碳循环的基本过程

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碳循环的基本过程范文第1篇

1、碳库

碳循环是一个极其复杂的地球化学循环过程，包括碳元素在各个储库的贮存和在不同储库之间的流通。就通量来说，碳循环中最重要的是CO2的循环，CH4与CO的循环是较次要的部分。所谓碳库，是指在碳循环过程中，地球各个系统所存储碳的部分，概括起来，地球上主要有四大碳库，即大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库，如表1所示，其中，岩石圈碳库最大，但碳在其中的周转时间极长，约在百万年以上，因此，在碳循环研究中可以把岩石圈碳库近似看作静止不动；海洋碳库是除地质碳库外最大的碳库，但碳在深海中的周转时间也较长，平均为千年尺度；陆地生态系统碳库主要由植被和土壤两个分碳库组成，内部组成和各种反馈机制最为复杂，是与人类活动关系最为密切的碳库。而干旱半干旱区由于面积较大，因而在陆地生态系统碳库中占有一定的比重。

2、碳源与碳汇

在碳循环研究中，人们主要关心的是碳在大气圈、海洋和陆地生态系统（包括植物和土壤等）3个碳库之间进行的连续交换，即碳的流量问题或者说是碳源和碳汇的问题。所谓碳源和碳汇都是以大气圈为参照系，以向大气中输入碳或从大气中输出碳为标准来确定，即向大气圈释放碳的通量、过程或系统称之为碳源，从大气圈中清除碳的通量、系统、过程或机制称之为碳汇。最终决定一个体系是源还是汇的是碳的净收支。目前，由于大气圈与陆地生态系统之间碳的交换过程存在的未知问题最多，受人类活动的影响最大，是全球碳循环的研究重点。其中，仍然困扰科学界的一大碳循环难题是关于“碳失汇”的问题，即CO2收支不平衡，该问自1938年Callendar首先提出，但到了今天，该问题依然悬而未决。目前比较一致的观点认为，这个未知汇可能在北半球中纬度地带，这一碳汇约可占到全球碳失汇的1/3，但是这一机制还不清楚。到目前为止，人们认识到的在几年到几十年的短时期内，可能影响陆地碳储存的过程主要包括气候变化，植物生长，CO2的施肥效应，氮沉降施肥以及土地利用方式的变化5个方面。由于干旱半干旱区生态系统碳源汇的研究较少，对该区生态系统碳源汇进行研究不仅可以弥补中国在干旱半干旱区生态系统碳通量研究的不足，而且可以为中国在碳贸易中提供一些基础数据支持。

二、不同环境因素对干旱半干旱区碳循环的影响

植被—大气间的碳循环及其对环境要素变化的响应是目前全球变化研究中的热点问题，科学家们正尝试通过不同尺度的实验观测和模型模拟来研究陆地生态系统在不同时间与空间尺度上的碳收支及其对环境的响应。影响生态系统碳交换量的主要因素有光照，温度，水分以及土壤温湿度等。干旱半干旱区由于气候干旱，蒸发强，降雨稀少，光照强，各种环境条件恶劣，使得该区生态系统在各种环境因素影响下较为脆弱，因此有必要对干旱半干旱区各个环境因子影响下的生态系统碳循环进行深入分析。

1、光照与辐射

光照条件是生态系统中生物生长所需的重要因素，生物的各项生命活动与生产都与光照具有密切联系。由于光合有效辐射的影响，植物的光合作用具有明显的昼夜规律。通常植物光和能力随着光照增强而增加，但当光强达到饱和点后，光合强度就会受温度，水分等其他环境因子的控制。Chaves等[28]对干旱荒漠区的植物进行了研究，发碳库大气圈陆地生物圈岩石圈大洋C大小/Gt700~7201900~2000>7500000038400~40000表1地球各主要碳库注：1Gt=1×1015g。现植物在水分胁迫时易发生光合作用的光抑制，而Demmig等的研究又发现，光抑制的发生，会导致光合作用消耗的光能减少，使得光合组织吸收的光能大量过剩，而过剩的光能若不能及时有效地耗散，就会损伤光合器官，从而进一步影响光合作用。许皓等研究了光合有效辐射与地下水位变化对柽柳属荒漠灌木群落碳平衡的影响，结果表明，光合有效辐射是一个主要影响因素，与群落碳获取呈显著正相关关系。群落碳同化能力的季节变化是光合有效辐射和地下水位共同影响下光合作用物候学特征的体现。另外，在干旱区荒漠生态系统中，每个物种对光照的响应不同，因此具有不同的光饱和点与光补偿点，荒漠植物由于长期适应强烈光照，所以光饱和点要比一般植物高，C4植物要比C3植物高，但也有例外情况。

2、温度

温度的变化对生态系统生物生长发育的各个方面都有不同程度的影响，是生物生命活动不可缺少的因素，它在任何时间任何生态系统中都起作用，并且是对生物影响最明显的环境要素之一。但生态系统光合作用（形成光合作用总初级生产GPP）与呼吸作用（特别是土壤呼吸Rh）对温度的响应却不尽相同。目前，有许多学者对土壤呼吸与温度间相互关系进行了研究，并建立了许多方程，包括：线性方程、指数方程、Arrhenius方程、幂函数方程等。这些方程能在一定温度区间内很好的描述土壤呼吸变化，较好的揭示CO2通量的季节变异性，但当温度过高或偏低时，其模拟精度下降明显。另外，徐小峰等研究了气候变暖对主要碳循环过程和植被、土壤碳库和凋落物碳库的影响，并探讨了气候变暖条件下陆地生态系统的碳源/汇关系。李琪等对半干旱区土壤温度对克氏针茅草原生态系统碳通量的影响进行了初步探讨，结果表明土壤温度和水分是影响克氏针茅草原生态系统碳收支的重要因子。干旱半干旱区生态系统地表水分含量低，蒸发量大，随温度的升高或增温时间的延长，土壤呼吸速率增长减缓甚至停止，对温度变化的敏感程度降低，表现为温度较低时，土壤呼吸主要受温度变化控制，温度偏高时，土壤呼吸主要受土壤水分等因素影响。这种情况说明土壤呼吸是温度与其他多种因子共同作用的结果。综上可知，干旱半干旱区生态系统碳循环的相关过程（包括光合作用以及呼吸作用等）与温度（气温与水温等）之间的关系十分复杂，但目前关于该区这方面的研究较少，今后急需加强干旱半干旱区生态系统各种生理过程与温度间响应关系的研究力度，使其更好地为研究该区生态系统碳循环服务。

3、水分条件

光照与温度虽然都是影响生态系统植被生长的重要因素，但各个区域的光照条件与温度的年内变化模式较稳定，年际变化也不大，而水分在年内与年际间都是变化最剧烈的环境因子，从而成为限制生态系统植被生长最普遍的因素。其中，降雨总量、降雨强度以及降雨时间变率的改变将会影响许多陆地生态系统的碳循环过程及碳源汇功能和大小，反过来，这些陆地生态系统的碳循环过程及碳源汇功能和大小的改变又可能对气候系统产生强烈的反馈，加剧或者减缓气候的变化。相对于其他陆地生态系统而言，干旱半干旱区碳循环过程对降雨变化的响应更为敏感，它所表现的弱源或者弱汇特征在降雨的扰动下容易发生方向性的逆转，从而使得碳源汇功能表现出极大的不确定性。目前，国内外学者针对干旱半干旱地区碳循环过程对水分变化的响应进行了一定的研究，许多研究表明：偶然性的降水事件对干旱区碳循环机制及生态系统的结构与功能有重要控制作用。Sponseller的研究结果表明，降雨使Sonoran沙漠的土壤呼吸迅速增加30倍；刘殿君研究了极端干旱区增雨对泡泡刺群落土壤呼吸的影响，实验结果也证明了在干旱地区降雨会使土壤呼吸急剧增加。另外，土壤水分是影响陆地生态系统CO2通量的重要环境要素，对植被的生长、根系分布、微生物活性等与土壤呼吸密切相关的生物因子起控制作用。李琪等探讨了水分对半干旱区克氏针茅草原生态系统碳通量的影响，结果表明，土壤水分的增加会提高克氏针茅草原生态系统的固碳能力、初级生产力及呼吸作用；还有研究表明，干旱区土壤呼吸的季节波动强度和土壤水分显著负相关，低土壤含水量群落土壤呼吸速率的季节变化对土壤水分变化的响应与高土壤含水量群落相比更为敏感，但夏季土壤呼吸的最大值与土壤水分的极值并无固定联系，但也有研究观察到夏季干旱时节，土壤仍具有较高的呼吸速率，该现象说明除了土壤水分外，其他环境因素也在起一定的控制作用。

4、其他环境因素

目前，除了辐射、温度、降水等环境因子外，学者们还研究了其他一些环境因素对干旱半干旱区生态系统碳循环进行了研究，如张新厚等研究了半干旱区土地利用方式变化对生态系统碳储量的影响，结果表明不同土地利用方式碳储量不同，杨树防护林带最高，樟子松-山杏疏林草地次之，沙质草地碳储量最低；白雪爽等分析研究了半干旱沙区退耕还林对碳储量和分配格局的影响，结果表明：随着退耕年限的增加，生物量碳储量不断积累，且其增加的碳库主要分配在树干，退耕还林初期，土壤有机碳储量表现出下降趋势，随后逐渐恢复甚至高于农田土壤碳储量；吕爱锋等对火干扰下生态系统碳循环进行了详细的综述与分析；樊恒文等综述了近年来干旱区土地退化与荒漠化对土壤碳循环的影响，评价了干旱区土壤碳的固存和在缓解温室效应方面的潜在能力，并讨论了干旱荒漠化地区对全球碳平衡的贡献和在干旱区促进土壤碳固存的基本策略；另外，于占源等研究探讨了半干旱区沙质草地生态系统碳循环关键过程对水肥添加的响应。

三、中国干旱半干旱区碳通量研究现状

植被与大气间的碳交换通量的准确和长期观测是评价陆地生态系统碳源、汇功能的基础和前提。通量观测网络是获取生态系统与大气间CO2和水热通量数据的有效手段，可以为分析地圈-生物圈-大气圈的相互作用关系，评价陆地生态系统在全球碳循环中的作用提供数据服务。目前，陆地生态系统碳收支的主要研究方法有：样地调查与清单法(inventories)，模拟实验研究法(inversemodeling)，CO2通量观测网络(fluxnet)以及模式模拟(patternmodeling)4种，其中，涡动相关法已经成为直接测定大气与群落CO2交换通量的最可靠方法，也是世界上CO2、水热通量测定的标准方法，在各个地区不同生态系统中都得到了广泛的应用。目前，中国通量网络的观测对象主要涉及了森林、草原、农田、湿地等，而对中国干旱半干旱区碳通量的研究较少，使得中国干旱半干旱区生态系统碳循环的研究仍处于初级阶段。目前对干旱半干旱区碳通量的研究主要集中在净生产力，光合作用，植被碳储量，土壤碳储量、土壤呼吸作用以及生物土壤结皮的固碳能力等方面，而对干旱半干旱区碳通量的长期连续观测较少。刘冉等对古尔班通古特沙漠南缘原始盐生荒漠地表水热与二氧化碳通量的季节变化进行了研究，结果表明净辐射通量、潜热通量和二氧化碳通量都具有明显的季节变化趋势，而显热通量的季节变化不明显；柴仲平等对干旱区绿洲冬小麦生态系统CO2源/汇关系进行了长期的研究，结果表明在小麦的整个生育期，可以净固定CO2的量为122.60t/hm2。

四、展望

通过以上综述可以知，中国干旱半干旱区生态系统碳循环研究基本处于初步阶段，许多研究依然存在诸多薄弱环节，总体来讲，今后中国干旱半干旱区碳循环研究应在以下几个方向进一步加强：

（1）从不同时空尺度探讨干旱半干旱区生态系统碳循环过程与强度，加强碳源/汇季节变化动态和区域分异的对比定位观测，同时加强机制研究中的多因子综合评价，增加研究和预测结果的可靠性。对干旱半干旱区生态系统碳循环已有的研究结果表明，不同环境因子在不同群落以及植物不同生长阶段影响程度与影响方向也有所不同，因此，要想准确评估整个干旱半干旱区生态系统碳源/汇贡献就必须对不同时空不同群落类型进行详细野外试验研究，以扩充中国干旱半干旱区生态系统碳循环研究的数据基础。

（2）进一步加强对影响干旱半干旱区生态系统碳源/汇的物理、化学以及生物过程研究。目前关于干旱半干旱区生态系统的碳循环机制尤其是许多细节研究都相对薄弱，碳循环研究过程中存在许多不确定性，今后研究中应有所加强。包括：植物呼吸与凋落物呼吸的定量测定、土壤不同形态碳的垂直分布规律以及非生长季（冬春季）与生长季影响机制的异同等。

（3）从整体和系统的角度研究干旱半干旱区生态系统碳循环。在已有的干旱半干旱区碳循环研究中，对植物、土壤的研究多局限于生态系统各个部分自身时空动态变化以及对周围环境因素响应，且各部分研究相对独立，而对于碳元素在大气-陆地生态系统储存库间的定量迁移转化关系涉及较少，从而缺乏整个系统的综合研究。

碳循环的基本过程范文第2篇

关键词：观念；情境；活动；点拨；反思

文章编号：1008-0546（2012）05-0044-02 中图分类号：G633．8 文献标识码：B

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2012．05．020

频频发生的煤气中毒、瓦斯爆炸，毒雾笼罩的液氯、液溴泄露；食品中塑化剂、苏丹红色素等的添加，瘦肉精的屡禁不止，日本海啸过后内地民众疯狂抢盐，让我们惊慌失措、震惊费解!导致这些现象的因素固然很多，但公民缺乏化学科学素养、缺乏化学基本观念是关键。如何使孩子们从小学着用化学视角看待世界，用化学观念解决实际问题，我们化学教师有着义不容辞的重大责任。

2011年10月11日至14日，江苏省初中化学优质课观摩评比活动在淮安市北京路中学举行。来自全省十三个大市的14位优秀选手同台竞技，给全省三百多名参会观摩老师带来了一场场课堂教学的盛宴。本次活动的成功举办，为全省初中化学教师搭建了一个展示与交流的平台，对我省初中化学教学工作和专业成长起到了很大的推动作用。笔者有幸随常州代表队一同前往观摩，切身感受到比赛的精彩场面及紧张气氛。每节40分钟的展示课，都凝聚了各地参赛老师和相关教育教研工作者的大量心血。活动中亮点很多，各有特色。最终，常州等7个地区的老师获得一等奖，这七位老师都有一个共同点，就是不仅注重“双基”的教学，更注重中学化学基本观念的渗透。

那么究竟什么是中学化学基本观念呢？

一、 中学化学基本观念的内涵

1.中学化学基本观念的界定

所谓中学化学基本观念就是中学生在化学学习过程中，通过对化学基础知识或化学学习过程进行反思所形成的能够反映化学本质特征的总观性认识。化学基本观念既不是化学知识，也不是化学知识的简单组合，但化学基本观念又不是凭空产生的，它根植于化学知识和化学知识的学习过程之中。有研究表明：中学化学基本观念是化学学习反思的产物，但是化学基本观念一旦形成，反过来对化学学习又产生强大的反作用。需要指出的是，学生在学习化学的过程中形成的观念是多种多样的，有的是正确的观念，有的是错误的观念，所谓化学基本观念指的是在学生头脑中形成的正确的观念，它和一般想法或认识是不同的，更不是错误的观念。

2.化学基本观念是化学知识的核心

化学知识可分为“化学事实性知识”和“化学核心知识”，一般说，化学事实性知识是化学中具体的、孤立的物质、化学反应以及具体的化学应用等，而化学核心知识则反映化学科学最基本、最本质的内涵，或者说，化学核心知识就是化学科学最基本的原理和概念。学者和文献强调的化学核心知识，本质上又都是强调了化学基本观念。化学核心知识与化学基本观念的辩证统一充分体现在新课程标准中，九年义务教育化学课标在“物质构成的奥秘”、“物质的化学变化”中体现了“物质的多样性”、“物质是变化的”、“变化过程中元素不变”等化学基本观念。这些核心知识，我们也可用“物质观”、“微粒观”、“元素观”、“物质运动观”、“物质的可分性”、“科学价值观”等化学基本观念表述。很显然，真正体现化学科学精髓的是化学核心知识即化学基本观念而非化学事实性知识。

二、培养学生化学基本观念的策略

如何培养学生化学基本观念？结合观摩教学中的片段，笔者认为可从以下几个方面入手：

1.创设情境，建构观念

以常州正衡中学艾老师的《“碳循环”的魅力》为例：

在悠扬的骨笛声中引入课题：最初存在于大气中的14C，经过若干年后为什么能到动物的骨骼中？接着回顾二氧化碳在自然界中的循环，认识在自然界中的四条碳生物循环；同时补充碳的地球化学循环，完善对自然界中的碳循环图，并开展寻找循环图中的化学反应、探寻反应过程中的物质元素等化学视角来认识自然界中的碳循环；并从化学课堂、自然生活的角度来突出碳循环的利用。

课堂总结：除碳循环外，生活中其实还有很多其他物质的循环。循环的魅力体现在：（1）它是有趣的，因为生活中的一种物质经过若干转化后，又能回到起点。（2）它是复杂的，本节课由于我们刚学化学不久，讨论的循环都是小循环，但随着同学们的认识面的不断扩大，我们可以在小循环的基础上构建出更多的大循环。正因为大循环的复杂性，把许多物质联系在了一起，这样有利于把握不同物质间的相同。

本节课通过欢快飞扬的音乐情境后的质疑，展开对碳元素的追踪，大气中的元素进入骨骼中的问题，引起了学生的认知冲突，激发学生的好奇心和发现欲，诱发了学生质疑猜想，促使学生主动进入分析问题和解决问题的活动中。并逐步认识“循环在化学学习中”是一种学习方法，也是认识不同物质间存在联系的一种途径，建构了物质普遍联系和转化的观点。

2.引导活动，体验观念

以泰州中学附属初级中学朱老师的《组成物质的化学元素》（第一课时）为例：

学生活动一（我有一双慧眼）：请比较元素扑克牌所提供的信息，将你的发现写下来。

学生活动二（我有一双巧手）：请仔细观察十种纯净物的化学式，试写出组成这些纯净物的元素符号。

学生活动三（我能运用）：将10种物质分类。

学生活动四（我会归纳）：学到了关于元素的哪些知识？

本节课是建立在学生了解了物质的微观构成，体会到了物质的多样性的基础上，回归本质即所有的物质都由元素组成，帮助学生建立初步的元素观。从具体的元素入手，结合自制教具元素扑克牌（正面是元素符号、名称、质子数，反面是常见物质的化学式和名称），选择小组活动形式，活动具有开放性。建立在学生的原有知识水平和观念水平的问题使大多数学生都能进入活动、参与讨论，都能在组内活动中作出贡献，每个能力水平不同学生在活动中都能得到不同的发展。通过引导使学生在大量事实和观察体验活动的基础上建立元素观，领悟自然界基本组成的简单性。

3.适当点拨，提升观念

以南京科利华中学陈老师的《石灰石的利用》为例：

老师：依据碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙的性质，我们能探寻他们之间的关系。

投影：引导物质转化关系的构建。

老师：石灰石、生石灰、熟石灰的主要成分。依据它们的性质，我们来一起分析它们的用途。

投影：万里长城、金字塔、中华门古城墙等。

小结：（1）物质的性质决定物质的用途；（2）物质经过转化，可以拓展利用的范畴。

本节课结合性质分析，感悟性质决定用途，明确从化学角度认识石灰石利用的重要性，最后教师予以适当的点拨和投影呈现，拓展了学生的思维，加深了学生的印象，引导学生实现相关知识的升华而实现观念性的提升。

4.反思改进，完善观念

以连云港东港中学陈老师的《质量守恒定律》（第一课时）为例：

老师：质量守恒定律适用于一切化学反应。既然质量守恒，那能不能使表面看来“不守恒”的实验表里一致呢？我们以碳酸钠和稀盐酸为例。

分析：该实验前后的质量不等是因为敞口装置中有气体逸出，那么解决问题的关键是避免气体的逸出。怎样实现？

学生回答：密闭容器中。

学生思考设计改进实验装置（如增加橡皮塞、增加带滴管的橡皮塞、带气球的橡皮塞等），教师引导学生分析各种装置是否可行，有什么利弊，引领学生的思维不断发展。

小结：我们认识问题不能只停留在表面，我们今天发现质量守恒定律的过程与科学家发现的过程有着惊人的类似，这经历了艰辛而漫长的过程。

本节课抓住学生在学习过程中的认知冲突，从“能否使表面看起来不守恒的实验变守恒”这一问题成功的引发了学生的积极思维，通过师生浓墨重彩的分析，实验装置的改进完善得以实现，较好地培养了学生的科学态度和创新意识，更好地完善了质量守恒的观念。

以上方面能促使观念的形成，但具体应用的时候，还有一些注意点，比如有些观念要避免绝对化（如物质性质是决定物质用途的重要因素，但不是绝对因素；物质间可以转化，但要符合质量守恒定律）。具体的化学知识并不会自发地成长为化学观念，由知识上升为观念的过程是长期的，绝非一朝一夕就可以完成，这需要有学习主体思维和情感的积极参与，更需要我们引导者教师的长期渗透。

书“读不进乏味、读进了有滋味、学会了有品味。”化学教学也同样如此。只有在教学中始终不懈的引导学生思考与分析、总结与提炼，才有利于学生形成正确的化学观念，也有利于彰显化学的学科魅力，激发学习热情，提升生活品味，提高生存质量。

碳循环的基本过程范文第3篇

随着全球经济的迅速发展，人类为了自身的生存和发展，在利用和改造自然的过程中造成了各种生态环境问题，世界各国都遇到了资源、环境、灾害等方面的严峻挑战，生态环境问题再一次引发了全社会的关注。生态文明是指人类遵循人、自然、社会和谐发展这一客观规律而取得的物质与精神成果的总和；是指以人与自然、人与人、人与社会和谐共生，良性循环，全面发展，持续繁荣为基本宗旨的文化伦理形态。当代中国生态文明建设与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设一并列入党的行动纲领中，形成了国家“五位一体”的总体布局。党和国家的新一代领导集体，更把国家生态安全的底线提上重要议事日程，并指出生态文明建设是中国特色社会主义事业的重要内容，关系人民福祉，关乎民族未来，事关“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的实现。面对着如此重要的社会问题，科普场馆在传播生态文明理念上肩负着重大的社会责任，必须紧迫跟进，有所创新。中国科技馆在新馆建设调研报告中指出：确定中国科技馆理念体系的最基本依据是“需求”与“供给”的关系，即国家、社会和公众对于科技馆的需求是建设科技馆的先决条件。报告还认为科技馆应全面展示人类、科学、技术、自然之间的相互关系，深刻揭示科学技术的本质功能和作用，在全社会普及人与自然和谐的可持续发展意识，帮助公众树立科学的资源观、环境观、生态观。

2广东科学中心传播生态文明理念的实践

广东科学中心在科学发展观理念指导下，以“自然、人类、科学、文明”为主题思想，注重科学、技术、社会、环境的关系，从而使展示主题和内容设计形成一个稳定的“四面体”结构。主题词“文明”的介入，使这个稳定的“四面体”结构能多角度展示科普场馆传播科学的内容定位，与时俱进地表达人类与自然和谐可持续发展的理念，很好地解决了科普场馆主题化设计中科学、技术和社会三者之间的关系。广东科学中心在生态文明理念传播中始终坚持探索和实践，在一期建成的“实验与发现”、“儿童天地”“、交通世界”“、数码世界”“、绿色家园”“、飞天之梦”“、人与健康”“、感知与思维”八个展馆基础上，又推出了多个题材的展示。（1）“金色骑楼•绿色生活”———世博广东馆多年来广东省一直致力于“倡导绿色生活，发展绿色经济”，回迁的广东馆把握绿色发展主题，以“广东绿道”为主线，在家乡父老乡亲面前重现“绿色生活”“、绿色城市”“、绿色神话”，延伸世博会的绿色理念，倡导绿色的生活方式，建设环境友好型社会、资源节约型社会、人与自然和谐发展社会。（2）LED体验馆LED及其产业化是广东战略性新兴产业的重要课题之一。LED体验馆紧扣绿色照明的科普题材，从协同创新的产业化方向入手，进行主题设计与展示技术创新，使社会公众在“童年的萤火虫”、“绿色家居照明”、“LED畅想剧场”等特定的情境中，体验节能、环保、安全、舒适的LED绿色照明。（3）“岭南科技纵横”主题馆“岭南科技纵横”主题馆是广东科学中心展示广东科技发展历程的首次尝试，以上下五千年的时间跨度，“岭之南，海之滨”的空间定位，向公众展示一个具有区域文化特色的科技发展历程。此馆融合“海纳百川、敢为人先、进取创新”的岭南文化特色，从主题策划到展项设计，都渗入了敬畏自然、生态和谐、绿色发展的理念。科技推进历史，创新引领未来，人类文明始终与科技创新同行。一直以来，广东地区都对绿色“情有独钟”，不仅是因为绿色是岭南的代表色，更因为绿色发展是广东可持续发展的必由之路。

3创新实践

3.1人类文明历程的主题设计

现在科普场馆的主题设计大多千馆一面，然而同是生态文明的主题，不同的视野角度，就会有不同的设计。同时，主题设计还应符合科普场馆的展教理念，切合公众的实际需求，与学校的正式教育成为互补，树立正确的自然观。“人和自然”展厅的概念设计以“物质—能量—信息”为主题线索，其中包括：（1）物质循环。以水循环和碳循环为代表，介绍了生态系统物质循环的大体过程。（2）能量转换。太阳能是地球能量的源泉，在它和各种形式的能量转换中，能量既不会产生也不会消失，而是从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，但过程中往往会产生能量的损耗。因此，在能量的转化利用中，要选择熵增加最小的途径。（3）信息传递。生态系统中信息传递具有重要的作用，生命活动的正常进行，生物种群的繁衍生息都离不开信息传递。信息还可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。由图2可见“，人和自然”展厅的主题设计，有一定的新颖性，从生态系统的物质循环、能量流动、信息传递等知识点切入，并且大胆地知难而进，着重表现“生命系统是与外界交换物质、能量、信息的开放系统”“，太阳能驱动着生态系统的物质、能量流动”，“进化是熵减少、信息量增加的过程”，“退化是熵增加、信息量减少的过程”这些十分重要的概念。不回避“熵增加”、“信息熵”、“开放系统”、“生命以负熵为生”一类难题，而这些正是传统科普场馆少有提及，而生态文明建设不又可回避的概念。

3.2绿色题材广角下的展示创新

由于“绿色题材”的综合性、理论性非常强，在科普场馆中的展示呈现难度相当大。生态文明理念的传播对象是全体公众，受众覆盖面广，文化水平差异度大。抛开展示内容不论，即便是展示技术风格，也往往众口难调。这种矛盾的状态告诉我们：传播生态文明理念的方式亟待突破，必须另寻出路。“人和自然”展厅在概念设计中进行了深入的思考：第一，将抽象概念转化为形象模型，例如：第二类永动机。第二，将经典实验转化为互动体验，例如：热传递、焦耳热功当量实验、布朗运动。第三，将体验过程转化为快乐游戏，例如：低碳生活体验。第四，将场馆情景与真实景象结合，例如：展示模型与展馆周边自然环境的结合。第五，将故事叙述与动漫形象结合，例如：碳源与水珠、火娃的新媒体创新组合。第六，将绿色能源展示与高新技术结合，例如：氢燃料电池、零排放汽车。第七，将本土素材与生态文明建设结合，例如：“广东绿道”、广东核电、广东产业结构的绿色转型。其中，熵与熵增加的抽象概念，让我们展示设计人员长期以来费尽心思。如果利用“一桶开水”“、制冷机”、“多级膨胀做功”、“第二类永动机”、“一潭死水的热寂”等一系列形象化的展项设计思路，就回避了熵以及熵增加的数学表达。再比如“碳循环火车旅行”方案，以碳循环为主线，制作成火车轨道，让参观者乘上“碳循环火车”，了解碳循环的路线与层次，了解不同文明进程的碳消耗与环境变化。而“生物圈2号”的游戏方案，让观众在虚拟环境中主宰仿真地球的生态系统，从而意识到地球环境是在经历了几十亿年的风风雨雨后形成的，其生态结构异常稳定，绝不是简单的人工模仿再造能够完成的。

3.3与时俱进的公众对话

碳循环的基本过程范文第4篇

关键词：科学教育；高中生物；实施方法

高中生物教学和科学教育有着十分密切的关系，将科学教育理念运用于高中生物教学过程中，可以收获理想的教学效果。当前社会不断发展，科学技术也得到了前所未有的进步，因此多数地区都开始将科学教育作为教学改革的主要方法。对此，研究科学教育在高中生物教学中的具体实施，有着重要现实意义。

一、科学教育的概念分析

所谓科学教育，就是指教师在教学过程中，需要结合班内学生的实际情况，为其制定出针对性的教学目标，采用分层教学并测试其教学效果。现阶段，科学教育的理念已经得到了广泛传播与运用，将其使用于课堂实践教学中，能够打造出积极的学习氛围，使学生自觉主动地完成学习任务。在科学教育的指导下，成绩较为落后的学生可以逐步掌握教材知识，并一步步培养起学习的信心与兴趣，朝着更高一层的方向发展。而成绩较为优秀的学生也可以再度提升自己，深化对知识的理解。所以，科学教育并非只是单纯根据学生的学习情况进行层次划分，而其最主要的目标就是尽可能消除学生和学生之间存在的学习差异，最终实现全体学生共同进步。

二、科学教育在高中生物教学中的实施方法

（一）利用科学教育开展探究活动

科学教育旨在对学生的探究能力进行培养，而要实现这一目标，就要大力开展科学探究活动。比如，学习“土壤微生物的分解作用”相关知识时，教师就可以引导学生进行探究实验，将科学教育理念作为基础，结合自己的亲身体验举出一些土壤生物分解作用的例子。之后让学生自由提问，说出自己最想要探究的问题，如“同一区域中，排除人为干扰的情况下，树木在不同季节落叶的厚度有什么差异？”“土壤对落叶进行分解，是由于土壤化学因素、物理因素还是微生物因素导致？”在这些问题的基础上，鼓励学生大胆进行假设，之后再将学生分为几个小组，让其以相互讨论的方式证明并完善自己的假设。此后，还可以让学生自主制定学习计划，找出对应的实验变量和场所，自由设计出实验相关方案及流程。学生按照小组合作模式实施计划，并经由比较、分析和具体实验，得出相关数据与结论。在此过程中，科学教育理念得到了深入的渗透与贯彻，且学生也能正确掌握生物知识的运用方法。由此便培养了学生自主探究的意识和习惯，使学生拥有更加广阔的思维空间，获得了解决问题的能力。

（二）利用科学教育提高学生的知识技能

在高中生物教学中运用科学教育，可以逐步深化学生对生物原理、规律及各种概念的理解，进而让学生可以更为熟练地把握生物学科基础知识技能。教师要采用这一方法使学生的实践运用水平获得进一步提高，并培养学生对于生物知识的综合应用能力。当学生的知识技能得到强化之后，就能够利用生物相关的知识解决实际问题。比如，学习“温室效应”和“碳循环”的有关知识点时，教师可以将其作为科学教育的材料，给学生安排对应的学习任务。先让学生在书中或是网上查找相关资料，了解“温室效应”和“碳循环”的基本原理。之后再带领学生到工厂展开实地考察，让学生仔细观察废气排放的过程，并亲自加入到研究汽车尾气的实验当中。要让学生把这些实践活动同教材知识结合起来，使其能够深刻理解碳循环的原理及过程。最后，教师回到课堂上，让学生针对温室效应提出自己的看法和意见。教师可按学生的学习情况对学生进行分组，让其以小组为单位探讨相关建议，并把多个小组的讨论成果综合起来。这样便能强化学生对知识的掌握，还能提高学生的知识运用技能。

（三）利用科学教育培养学生的情感价值观

科学教育理念尤为重视对学生的情感价值观培养，这不仅包括了人文精神的培养，更加重要的是提高学生的科学素质，让学生把知识与实践结合起来。因此，高中生物教师在教学过程中，应当首先注重提升自己的科学素养与综合能力，要跟上时展的脚步，积极学习新的教育方法和观念。以此给予学生更好的指导，让学生在知识、情感、价值观等多方面得到培养和升华。比如，教师可以将“导致气候变暖的因素”作为主题，在班上组织一场讨论会，让学生相互交流，说说自己的看法，以此激发学生的学习兴趣。学生在此过程中，会逐步了解有哪些原因导致了气候变暖，同时还能理解环境保护的重要性，由此培养了情感价值观。之后，教师还可向学生讲解可持续发展的理念，让学生知道人类片面追求经济发展的行为会导致严重的环境问题。比如废气排放量加大、能源短缺、物质循环系统遭受破坏等。如此便能在教学过程中全面渗透科学教育理念，使学生在掌握知识的同时培养出良好的情感价值观。

结束语：

在高中生物教学中运用科学教育理念，能够培养学生的思维能力与探究能力，加强学生对知识的理解。高中生物教师要利用科学教育开展探究活动，提高学生的知识技能，并培养学生的情感价值观，以此促进学生全方位发展。

参考文献：

[1]孔维利.高中生物教学实施科学素质教育的探究[J].教育教学论坛,2012,13:88-89.

[2]陈宏.高中生物教学中的科学世界观教育[J].中小学教师培训,2013,07:51.

碳循环的基本过程范文第5篇

一、理解《课程标准》，研读《中考化学考试说明》

研读考试说明，明确考试的具体范围、内容和要求，做到心中有数，避免盲目超标、拔高、拓展，关注新增内容，防止对因超标内容和习题的关注和强化而干扰正常复习和误导学习，应引导学生将有限的精力和宝贵的时间用在对双基础知识深层次的理解和广泛的应用上，用在对化学学科知识思想的感悟上，重视引导学生善于合作，勤于思考，实事求是和勇于创新等科学精神的升华，通过实物和课件展示等方法手段再现实验过程，精心选取习题帮助学生动脑、动口、动手的机会。

二、抓主干、突重点、促有效

初中化学知识的学习应使学生获得未来发展所需的最基础的化学知识和技能，形成基本的方法和价值观，理解化学、社会和技术的关系，这一重点的复习突出初中化学主干知识的巩固和深化，才能增强复习的针对性，有效性。

初中化学主干包括氧气、二氧化碳、金属、酸、碱、盐等常见物质的主要性质和用途，溶液的基本知识，常见元素及原子团的化合价，金属活动性顺序，常见酸碱盐的溶解性，质量守恒定律，原子得失电子规律，化合物中元素化合价的一般规律，置换反应与复分解反应规律，化学用语的书写，数字表示的意义，符号意义及运用，据化学式，化学方程式，溶液中溶质质量分数的计算，常见化学仪器的识别使用，化学实验基本操作，常见气体的制取，常见物质的检验和区分，观察实验现象、图表、图形，定量研究物质的组成、化学反应，对比研究物质的性质、结构、组成、制取、用途，控制条件的研究如金属锈蚀、燃烧、影响物质溶解性的因素，分类方法中物质的分类，化学反应的分类，物质结构决定性质，性质决定用途的思想及微观构成物质，物质的多样性，物质是变化的，化学变化中元素、原子不变的观念，氧气、氢气、二氧化碳、一氧化碳、常见的酸、碱、盐的主要用途，常见合成材料的应用，元素、化学物质对人体健康的关系，有机物生命活动的意义，有毒物质（一氧化碳、甲醛、黄曲霉素等）对人体的伤害，化学与能源的关系，常见化学燃料的主要成分和新能源的开发，化学与环境的关系，常见污染源的来源、危害、治理等。

三、注重复习方法，提升能力

复习时没有学生的主动参与，就没有成功的有效课堂，在复习中怎样才能提高学生参与产生浓厚的兴趣，提高学生的思维能力呢？

1.联系生活，生产创设情景

复习时要全方位地搜集多方面的信息，将化学知识的复习融入社会生活生产中，这样既能对学生产生好奇心、吸引力、激发学生主动参与，又能利用已学的知识去解决实际问题，达到学以致用的目的，为了这一目的，教师就应加强学习，扩大信息来源，关注与生活、生产、重大科研（如每年的诺贝尔化学奖的最新理论）上一届高考题目中的信息来丰富复习内容，在这些信息处理中要充分挖掘所给信息，用所掌握的知识去灵活运用解答。

2.重视问题设计，利于激发学生思维

好的问题设计利于使学生产生积极的思维，从而增强复习的有效性，首先问题应有较强的综合性，因为复习它是初中化学整体知识的展示，是对现有知识的整合、运用。如：氧气、二氧化碳是身边化学物质的重要代表，设计问题时应从氧气、二氧化碳的组成、性质、变化、制取、用途等方面的差异，在巩固结构决定性质，性质决定用途的同时，深化对氧气，二氧化碳两者之间的关系，在自然界中的转化，认识碳循环和氧循环的意义，增强学生对保护环境的重要意义。

（1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有（填字母）

A.减少化石燃料的使用 B.植树造林，增大植被面积

C.采用节能技术 D.利用太阳能、风能

（2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环，CO2转化成有机物的例子很多，如：

A.6CO2+6H2O光合作用C6H12O6+6O2

B.CO2+3H2催化剂CH3OH+H20

C.CO2+CH4催化剂CH3COOH

D.2CO2+6H2催化剂CH2=CH2+4H20

以上反应中，最节能的是，原子利用率最高的是（填字母）

这是一道以温室效应中二氧化碳气体为命题背景，介绍了一系列关于减少CO2含量的方法和措施，利于引导学生树立环保意识，人人有责及物质综合应用意识。

四、认真审题，规范解题，提高练习质量

中考复习中可用于练习的时间和精力都非常有限，因此，选什么样的题给学生做，显得尤为重要，选题时要有利于巩固双基，掌握方法，提升能力和培养学生良好思维能力，要从针对中考考查的重点，学生学习的难点以及形成能力的关键点，要从题目具有典型性，有较大的发展空间，体现课改精神的新题型，如开放题、探究题、信息题等方面去下功夫，学生练习时教师要求学生审题要清楚，不可盲目做题，对于选择题的要求答案是选正确的还是选错误的，填空题目要注意是填名称还是化学式，是填元素名称还是元素符号，对于答题中化学名词和术语必须写准确，化学用语必须规范，解题过程和答题过程必须完整。