在线课堂|“携手看海去”海洋STEM课堂——迷你水下世界
发布日期:2021-05-20 13:45:31   阅读数:1034



  6月8日是世界海洋日,由上海市海洋局和上海市科学技术协会的主办的“携手看海去——2021年世界海洋日上海青少年海洋知识传播行动”特别推出了Ocean STEM海洋课堂:迷你水下世界。 该课程是上海青少年科学社自主研发的STEM系列科学课程之一,联合复旦大学、上海交通大学等双一流高校,市科协所属各学会、协会、研究会专家,及上海市各知名中小学一线教师自主研发,旨在让学生在自主实验中探索科学世界,在动手中掌握科技知识。接下来就让我们一起来学习吧~!



课程前言


  本次课程通过向学生介绍生态系统相关知识点,包括生态系统的概念、种类,组成以及食物链和食物网,使学生们对生态系统有一个系统的认识,并在此基础上根据生态系统的组成,设计方案,制作水域生态瓶,并就影响生态系统稳定性的相关因素进行探究。希望通过本次课程使小朋友们在理解基本知识点的基础上,锻炼动手能力,同时增强小朋友们的海洋环保意识。

情景引入



 

  这是咸海,咸海是中亚的一个内流咸水湖,是哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦的界湖。它在1960年以前是世界第四大湖,水域面积超过6.8万平方公里,仅次于里海、苏必利尔湖和维多利亚湖。


 

1985-2014咸海萎缩示意图

 

  然而半个多世纪以来,咸海因种种原因不断地干涸、缩小,水域面积缩小了90%左右,入湖水量仅为过去的五分之一,而水分含盐度提高了24倍。当前的咸海已濒临消失,原大部分湖面均已蜕化成荒漠。虽然咸海的萎缩也有包括地质和气候等自然原因,但人类的活动也难逃其咎。咸海的不断萎缩也连带了更多社会、生态和环境的问题:周围渔民失业、经济衰退、荒漠化、生物多样性减少……尽管当地政府早已开始咸海的修复工作,但无疑这是一个漫长而艰难的工作。从咸海之觞中,我们可以看到,逾越人类开发与生态平衡,很可能会导致生态系统的崩溃。因此,作为人类,应该正视且正确处理和自然的关系,维系生态系统的平衡。今天这节课,我们就来认识生态系统,并亲手打造一个微型的水下生态系统。那我们到底怎么定义生态系统呢?它又有哪些组成部分呢?



头脑风暴


  生态系统是指在自然界一定的空间内,生物与环境构成的统一整体。在这个统一整体中,生物与环境之间相互影响、相互制约,并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态,我们可以按照下图给生态系统进行分类。

 

  池塘我们并不陌生,其实一个池塘就是一个生态系统,接下来我们以池塘为例,来探讨生态系统的组成部分。

   

  在一个生态系统中,我们首先要考虑到环境因素。在池塘,诸多生物生存的前提是有水、阳光、土壤等。如果没有水,鱼虾就无法存活;没有阳光、土壤,植物也不能正常生长。环境是生态系统中的非生物物质及能量,包含阳光以及其它所有构成生态系统的基础物质,其可以为生命的养成提供最为基础的条件。

 

  接下来就是生产者,其主要是各种绿色植物,如池塘中的芦苇、青草、荷花、藻类等。这些植物可以将无机环境中的能量同化,为浮游生物、小鱼、小虾等生物提供能量。

 

  而浮游生物、小鱼、小虾等生物便是消费者,它们通过捕食和寄生关系在生态系统中传递能量。消费者中也有着不同的级别,例如小鱼小虾靠浮游生物为生,而大鱼又会捕食小鱼小虾来生存。

  “落红不是无情物,化作春泥更护花。”你是否思考过,那些小动物、昆虫、植物的残骸都去了哪里?其实它们最终都会经分解者之手,化为能量与养分再次回归到自然中了。在一个生态系统中,分解者作为大自然的“清道夫”,连接着生物与环境,它们通常生活在我们无法轻易观察到的隐秘的角落。

  由此可知,一个生态系统的组成成分有非生物部分、生产者、消费者、分解者。而在生态系统中,各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系叫做食物链。

到了这里我们不妨思考一下,如果一个生态系中少了一个部分那么会导致什么后果?多了一个部分,又会导致什么后果出现?

 



动手实践


  了解了生态系统以及生态系统的组成之后,就让我们来亲手打造一个简易的水下生态系统吧。在动手之前,可以先结合前面所学,思考下每种材料都分别对应生态系统的哪一组成部分哦。

  接下来我们就根据下图的步骤来一起打造美丽的生态瓶吧!




温馨提示:(1)在制作中应当注意到玻璃器皿的脆弱,小心不要打碎让玻璃划到自己的手;(2)在瓶子底部铺放沙石时,建议使用镊子小心铺放。】

  当然,你也可以利用自己手边其它材料,让你的生态瓶更佳丰富好看,制作完成后,记得给它起个好听的名字哦。



 



创新探究

  生态瓶制作完成后,我们还可以进一步思考一些问题。比如


  (1)预测你的生态瓶可以维持稳定的时间,并思考如何才能让里面的生物存活更长的时间呢?

  (2)可能你会通过喂鱼食的方法让小鱼存活,如果不想持续给小鱼喂食,应该怎样调整生态瓶的组成让你的生态瓶里的生物自然存活呢?




发散思维


  今天学习了生态系统相关的知识,关于生态系统方面我们可以做哪些课题探究呢?(课题仅供参考)

  下面分享一个创赛案例作为参考,思考一下这位同学是如何进行课题研究的?希望其他同学的研究经验能给你带来启发。


 


携手看海去—世界海洋日知识传播系列活动 


  为贯彻实施国务院颁布的《全民科学素质行动计划纲要》,营造共同关注海洋、热爱海洋、保护海洋的良好氛围,上海市海洋局、上海市科学技术协会、上海青少年科学社(上海科学种子青少年科技创新服务中心)自2011年起,以每年6月8日世界海洋日为契机,共同举办“携手看海去——世界海洋日海洋知识传播系列行动”,已连续举办了10年,参与人数万余名。2021年,“携手看海去”系列活动将包括Ocean Go、Ocean Seeds、Ocean Pro、Ocean STEM以及Ocean Awards“科技兴海奖”,向全年龄段青少年普及海洋知识,增强青少年海洋保护意识,目前已惠及全市10万余人次。