如何在高中生物教學中拓展學生思維的廣度及深度
——基于生物多樣性與全球氣候關(guān)系問題的解析

孟朝妮，郭　華

（1.陜西師范大學附屬中學；2陜西師范大學）

如何在高中生物教學中拓展學生思維的廣度及深度
——基于生物多樣性與全球氣候關(guān)系問題的解析

孟朝妮1，郭華2

（1.陜西師范大學附屬中學；2陜西師范大學）

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中明確指出，“新課改”的六個主要目標之一，即“改變課程內(nèi)容繁、難、偏、舊和過于注重書本知識的現(xiàn)狀，加強課程內(nèi)容與生活以及現(xiàn)代社會、科技發(fā)展的聯(lián)系，關(guān)注學生學習的興趣和經(jīng)驗，精選終身學習必備的基礎(chǔ)知識與技能?！?/p>

新人教版高中生物必修三第六章涉及關(guān)于生物多樣性的內(nèi)容，這部分內(nèi)容的教學難點在于：概念過于抽象，書本表述過于簡單，使一線教師在教學中很難將其與社會、科技的發(fā)展聯(lián)系起來，學生也只能死記硬背，學習效果較差。實際上，在高中進行生物多樣性概念學習時，完全可以引用書上的內(nèi)容引申開去，啟發(fā)學生進行發(fā)散性思維，考慮學生已經(jīng)具備較強的邏輯思維能力，教師可設(shè)計相關(guān)問題，引導(dǎo)學生搜集材料，分析材料中邏輯的正確性，進行深入思考。

以下介紹一種通過生物多樣性的概念，引導(dǎo)學生理論聯(lián)系實際，進行深入思考的教學過程：

一、生物多樣性的分布格局

在介紹清楚生物多樣性概念的基礎(chǔ)上，強調(diào)生物多樣性受到氣候因素的影響，產(chǎn)生了生物多樣性在全球分布模式的不同。從赤道到兩極，生物多樣性隨溫度的降低呈現(xiàn)遞減趨勢。沿海拔高度的上升，氣溫下降，生物多樣性亦呈下降趨勢。沿海水深度，光線減弱，溫度降低，生物多樣性同樣下降。由此可見，在水分充足的情況下，生物多樣性應(yīng)該與溫度正相關(guān)。

媒體關(guān)于氣候變暖對生物多樣性影響的報道，主流媒體認為，人為地大量排放CO2導(dǎo)致全球氣候變暖，由此得出物種將在全球氣溫上升的大背景下加速滅絕，生物多樣性將呈迅速下降趨勢。

矛盾產(chǎn)生了：生物多樣性在全球的分布模式是與溫度正相關(guān)，為何全球氣候變暖反而導(dǎo)致生物多樣性下降？

二、分析以上結(jié)論的邏輯關(guān)系

人類工業(yè)活動大量排放二氧化碳→空氣中二氧化碳濃度持續(xù)增加→二氧化碳不阻擋太陽輻射中的可見光，吸收紅外線，地面熱輻射無法逃逸外太空，大氣溫度逐年增加→冰川融化，不能再反射太陽光→兩極地區(qū)的陸地和海洋底部永久凍土層融化，大量比二氧化碳級別更高的溫室氣體甲烷被釋放出來→地球加速升溫，一發(fā)不可收拾→過度炎熱的氣候摧毀岌岌可危的生物圈→生物多樣性下降，人類生存受到威脅。

三、請學生分析上述邏輯鏈條的漏洞

引導(dǎo)學生思考以下問題：（1）目前的地球大氣溫度在地質(zhì)史上處于什么狀態(tài)？（2）全球氣候是否在持續(xù)變暖？（3）氣候變暖是二氧化碳引起的嗎？（4）生物多樣性與氣候之間究竟是一種什么關(guān)系？

在這個環(huán)節(jié)，教師需要對有關(guān)上述問題的各種不同觀點加以了解。

距人類最近的第四紀大冰期于200萬年前開始，截至目前，第四紀大冰期中至少有6個冰期，依次上溯分別為：玉木、里斯、民德、貢茲、多瑙、比貝等。目前，人類還遠遠沒有走出第四紀大冰期，甚至極有可能尚未走出玉木冰期，目前不過處于玉木冰期所屬的最近一次亞冰期和下一次亞冰期之間的一個氣候相對溫暖的短暫亞冰期內(nèi)。

氣候變暖的權(quán)威數(shù)據(jù)來自“政府間氣候變化專門委員會”（IPCC），2007年，其第一工作組的第四次評估報告稱：由于自1750年以來的人類活動影響，全球大氣二氧化碳、甲烷和氧化亞氮濃度已明顯增加，目前已經(jīng)遠遠超出了根據(jù)冰芯記錄得到的工業(yè)化前幾千年中的濃度值。全球大氣二氧化碳濃度的增加，主要由于化石燃料的使用和土地利用變化，而甲烷和氧化亞氮濃度的變化則主要是由于農(nóng)業(yè)。氣候的變暖是毫不含糊的，目前從全球平均氣溫和海溫升高、大范圍雪和冰融化以及海平面上升的觀測中得到的證據(jù)支持了這一觀點。在大陸、區(qū)域和洋盆尺度上，已觀測到氣候的多種長期變化，包括北極的溫度和冰、大范圍的降水量、海水鹽度、風場以及包括干旱、強降水、熱浪和熱帶氣旋強度在內(nèi)的極端天氣方面的變化。但2009年哥本哈根氣候大會召開之前的“氣候門”事件（涉嫌操縱氣候數(shù)據(jù)）影響了該報告的可信度。

大氣二氧化碳與氣溫變化的因果關(guān)系學術(shù)界并未形成定論。究竟是人類大量排放二氧化碳導(dǎo)致氣溫升高，還是太陽輻射增強導(dǎo)致氣溫上升，從而加大了海洋、凍土層中二氧化碳和其他溫室氣體的排放？就此問題學術(shù)界一直在爭論。英國布里斯托爾大學日前發(fā)布公報說，該校研究人員通過分析歷史觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，自1850年以來，留在大氣中的二氧化碳占其總排放量的比例長期穩(wěn)定，幾乎沒有什么變化。但從那時到現(xiàn)在，人類排放的二氧化碳量已從每年約20億噸增長至約350億噸，這意味著地球吸收了越來越多的二氧化碳。另一種觀點認為，氣候變暖的主導(dǎo)因素是太陽輻射的增強和氣候自身活動性的影響。

生物多樣性與氣候的關(guān)系一直是學術(shù)界研究的熱點問題，目前主流觀點是生物多樣性受到溫度上升的影響會加快喪失速度。主要的原因有：生態(tài)環(huán)境的退化與喪失；物種向更高緯度和海拔遷移；生物物候期的變化，這種變化正造成生態(tài)紊亂；動物繁殖受影響；病蟲害增強。但反對的聲音也存在，即生物多樣性在氣候轉(zhuǎn)暖時可能有所增加。證據(jù)主要有地質(zhì)史上的泥盆紀、侏羅紀、新生代等溫暖期都伴隨著生物多樣性的極大豐富；另外，最新研究表明全球變暖對熱帶雨林的生物多樣性沒有影響，二氧化碳濃度的升高以及氣候變暖有利于那些生長迅速的樹木，升高的二氧化碳濃度是否扮演了一個肥料的角色而提高綠色植物的光合效率，尚是一個未解之謎；較高的溫度可能加速產(chǎn)生新物種的進化速度。

四、師生辯證分析、總結(jié)

通過對以上問題的思考，學生應(yīng)該對生物多樣性與氣候的關(guān)系得出自己的結(jié)論，形成自己的認識。在生物教學中處理生物多樣性與氣候變化的相互關(guān)系時應(yīng)持的態(tài)度：重視現(xiàn)狀，“不能無憂，不必過慮”，而不必過慮的前提是不能無憂。特別是在很多現(xiàn)象尚未得到合理解釋，人類對自然所知甚少的情況下，減少溫室氣體的排放，節(jié)約資源，保持環(huán)境，保護珍稀瀕危動植物資源，保護森林、草地、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)等做法，仍為明智之舉。為了人類的未來，采取謹慎的態(tài)度總是有益無害的。

同時應(yīng)告知學生，目前人類對自然界，尤其是生態(tài)系統(tǒng)中基本問題的認識還非常淺薄，在很多問題未得出明確結(jié)論的情況下，面對海量的媒體報道，要學會篩選合理的信息，對任何問題都要關(guān)注其正反兩方面的觀點，從而避免陷入認識誤區(qū)。

［1］國家氣候變化對策協(xié)調(diào)小組辦公室，中國21世紀議程管理中心.全球氣候變化：人類面臨的挑戰(zhàn).商務(wù)印書館，2004.

［2］國家環(huán)境保護總局自然生態(tài)保態(tài)保護公司.生物多樣性相關(guān)國際條約匯編.中國環(huán)境科學出版社，2005.

［3］陳旭遠.中小學教師視野中的基礎(chǔ)教育課程改革：基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）學習導(dǎo)引.長春：東北師范大學出版社，2002.

·編輯王亞青