如何在高中生物教学中拓展学生思维的广度及深度

《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确指出，“新课改”的六个主要目标之一，即“改变课程内容繁、难、偏、旧和过于注重书本知识的现状，加强课程内容与生活以及现代社会、科技发展的联系，关注学生学习的兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识与技能。”

新人教版高中生物必修三第六章涉及关于生物多样性的内容，这部分内容的教学难点在于：概念过于抽象，书本表述过于简单，使一线教师在教学中很难将其与社会、科技的发展联系起来，学生也只能死记硬背，学习效果较差。实际上，在高中进行生物多样性概念学习时，完全可以引用书上的内容引申开去，启发学生进行发散性思维，考虑学生已经具备较强的逻辑思维能力，教师可设计相关问题，引导学生搜集材料，分析材料中逻辑的正确性，进行深入思考。

以下介绍一种通过生物多样性的概念，引导学生理论联系实际，进行深入思考的教学过程：

一、生物多样性的分布格局

在介绍清楚生物多样性概念的基础上，强调生物多样性受到气候因素的影响，产生了生物多样性在全球分布模式的不同。从赤道到两极，生物多样性随温度的降低呈现递减趋势。沿海拔高度的上升，气温下降，生物多样性亦呈下降趋势。沿海水深度，光线减弱，温度降低，生物多样性同样下降。由此可见，在水分充足的情况下，生物多样性应该与温度正相关。

媒体关于气候变暖对生物多样性影响的报道，主流媒体认为，人为地大量排放CO2导致全球气候变暖，由此得出物种将在全球气温上升的大背景下加速灭绝，生物多样性将呈迅速下降趋势。

矛盾产生了：生物多样性在全球的分布模式是与温度正相关，为何全球气候变暖反而导致生物多样性下降？

二、分析以上结论的逻辑关系

人类工业活动大量排放二氧化碳空气中二氧化碳浓度持续增加二氧化碳不阻挡太阳辐射中的可见光，吸收红外线，地面热辐射无法逃逸外太空，大气温度逐年增加冰川融化，不能再反射太阳光两极地区的陆地和海洋底部永久冻土层融化，大量比二氧化碳级别更高的温室气体甲烷被释放出来地球加速升温，一发不可收拾过度炎热的气候摧毁岌岌可危的生物圈生物多样性下降，人类生存受到威胁。

三、请学生分析上述逻辑链条的漏洞

引导学生思考以下问题：（1）目前的地球大气温度在地质史上处于什么状态？（2）全球气候是否在持续变暖？（3）气候变暖是二氧化碳引起的吗？（4）生物多样性与气候之间究竟是一种什么关系？

在这个环节，教师需要对有关上述问题的各种不同观点加以了解。

距人类最近的第四纪大冰期于200万年前开始，截至目前，第四纪大冰期中至少有6个冰期，依次上溯分别为：玉木、里斯、民德、贡兹、多瑙、比贝等。目前，人类还远远没有走出第四纪大冰期，甚至极有可能尚未走出玉木冰期，目前不过处于玉木冰期所属的最近一次亚冰期和下一次亚冰期之间的一个气候相对温暖的短暂亚冰期内。

气候变暖的权威数据来自“政府间气候变化专门委员会”（IPCC），2007年，其第一工作组的第四次评估报告称：由于自1750年以来的人类活动影响，全球大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮浓度已明显增加，目前已经远远超出了根据冰芯记录得到的工业化前几千年中的浓度值。全球大气二氧化碳浓度的增加，主要由于化石燃料的使用和土地利用变化，而甲烷和氧化亚氮浓度的变化则主要是由于农业。气候的变暖是毫不含糊的，目前从全球平均气温和海温升高、大范围雪和冰融化以及海平面上升的观测中得到的证据支持了这一观点。在大陆、区域和洋盆尺度上，已观测到气候的多种长期变化，包括北极的温度和冰、大范围的降水量、海水盐度、风场以及包括干旱、强降水、热浪和热带气旋强度在内的极端天气方面的变化。但2009年哥本哈根气候大会召开之前的“气候门”事件（涉嫌操纵气候数据）影响了该报告的可信度。

大气二氧化碳与气温变化的因果关系学术界并未形成定论。究竟是人类大量排放二氧化碳导致气温升高，还是太阳辐射增强导致气温上升，从而加大了海洋、冻土层中二氧化碳和其他温室气体的排放？就此问题学术界一直在争论。英国布里斯托尔大学日前公报说，该校研究人员通过分析历史观测数据发现，自1850年以来，留在大气中的二氧化碳占其总排放量的比例长期稳定，几乎没有什么变化。但从那时到现在，人类排放的二氧化碳量已从每年约20亿吨增长至约350亿吨，这意味着地球吸收了越来越多的二氧化碳。另一种观点认为，气候变暖的主导因素是太阳辐射的增强和气候自身活动性的影响。

生物多样性与气候的关系一直是学术界研究的热点问题，目前主流观点是生物多样性受到温度上升的影响会加快丧失速度。主要的原因有：生态环境的退化与丧失；物种向更高纬度和海拔迁移；生物物候期的变化，这种变化正造成生态紊乱；动物繁殖受影响；病虫害增强。但反对的声音也存在，即生物多样性在气候转暖时可能有所增加。证据主要有地质史上的泥盆纪、侏罗纪、新生代等温暖期都伴随着生物多样性的极大丰富；另外，最新研究表明全球变暖对热带雨林的生物多样性没有影响，二氧化碳浓度的升高以及气候变暖有利于那些生长迅速的树木，升高的二氧化碳浓度是否扮演了一个肥料的角色而提高绿色植物的光合效率，尚是一个未解之谜；较高的温度可能加速产生新物种的进化速度。

四、师生辩证分析、总结

通过对以上问题的思考，学生应该对生物多样性与气候的关系得出自己的结论，形成自己的认识。在生物教学中处理生物多样性与气候变化的相互关系时应持的态度：重视现状，“不能无忧，不必过虑”，而不必过虑的前提是不能无忧。特别是在很多现象尚未得到合理解释，人类对自然所知甚少的情况下，减少温室气体的排放，节约资源，保持环境，保护珍稀濒危动植物资源，保护森林、草地、湿地等自然生态系统等做法，仍为明智之举。为了人类的未来，采取谨慎的态度总是有益无害的。

同时应告知学生，目前人类对自然界，尤其是生态系统中基本问题的认识还非常浅薄，在很多问题未得出明确结论的情况下，面对海量的媒体报道，要学会筛选合理的信息，对任何问题都要关注其正反两方面的观点，从而避免陷入认识误区。

参考文献：

[1]国家气候变化对策协调小组办公室，中国21世纪议程管理中心.全球气候变化：人类面临的挑战.商务印书馆，2004.

[2]国家环境保护总局自然生态保态保护公司.生物多样性相关国际条约汇编.中国环境科学出版社，2005.

[3]陈旭远.中小学教师视野中的基础教育课程改革：基础教育课程改革纲要（试行）学习导引.长春：东北师范大学出版社，2002.