探究自然的小角度與大視野

圖為參賽作品《從“越冬蚊”早蘇醒看熱島效應(yīng)》。

自然界的小角度，孩子們的大視野！

7月20日—25日，2023年“環(huán)球自然日”——青少年自然科學(xué)知識(shí)挑戰(zhàn)活動(dòng)總決賽在上海成功舉辦。經(jīng)過層層選拔，來自北京、廣州、天津、重慶等全國(guó)16個(gè)賽區(qū)的764支優(yōu)秀隊(duì)伍云集于此，角逐中英文展覽、表演、科學(xué)展演、科普繪畫、故事播講等各個(gè)版塊的國(guó)賽獎(jiǎng)項(xiàng)。

(資料圖片)

“環(huán)球自然日”，聚焦“自然”，乃題中應(yīng)有之義。2023年的主題是“見微知著——自然界的小角度與大視野”，即選擇一個(gè)角度“見微知著”，通過小角度與大視野兩個(gè)維度，去探究自然的奇妙。選題要求需同時(shí)體現(xiàn)“視野”和“角度”兩項(xiàng)信息，且要結(jié)合常識(shí)型信息與可賦予解釋的信息，體現(xiàn)兩者之間的關(guān)系，并兼顧好在內(nèi)容呈現(xiàn)上的比例。對(duì)于此一年度主題，這樣的詮釋再清楚不過——

宇宙、地球，這些視野的角度足夠大。從46億年前地球誕生那一刻起，各種類型的事件，就和這顆星球的命運(yùn)伴隨且相互影響著。38億年前，最初的生命形態(tài)是如何在地球上出現(xiàn)的？海洋又給它們提供了什么樣的條件？6600萬年前，大部分恐龍是如何滅絕的？小行星在墨西哥尤卡坦半島撞擊造成了哪些連鎖反應(yīng)？氣候變化？地球磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變？氧氣在這場(chǎng)大事件中，又扮演著什么樣的角色？800萬年前，草是如何迅速發(fā)展并奪占了森林的地盤，使得眾多動(dòng)物的生存環(huán)境產(chǎn)生了巨大的變化？這和人類的誕生有什么淵源？

每年春季，太平洋海域5億多條大馬哈魚就開始近5000千米的旅程，回到它們的出生地繁衍生命。它們從海洋里獲得，并保存于體內(nèi)的氮元素、碳元素和磷元素，最終都分解在了從加拿大不列顛哥倫比亞一直到美國(guó)阿拉斯加的溫帶叢林。這不僅為數(shù)百萬動(dòng)物提供了食物，還建立了一條聯(lián)系森林和海洋的鏈條。是哪些因素讓它們的洄游之路艱險(xiǎn)重重？又是哪些百萬年的演化造就的“本領(lǐng)”讓它們能逆流而上？從這個(gè)發(fā)生在北美洲西海岸的自然事件這一小角度出發(fā)，會(huì)讓你更好地了解動(dòng)物、植物與環(huán)境之間的聯(lián)系，了解地球生態(tài)系統(tǒng)這些大視野……

在總決賽現(xiàn)場(chǎng)，我見到了前來“沖刺”的小小研究者們，聽他們講述并展現(xiàn)了自己的研究歷程和研究成果。

身處上海市中心的兩個(gè)初中生，自3月起就在“嗡嗡”聲里看到了蚊子身影，頓生好奇之心。多方調(diào)研后他們知悉，這是因?yàn)榍锾斓奈米语w到室內(nèi)“越冬”了。蚊子是變溫動(dòng)物，最活躍的溫度是28—30℃，達(dá)到15℃以上時(shí)，成蟲蚊子就開始蘇醒。原來市區(qū)3月份的天氣已經(jīng)這么熱，這讓他們聯(lián)想到地理書上的一個(gè)課外知識(shí)：城市熱島效應(yīng)。于是就想從“越冬蚊”早蘇醒入手，看看城市化進(jìn)程對(duì)氣候影響進(jìn)而帶來的生物習(xí)性的改變。

在確定課題“從‘越冬蚊’早蘇醒看熱島效應(yīng)”后，兩個(gè)初中生在老師指導(dǎo)下展開了研究，他們的成果呈現(xiàn)在3塊展板上：第一塊為越冬蚊的生存習(xí)性，以“越冬蚊”早蘇醒引出熱島效應(yīng)；第二塊為熱島效應(yīng)的成因和對(duì)生物的影響；第三塊提出如何通過自身的行動(dòng)來降低“熱島效應(yīng)”的影響。

兩個(gè)孩子勤于思考，動(dòng)手能力也很強(qiáng)。廢舊牛奶盒、紙板等被巧妙制作成上海市區(qū)標(biāo)志性建筑和熱島效應(yīng)熱力環(huán)流模型，或勾勒成城市剪影。他們說，通過運(yùn)用科學(xué)知識(shí)對(duì)身邊生物習(xí)性變化進(jìn)行解讀，表達(dá)出他們對(duì)于“自然界的小角度與大視野”的思考，希望引導(dǎo)公眾更加關(guān)注生態(tài)環(huán)境與城市可持續(xù)發(fā)展這一議題。

無獨(dú)有偶，另外兩個(gè)初中生關(guān)注的課題“‘櫻’飛草長(zhǎng)春來早春江水暖‘花’先知”，則從全球氣候變暖這個(gè)更宏大的視野，挖掘其對(duì)櫻花花期的影響，再?gòu)臋鸦ɑㄆ谶@個(gè)小角度研究其對(duì)全球變暖的響應(yīng)。據(jù)他們講，研究的起因，緣自他們近年來關(guān)注到世界各地櫻花花期提早來臨的一系列新聞。如美國(guó)首都華盛頓的櫻花、日本多個(gè)城市的櫻花，其“櫻花季”來得比往年都要早；而根據(jù)觀測(cè)記錄，我國(guó)武漢大學(xué)的櫻花在過去72年里花期也越來越早。

在深入分析導(dǎo)致櫻花花期提早的因素后，他們發(fā)現(xiàn)，包括日照、氣溫、降水在內(nèi)的多種氣象要素都會(huì)對(duì)植物物候產(chǎn)生影響，但氣溫是主要因素。他們還通過歸納推理思維法，探究櫻花花期提早對(duì)蜜蜂的影響后果。得出的結(jié)論是：生態(tài)系統(tǒng)的變化影響著單一植物或昆蟲的生活環(huán)境和習(xí)性，這種互動(dòng)關(guān)系盡管微小，但卻是持續(xù)不斷地在改變。櫻花提早開花的趨勢(shì)會(huì)使其更容易受到春季冰凍的影響。凍壞了花蕾，會(huì)導(dǎo)致花期大大縮短，甚至不再開花。最終，蜜蜂與櫻花間的依存關(guān)系或?qū)⒈淮蚱啤＿@就回到了“環(huán)球自然日”年度主題之問——

在花叢中起舞的蜜蜂，它們的生存這個(gè)小小的角度，可是自然界許多大視野的因造成的果？

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