融入生態(tài)文明教育的高中生物學(xué)教學(xué)——以選擇性必修2生物與環(huán)境為例隨著生態(tài)環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，生態(tài)文明教育的重要性愈發(fā)凸顯。高中生物學(xué)課程教學(xué)中，教師要承擔(dān)起傳播生態(tài)文明理念的重任，發(fā)展學(xué)生的生態(tài)文明意識。在生物與環(huán)境課程教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、物質(zhì)循環(huán)及生物多樣性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和批判性思維，使其更好地認(rèn)識人與自然的關(guān)系。與此同時，生態(tài)文明教育的實施除了傳遞知識，還要驅(qū)動學(xué)生形成良好的生態(tài)責(zé)任感，幫助學(xué)生樹立環(huán)境保護(hù)的意識，為實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。一、案例剖析，探究生態(tài)現(xiàn)象生態(tài)系統(tǒng)由生物群體及其周圍的非生物環(huán)境構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)與功能十分復(fù)雜。森林、草地、濕地和沙漠等不同類型的生態(tài)系統(tǒng)都表現(xiàn)出人與環(huán)境的互動關(guān)系。在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師帶領(lǐng)學(xué)生詳細(xì)地分析生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以幫助學(xué)生更好地認(rèn)識生命與環(huán)境之間相互依賴的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者及非生物環(huán)境等要素構(gòu)成，主要以食物網(wǎng)和物質(zhì)循環(huán)為紐帶，構(gòu)成了有機(jī)體。對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及構(gòu)成要素進(jìn)行分析，可以切實培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，增強(qiáng)其環(huán)保意識，促使其逐漸形成生態(tài)文明理念。教師：同學(xué)們，我們今天來分析生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。大家先自己查找荒漠生態(tài)系統(tǒng)和池塘生態(tài)系統(tǒng)的資料，并試著描述它們的構(gòu)成。學(xué)生1：荒漠生態(tài)系統(tǒng)中有沙漠植物、沙蜥蜴和一些昆蟲，而池塘生態(tài)系統(tǒng)中有水草、魚類和水生昆蟲。教師：很好！看來你們已經(jīng)認(rèn)識到生態(tài)系統(tǒng)包含不同的生物成分。那么，如果我們把生態(tài)系統(tǒng)分成幾部分，你們認(rèn)為可以怎么分呢？學(xué)生2：我認(rèn)為可以分成植物、動物和非生物成分，如陽光和水。教師：沒錯！實際上，生態(tài)系統(tǒng)的組成主要包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者以及非生物環(huán)境。現(xiàn)在，誰能解釋一下這些成分之間的關(guān)系？學(xué)生3：生產(chǎn)者提供食物，消費(fèi)者吃生產(chǎn)者或其他消費(fèi)者，而分解者負(fù)責(zé)把死去的生物分解成營養(yǎng)物質(zhì)，回到土壤中。教師：很好，你們理解得很清楚！生產(chǎn)者提供能量來源，消費(fèi)者獲取能量，而分解者負(fù)責(zé)將物質(zhì)循環(huán)回生態(tài)系統(tǒng)，保持平衡。那有沒有人可以總結(jié)一下，生態(tài)系統(tǒng)是如何形成一個整體的呢？學(xué)生4：所有成分基于能量流動和物質(zhì)循環(huán)聯(lián)系在一起，如果少了任何一個成分，整個生態(tài)系統(tǒng)可能就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)了。教師：這位同學(xué)說得非常對！其實，每個生態(tài)系統(tǒng)都像一個有機(jī)整體，不同成分之間相互依存。在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中，如果缺少水分，許多植物和動物就無法生存。在池塘生態(tài)系統(tǒng)中，水質(zhì)發(fā)生變化，也會影響到魚類和植物的生長。在實際分析的過程中，我們了解了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，感受到環(huán)境對生物的影響。我想問一下，大家認(rèn)同我們要保護(hù)這些生態(tài)系統(tǒng)的觀點(diǎn)嗎？學(xué)生：認(rèn)同！如果我們破壞了生態(tài)系統(tǒng)，許多生物可能就無法生存。教師：對，這也是生態(tài)文明教育的核心！在今天學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)后，我們認(rèn)識到了保護(hù)環(huán)境的重要性，增強(qiáng)了社會責(zé)任感。在以后的日子里，我希望大家能在日常生活中細(xì)心地關(guān)注生態(tài)環(huán)境，做一個有生態(tài)責(zé)任感的人。在剖析生態(tài)系統(tǒng)的過程中，學(xué)生進(jìn)一步了解了荒漠生態(tài)系統(tǒng)、池塘生態(tài)系統(tǒng)，逐步掌握了生態(tài)系統(tǒng)的組成及各成分間的相互關(guān)系。與此同時，在對生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成及相互關(guān)系進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，學(xué)生能對生命與環(huán)境之間相互依賴的關(guān)系產(chǎn)生深刻印象，增強(qiáng)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識，真正地將生態(tài)文明思想內(nèi)化于心，逐步形成社會責(zé)任感，加強(qiáng)對生態(tài)系統(tǒng)整體性的認(rèn)知和認(rèn)同。二、情境創(chuàng)設(shè)，喚起環(huán)保意識在高中生物學(xué)教學(xué)中，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是理解生態(tài)學(xué)的關(guān)鍵概念之一。能量流動是指以太陽為起點(diǎn)，沿食物鏈依次向下傳播的、由高到低的過程。在分析第一、第二營養(yǎng)級能量流動后，學(xué)生能進(jìn)一步了解生態(tài)系統(tǒng)能源的單向與遞減特性。在教學(xué)過程中，教師創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生進(jìn)入現(xiàn)實或模擬的生態(tài)情境中，使其更直接地感受能量流動在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。以賽達(dá)伯格湖的能量流動為例，運(yùn)用生態(tài)金字塔呈現(xiàn)能量流動的規(guī)律，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐漸形成珍惜和保護(hù)自然資源的意識，從而培養(yǎng)其對生態(tài)文明的責(zé)任感。教師：今天我們來學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。我想問一下，大家知道在生態(tài)系統(tǒng)中能量是如何流動的嗎？生1：能量從植物開始，再傳遞給吃植物的動物，然后到捕食它們的動物。教師：非常好！這就是我們說的能量在食物鏈中的傳遞過程。那么，大家能不能想象一下，如果我們處在一個資源有限的環(huán)境中，如何利用能量才能讓我們生存得更久？學(xué)生2：我想可能要選擇一些可以自己生長的植物來獲得能量。教師：是的，能量來源非常重要！下面，讓我們來看一個情境——假設(shè)我們被困在荒島上，如果只能選擇吃植物、捕獵動物，或者依賴海洋資源，你們認(rèn)為哪種策略能維持得更久一些呢？學(xué)生3：選擇植物，植物可以直接利用陽光生長，能量轉(zhuǎn)換損失得最少！教師：很好，這是能量流動的一個重要特點(diǎn)——能量逐級遞減。每當(dāng)傳遞到一個營養(yǎng)級，能量就會損失一部分。正如在賽達(dá)伯格湖中，從生產(chǎn)者到一級消費(fèi)者，再到二級消費(fèi)者，能量逐級減少，這其實就是逐級遞減的規(guī)律。生4：那為什么能量會逐級減少呢？教師：每個營養(yǎng)級在消耗能量時都會有損耗，如呼吸作用、熱量散失等，所以，進(jìn)入下一個營養(yǎng)級的能量就會減少，大概只剩下10%~20%。我們可以用生態(tài)金字塔來表示這種逐級遞減的特點(diǎn)，即頂層的生物數(shù)量通常少于底層生物，大家認(rèn)同嗎？學(xué)生：認(rèn)同，頂層的能量少，生物數(shù)量就會少。教師：很好！這種現(xiàn)象其實揭示了生態(tài)系統(tǒng)中能量的稀缺性和單向性。其實，這也提醒我們，人類在利用自然資源時要格外小心，避免過度消耗生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者。我想知道，如果能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動是單向且有限的，保護(hù)資源、合理利用是不是就很重要呢？學(xué)生：是的，如果資源用完了，整個生態(tài)系統(tǒng)可能就會崩潰。教師：這就是生態(tài)文明教育的核心所在！在理解能量流動知識后，我們可以更深刻地意識到保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的重要性。希望大家能在日常生活中關(guān)注節(jié)能環(huán)保，為生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。在本次教學(xué)中，以荒島生存問題導(dǎo)入情境，學(xué)生對能量流動、單向、遞減等概念有了直觀認(rèn)知。在分析賽達(dá)伯格湖的能量流動和構(gòu)建生態(tài)金字塔模型基礎(chǔ)上，學(xué)生能更直觀地感受到生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級的能量變化及其對生態(tài)平衡的影響。情境的創(chuàng)設(shè)，有助于加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解，從而激發(fā)學(xué)生的環(huán)保意識，促使學(xué)生樹立生態(tài)文明理念，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感，讓其切實掌握科學(xué)知識，為后續(xù)的可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn)。三、實驗探究，深化生態(tài)理解水循環(huán)、碳循環(huán)、氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的典型代表。在教學(xué)過程中，教師構(gòu)建物質(zhì)循環(huán)的概念模型，能讓學(xué)生直觀理解碳元素如何通過光合作用、呼吸作用等過程在生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間流動，這是理解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。與單向的能量流動不同，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)能被回收，從而保證生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。在研究土壤微生物分解過程的基礎(chǔ)上，學(xué)生還可以更深刻地了解分解者在其中所扮演的重要角色，切實提升自身的科學(xué)思維能力，并增強(qiáng)循環(huán)利用資源和保護(hù)生態(tài)的責(zé)任感。教師：現(xiàn)在，誰能說一說，碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中是如何循環(huán)的呢？學(xué)生2：碳元素會基于植物的光合作用從大氣中進(jìn)入生物體，再被其他生物以食物鏈傳遞下去。教師：說得很好！光合作用確實是碳循環(huán)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。植物基于光合作用固定二氧化碳，生產(chǎn)有機(jī)物，這些有機(jī)物會被動物攝取，碳元素向消費(fèi)者和更高營養(yǎng)級流動。接下來，我們要做一個實驗，看一看土壤中的微生物是如何參與到碳循環(huán)中的。學(xué)生3：土壤微生物有什么作用呢？教師：土壤微生物可以分解動植物遺體，釋放出二氧化碳和其他無機(jī)物，使碳元素重新進(jìn)入環(huán)境中。這一過程實則就體現(xiàn)了分解的作用。在這個實驗中，我們可以更直觀地理解分解者在物質(zhì)循環(huán)中扮演的角色。下面，我將做一個小實驗，準(zhǔn)備一些土壤樣本，觀察微生物的分解作用。學(xué)生4：老師，我有個問題，物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)，那能量也會循環(huán)嗎？教師：這是個很好的問題！物質(zhì)可以在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)，但能量卻只能單向流動。實質(zhì)上，能量從太陽進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，被生產(chǎn)者固定后，再以食物鏈的方式逐級傳遞，每一級都伴隨部分能量的散失。所以，物質(zhì)和能量的流動方式是不同的！學(xué)生4：我明白了，能量流動是單向的，但物質(zhì)可以不斷循環(huán)利用。教師：完全正確！所以，理解物質(zhì)循環(huán)的過程對于我們科學(xué)地利用自然資源非常重要。如合理使用土地和減少污染物排放，就可以保護(hù)土壤質(zhì)量，支持生態(tài)系統(tǒng)的正常物質(zhì)循環(huán)。大家還記得生物富集嗎？這個現(xiàn)象會影響到物質(zhì)循環(huán)。學(xué)生：記得！生物富集會讓有毒物質(zhì)在食物鏈中逐級累積。教師：對，像重金屬和農(nóng)藥等難以分解的物質(zhì)，會在生態(tài)系統(tǒng)中富集，最終影響到人類的健康。其實，這也是我們在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)活動時需要謹(jǐn)慎使用化學(xué)物質(zhì)的原因。學(xué)生2：為了保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)，我們需要合理利用資源！教師：正是如此！在一系列生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)實驗探究中，學(xué)生能深入地了解碳循環(huán)和氮循環(huán)的基本原理，直觀體會到分解者在其中所扮演的角色。與此同時，在分析生物富集現(xiàn)象后，學(xué)生認(rèn)識到污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的危害性，從而增強(qiáng)社會責(zé)任感，為環(huán)保行動貢獻(xiàn)一份力量。四、學(xué)科融合，拓寬生態(tài)視野在世界范圍內(nèi)，人類活動持續(xù)增加，生態(tài)環(huán)境面臨著日益嚴(yán)峻的壓力。在生物學(xué)教學(xué)中，教師將生物學(xué)科與地理、社會和經(jīng)濟(jì)等學(xué)科知識相結(jié)合，可以使學(xué)生更加深刻地認(rèn)識到人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響。如教師整合生物學(xué)中的生態(tài)學(xué)概念，將其與地理領(lǐng)域分配和利用資源的知識整合起來，并融合社會學(xué)對人口成長和消費(fèi)規(guī)律進(jìn)行研究，可以為學(xué)生提供多維的研究視角。以“茶卡鹽湖”為例，學(xué)生能意識到由于過度開采而造成的生態(tài)環(huán)境破壞。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生對人口增長、消費(fèi)結(jié)構(gòu)、個體行為等因素進(jìn)行分析，即可切實地認(rèn)識到現(xiàn)代全球生態(tài)環(huán)境問題產(chǎn)生的原因，并對個體生存模式和生態(tài)環(huán)境之間的聯(lián)系進(jìn)行思考，進(jìn)而增強(qiáng)保護(hù)生態(tài)的責(zé)任感。教師：同學(xué)們，下面我們要來討論人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響！請大家自主搜集一下茶卡鹽湖的資料，你們認(rèn)為湖泊周邊的自然環(huán)境為什么會受到影響呢？學(xué)生1：我認(rèn)為旅游開發(fā)太過度了，游客太多了，造成了環(huán)境污染。教師：沒錯，旅游活動增加了生態(tài)負(fù)擔(dān)，破壞了湖泊的生態(tài)平衡。其實，不只是茶卡鹽湖，全球范圍內(nèi)許多自然景點(diǎn)都面臨著同樣的情況。我們再來看另一個概念，大家聽說過“生態(tài)足跡”嗎？學(xué)生2：聽過一些，好像是指我們使用的資源量。教師：對，生態(tài)足跡簡單來說就是我們每個人對自然資源的使用量和對環(huán)境的影響。如果一個人消耗的資源過多、造成的污染過大，那么他的生態(tài)足跡就很大。我想問一下大家，你們認(rèn)為人口增長會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生什么影響呢？學(xué)生3：人口增加意味著更多的資源需求，如水、土地、能源等，這些都會增加環(huán)境負(fù)擔(dān)。教師：非常正確。全球人口增長加劇了對資源的消耗，加上現(xiàn)代人高消費(fèi)的生活方式導(dǎo)致許多生態(tài)環(huán)境問題。你們知道當(dāng)前有哪些全球性生態(tài)環(huán)境問題嗎？學(xué)生4：我知道，有氣候變暖、空氣污染、亂砍濫伐等。教師：很好！這些問題確實都在威脅著生態(tài)環(huán)境和人類的生存。如氣候變暖帶來極端天氣，空氣污染影響呼吸健康，砍伐森林破壞了生物多樣性……這些全球性問題與我們每個人的生活習(xí)慣息息相關(guān)。大家認(rèn)為，日常生活中哪些行為可能會加重這些問題？學(xué)生2：開車太多會增加碳排放，吃太多肉類也需要消耗大量的資源。教師：說得非常好！綠色出行、多吃植物性食物、減少肉類消費(fèi)、節(jié)約用水，這些都是減少生態(tài)足跡的方法。其實，每個人的一個小小改變都會對環(huán)境產(chǎn)生積極的影響。同學(xué)們，今天的討論可不只是生物知識，還涉及了地理、社會和經(jīng)濟(jì)等學(xué)科。我希望大家在思考這些問題時不要被課本局限，還要關(guān)注自己生活中的小細(xì)節(jié)。所以，你們認(rèn)為還能做什么來保護(hù)我們的環(huán)境呢？學(xué)生：少用塑料，節(jié)能減排，保護(hù)自然資源。教師：非常好！希望大家都能把這些方法落實到生活中，共同為保護(hù)環(huán)境貢獻(xiàn)力量。五、行動倡導(dǎo)，踐行綠色生活在生態(tài)文明教育中，學(xué)生除了學(xué)習(xí)理論知識，還需要將所學(xué)應(yīng)用到日常生活中。在行動倡導(dǎo)的基礎(chǔ)上，教師鼓勵學(xué)生在生活中踐行綠色生活方式，如節(jié)約能源、減少廢棄物和選擇低碳出行等，即可切實地培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)責(zé)任感，確保學(xué)生形成環(huán)保意識和良好的環(huán)保習(xí)慣，將生態(tài)文明理念內(nèi)化為個人的生活態(tài)度。教師：同學(xué)們，大家認(rèn)為我們在日常生活中可以如何踐行綠色生活呢？學(xué)生1：少用塑料袋，改用環(huán)保袋。教師：非常好！減少塑料的使用可以有效降低環(huán)境污染。還有其他方法嗎？學(xué)生2：少開車，多騎自行車或者步行。教師：對。大家可以想一想，除了這些，還有什么綠色生活方式是在家里或者學(xué)校可以做到的？學(xué)生3：我們可以在家里進(jìn)行垃圾分類，把可回收物和不可回收物分開，這樣有助于資源的再利用。教師：非常棒！垃圾分類是非常重要的，它不僅能減少垃圾的堆積，還能促進(jìn)資源的循環(huán)利用，減輕環(huán)境的負(fù)擔(dān)。學(xué)生4：還可以節(jié)約用水，如洗手時不要浪費(fèi)水，刷牙時也要關(guān)水龍頭。教師：完全正確！節(jié)約水資源是每個家庭都能做到的事情。水是生命的源泉，保護(hù)水資源就是保護(hù)我們自己。希望大家都能時刻注意節(jié)水，養(yǎng)成好習(xí)慣。學(xué)生5：購買節(jié)能家電，如LED燈泡或者低能耗的電器，這樣可以減少電力的浪費(fèi)。教師：非常好！使用節(jié)能產(chǎn)品，不僅能減少能量消耗，還有助于減少碳足跡。每一個選擇都是我們對地球的責(zé)任。你們的這些想法都很棒，我相信如果每個人都能從小事做起，逐步改變自己的生活方式，我們