数字化协议”项目,计划此后五年每年投入5亿欧元用于学校信息化平台建设。2020年,德国在向欧盟提交的《国家恢复和复原力计划》申请中,明确设置了专项资金支持“教育数字化”计划,用于教师数字教育资源和数字技能的数字设备支出,以及开发德国数字教育平台。

  韩国科技部发布《2021年数字新政行动计划》,将资助128亿韩元为“教科书试点项目”完善硬件设施,为累计270000间中小学教室安装高性能Wi-Fi,提供约80000台平板电脑。此外,为丰富数字教科书内容,韩国也在积极推进完善《促进远程教育框架法》的立法工作,并修订《教育用著作权作品指南》以扩大中小学教育用著作权作品范围。

  数字教科书进入学校的两种路径

  不同国家的数字教科书开发模式不同,也会影响数字教科书进入学校的方式。

  在韩国,数字教科书是由教育部主导开发与部分授权相结合。根据课程和学习阶段,数字教科书有不同的授权和批准系统,基于“2015年修订课程方案”,小学三、四年级的社会研究和科学科目由国家指定开发,初中一年级的社会研究和科学科目由私人出版商开发、政府部门验收授权后投入使用。因而,在经历了国家主导开发或授权审查后的数字教科书,可以直接推行至学校。当然,这种推行并非是全面铺开,而是试点制逐步推行。2007年,在数字教科书推行的初始阶段,韩国教育部选择了小学五、六年级的部分科目,首期选了20个试点学校,后扩大到100所。至2020年,韩国教育部的报告表明,小学三、四年级、初中一年级的社会研究、科学、英语科目,小学五、六年级和初中一到三年级的社会研究、科学和英语,以及高中三年的英语科目,都应用了国家授权的数字教科书。换言之,除了小学低段的一、二年级,整个基础教育阶段其余年级的部分学科已经应用数字教科书。

  在美国,各州政府会参考美国国家教育技术总监协会提供的数字教科书采购指南,组织相关部门对出版商开发的数字教科书进行审核,通过后投入学校使用。以加利福尼亚州为例,教学质量委员会作为州教育部门的咨询机构,负责监管数字教科书评审、建议和任命专家审查小组成员,小组成员一般包括教师、管理人员等教学评审专家,以及专门负责内容审查的专家。教学质量委员会在参考专家审查意见的基础上,为州政府提交数字教科书审查报告。与此同时,教学质量委员会还会收集整理公众对数字教科书的审阅和评论,并撰写研究报告。州政府综合这两份报告,并召开三次公开听证会,充分考虑民众意见后,发布教科书采购清单,供所在州和地区的学校参考。

  数字教科书对学生的多元成效

  从理论上来说,数字教科书可以通过互动性和多媒体功能,帮助学生更好掌握相关知识,也可以增强学生的信息素养,帮助他们适应数字化社会等。换言之,只有对学生发展真正起到独特而不可替代的作用,才是数字教科书存在和发展的根本依据。

  韩国学者使用个案研究、访谈观察等实证研究方法来探究数字教科书对学生的影响。他们发现,在课堂上使用数字教科书的学生在学业成绩、解决问题能力方面要高于使用纸质教科书的学生,数字教科书也有助于提升学生的学习态度、兴趣、动机和自学能力,对学生学习动机的影响要高于对学生成绩的影响。具体来说,随着学生使用数字教科书的时间和频率的增加,学生将获得多方面提升:一是自主学习能力提高,如学生能为自己制定计划,并按照计划进行,同时,设定优先级并首先做重要的事情;二是创新与创造能力显著提高,学生能运用创新思维和方法解决问题等;三是信息素养有所提升,如学生可以收集学习所需信息、用收集到的信息弥补知识空缺。此外,研究发现,教师对数字教科书使用的热情越高,学生的信息素养能力也越高,但与学生的自主学习能力、创新创造能力之间并无显著相关。

  关于“数字教科书的使用能够显著提升学生学习动机”这一结论,在美国和英国也得到证实。美国学者通过为处于成绩上游、中游和下游的小学一年级学生提供数字化书籍,再采用问卷调查和一对一访谈的方式,发现使用数字教科书提高了学生学习动机水平。英国学者对11—12岁的小学生进行分组实验研究发现,相较在课堂教学中使用纸质教科书的对照组,使用数字教科书学生的小组成绩和个人成绩更高,学习态度也更积极,学习动机水平更高。

  多路径提升教师数字教科书教学能力

  数字教科书并非传统纸质教科书的数字化,它是一种新型的教学载体,对教师的学科知识、知识跨度,信息素养、教学整合能力都提出了更高要求,对其所习惯的传统教学方式也提出了挑战。数字教科书的推广过程,也是教师教学能力的转型过程,所谓老路走不到新目的地,因而各国纷纷采取积极策略提高教师的数字教科书教学能力。

  美国国家教育技术总监协会提出,各州和地区必须为教师提供专业的信息化培训课程,内容涉及资源使用培训、同伴辅导、持续的专业学习等;培训目的在于让教师有能力选择符合课程标准、支持所有学生使用的数字教科书,持续提高教师信息化素养。

  为提升教师数字化水平和技能,法国采取了培训与认证两种路径并行的方式。在项目培训方面,既有专门的数字化培训项目,如法国的“教育数字领地”计划将教师培训作为关键措施之一,根据教师个体需求、背景和专业知识水平,将数字化技术作为培训主题;也有一般类的教师专业发展培训中的“信息化”专题,自愿选择该专题的教师比例从2013年的39.8%增加到2018年的50.2%。在资格认证方面,2007年,法国教育部以教育法令的形式颁布了中小学教师专业能力标准,将信息与通信能力纳入教师十大必备专业能力,只有获得国家规定的计算机与网络二级认证证书,才有机会获得教师资格证。

  韩国多措并举提升教师数字化教学能力。首先,制定专门的数字教科书培训计划,派遣指导顾问入校提供现场培训。其次,学校自主建设校内数字教科书学习社群,在学习社群里,教师自愿贡献优秀案例并进行经验交流,以学习共同体的方式提升数字教科书应用能力。另外,2021年,支持教师信息通信技术能力提升的在线平台ITDA交付使用,为教师提供了更丰富的数字教科书资源,更为开放的交流平台。

  (本文系国家社科基金教育学重点课题“新时代五育融合实践路径与评价改革研究”)

  《光明日报》( 2023年01月05日 14版)

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