自然资源学科的科学教育在生态文明建设中的实践探索

自然资源学科的科学教育在生态文明建设中的实践探索

姜联合

摘要：围绕“绿水青山就是金山银山”和“山水林田湖草人类生命共同体”理念，阐述自然资源学科的科学普及和教育在 “生态文明建设、构建山水林草湖田人类命运共同体”的重要作用和实践应用，提出自然资源学科科学教育的主题内容和层次、科学普及的表达方式和路径。并在实践过程中围绕“构建山水林草湖田人类命运共同体”的理念就自然资源科学的普及教育与文化连结为例进行分析，并就自然资源学科科学教育体系的构建提出发展方向。

一、自然资源科普是“加强生态文明建设、构建山水林草湖田人类命运共同体” 国家可持续发展的需求

中华文明5000年文明智慧的演进历程与自然资源的演化和发展有着密不可分的联系，自然资源不仅是国家可持续发展和美丽中国建设的基础性要素，同时自然资源的状态与人们的日常生活息息相关、与人们的智慧生存和文化生活相连。习近平总书记多次提到了“绿水青山就是金山银山”和“山水林田湖草生命共同体”理念：总书记在2013年4月考察时指出“良好生态环境是最公平的公共产品，是最普惠的民生福祉”；在2013年11月9日党的十八届三中全会上指出“山水林田湖是一个生命共同体，人的命脉在田，田的命脉在水，水的命脉在山，山的命脉在土，土的命脉在树。”；在2016年3月10日第十二届全国人民代表大会代表团会议中指出“要像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境”；在2016年8月19日全国卫生与健康大会上提到““绿水青山是人民群众健康的重要保障”；在2017年10月18日十九大报告中强调“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”；在2018年5月全国生态环境保护大会上再次强调了“山水林田湖草是生命共同体”的重要理念【1】。总书记将自然资源及生态环境与国家发展及人民的生命健康紧紧连在一起。

“加强生态文明建设、构建山水林草湖田人类命运共同体”不仅是国策，更是科学的主题，围绕国家大计， 加强生态文明建设、构建山水林草湖田人类命运共同体，自然资源学科的科学教育尤为突出重要，特别是2020年以来的新冠肺炎疫情再次为人类敲响了警钟，关注自然环境、保护自然资源、搭建人类命运共同生存的安全家园是实现人与自然和谐生存发展和全球可持续发展的必然要求。

二、自然资源学科科学普及的主题内容和层次

科技创新与科学普及是国家创新发展的两翼，在生态文明建设的过程中，科学普及也是首当其冲，生态文明建设在普及过程中涉及的科学主题很多。自然资源学科覆盖面广，涉及地理、地质、生态、环境、水文、生物等多学科，各种土地、水、森林、湿地、土壤等多种自然资源类型，在资源循环利用、生态环境系统建设和保护中都有交叉。普及自然资源科学，不仅是在自然资源各类型科学所呈现的科学现象、原理、过程和结果的普及；更是在生态文明建设中，水、土、气、生各环境因素背后的科学原理及过程的展现、是山水林田湖草人类命运共同体之间智慧生存的科学内涵和哲学思想的体现；同时是在科学普及的过程中对科学精神和人文环境的培养和培育。

三、自然资源科学普及的表达方式和路径

针对不同的对象，科学普及的表达形式多样。在传统的表达方式中有针对公众和青少年的科普报告、针对青少年人才培养的科学实验和科学教育教程、研学旅行，针对公众的展品展项和科普活动等。新媒体的出现，科普展现的形式更加灵活多样快速，短视频、自媒体公众号等都为科普的表达形式助力。

在科学教育的内容表达上，自然资源学科中蕴涵很多传统文化智慧，与生命、生活和生存相关，特别是与“生态文明建设，山水林草湖田人类命运共同体”连在一起，可以形成“看—研学旅行”、“释—探究科学原理与过程”、“传—传递科学文化文明精神”、“悟--敬畏自然的生命哲学”的科学教育的实践和路径。

“看”，传承“读万卷书，行万里路”的教育理念和人文精神，通过研学旅行，丰富知识，加深与自然和文化的亲近感，培养青少年的科学创新精神，提升实践能力。

“释”，通过“看”的现象，探究背后的科学原理与过程，深度理解科学，是系统集成的科学教育过程。

“传”，是自然科学教育的升级和落点，使科学教育与社会连结、与文明连结，传递科学文化文明精神。

“悟”，是自然科学教育的根基，与生命连结，是敬畏自然的生命哲学，是构建山水林草湖田人类命运共同体的核心。

四、自然资源学科的科学教育与山水林草湖田人类命运共同体衔接的实践探索

人类生活在自然界，无不为花草树木水土气生所包围，自然界中生命的生存和延展共生共栖，融宇宙万物为一体。科学的运行规律、生命情感的抒怀与几千年中华文化一脉相承，习习相连。为自然界花草树木的智慧而歌，为人类生存的水土气生环境问“道”，通过解读科学，理解人类的生存智慧，通过中国传统文化悟道生命生活的智慧。自然资源学科的普及，通过倾听自然的声音，焕发生物的能量与人类的共鸣，在科学普及中，实现科学、文化和生活的连结，使科普与生命相关、与生活相关、与人类的生存相关，是山水林草湖田人类命运共同体理念的深度理解和实践，是科学教育的基石。

（一） 围绕植物和生态环境科学涌现的科技成果，以自然界整体能量转化的过程为科普脉络，将科学前沿成果与科学文化结合进行科普转化，深入浅出，形成自然科普的系统创作

人类认识自然的一次重大飞跃，就是能量守恒定律的建立，经历了几个世纪的能量守恒定律，成为最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。能量的守恒同样表现在大自然的生物进化中,植物体通过能量的转化和传递延展着永续的生存和多样性，这种能量转化的过程表现在植物生长的各个阶段，它们通过种子休眠蓄积能量，表达着智慧进化；又通过光合基因吸收能量，表达着奇妙进化过程的关键枢纽；还通过花的结构性发育实现能量的绽放；通过果实的成熟实现能量的调动和调控；通过根系在植物进化中的营养策略实现能量分配；通过能量的流动与外界的环境适应，完成着整个的生命周期和轮回。

大自然在生物进化中表现出的奇妙过程，都与能量有着千丝万缕的联系，通过创作《原初光能的密码：遮不住的春色满园》、《花器官能量的绽放：与花相濡以沫》、《果实成熟的能量调控：浓了万家，醉了千家》、《种子的休眠与萌动：能量蓄积的惊艳》、《根系能量策略分配：静定慧中的自然进化》和《植物与外界能量的交流：生命共同体的建立》，将植物发芽、开花、落叶、结果和休眠过程中能量在植物体内流动及关键的能量枢纽进行科普，同时与中华文化连结，在科学教育内容上分别关注了最新的科技成果，如：《原初光能的密码：遮不住的春色满园》关注了科学家找到光合作用关键基因的科学前沿内容【2】，《花器官能量的绽放：与花相濡以沫》关注了科学家锁定花关键发育环节的科学前沿内容【3】，《果实成熟的能量调控：浓了万家，醉了千家》关注了科学家解析果实成熟作用的新机制【4】，《种子的休眠与萌动：能量蓄积的惊艳》关注了科学家光调控种子休眠和萌发的新机制【5】，《根系能量策略分配：静定慧中的自然进化》关注了科学家根系在植物进化中的关键推动作用【6】，《植物与外界能量的交流：生命共同体的建立》关注了科学家森林多样性的维持机制的新进展【7】。这些科学教育内容，围绕植物能量的转化，在科学上，将最新的科学前沿内容（发表在国际重要刊物中的论文）与自然智慧进化相连，与中华传统文化在自然智慧进化中的体现结合，深入浅出，更易于公众理解山水林草湖田人类命运共同体的理念，易于提升科普效果。

（二）延展自然科学基础知识，围绕环境保护、生态文明建设，深度解读对自然界的认识，重在科学精神和文化的传播

与人们生活相关的中华传统文化时时出现在生活中，科学知识、科学方法的日益更新不仅仅是科学的发展，其中也蕴含着传统文化的渗透，它是在科学技术发展的实践中产生的一种具有强大生命力的先进文化，随着人类进步的发展，内涵更加丰富多样，为创新科学普及提供了多元的方式和方法【8】。

以自然现象为基础，以季节环境为脉络，将科学知识与生活连结，与科学精神和文化连结，普及科学知识的同时，深度理解山水林草湖田人类命运共同体的理念。形成《盛开牡丹》、《摇曳的草花,生命的装点》、《写给世界环境日：听雨看海解黑洞》、《夏日：听水科学，品水文化》、《致敬红树林》、《高山精灵杜鹃花》、《影像祖国，宽厚温润的一握》、《夕阳晚霞，光的选择》、《叶落知秋，脱落的科学和智慧》、《森林的风姿，内生的秘密》、《植物的神经系统：根系的魅力》、《抗击疫情：说说气、气势与生态位》等系列科学教育内容。这些科学教育内容与生活节点联系紧密，普及面广，适合人群受众多，更易于普及理解山水林草湖田人类命运共同体的理念。如：《种子的休眠与萌动：能量蓄积的惊艳》推送在庚子初春肺炎疫情时期，解读种子休眠与萌动的科学机理过程，通过自然种子的萌动、能量蓄积的绽放、“新年都未有芳华，二月初惊见草芽”的文化内涵，舒缓疫情的扰动【8】。

（三）关注与“山水林草湖田人类命运共同体”相连的那些日子，开展多样的科学教育宣传活动

世界水日(3月22日)、世界地球日（4月22日）、世界环境日（6月5日）、世界防治荒漠化日（6月17日）、全国土地日（6月25日）等都是自然资源学科科学教育宣传的科学日，在这些科学日中宣传重要的生态文明建设主题，包括全球碳循环的科学、森林涵养水源的科学、荒漠化成因及防止的普及、土地利用与保护的科学、环境治理与防止的科学、野生动植物保护和利用的科学等。形成 “资源节约、生态保护、构建山水林草湖田人类命运共同体”的社会氛围。使“山水林草湖田人类命运共同体”的理念深入到生活中。

五、自然资源学科科学教育体系的构建

自然资源学科科学教育体系的构建，落点是传递“山水林草湖田人类命运共同体”的理念，对于青少年的科学教育，在内容构建上围绕科学素养和科学精神的提升，依赖于科技教育的课程和科学实验的活动，形成“山水林草湖田”多学科层级的科学教育内容。

科技教育内容可从日常生活背景和现象中提炼出严谨的科学问题，通过科学实验过程验证科学现象，在科学实践课程中使青少年思考科学问题，同时掌握科学方法和科学理论基础知识，注重科学实践和探究行为，在内容设计上体现科学研究的全过程【9】，落点在深度理解“山水林草湖田人类命运共同体”的理念上，使自然资源学科科学教育围绕自然生态的科学前沿知识，与自然智慧进化相连，把科学教育放在自然界统一的宇宙观上，特别是在中华传统文化中理解自然智慧进化的科学，践行生态文明建设和山水林草湖田人类命运共同体的理念。

参考文献

【1】 绿水青山就是金山银山 ，习近平这样重视生态文明. http://guoqing.china.com.cn/2019zgxg/2019-08/27/content_75141883.html 2019-08-27

【2】 科学家找到光合作用关键基因. http://www.dogame.com.cn/kexue/2019/1121/21900.html，2019-11-21（原论文：https://doi.org/10.1073/pnas.1912462116）

【3】 解密“花花”世界.http://www.cas.cn/cm/201910/t20191008_4719397.shtml 2019-10-08 （原论文：https://doi.org/10.1038/s41477-019-0498-5）

【4】 解析果实成熟作用新机制.http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/8/429729.shtm，2019-8-23（论文信息：https://doi.org/10.1186/s13059-019-1771-7）

【5】 光调控种子休眠和萌发的新机制. http://www.cas.cn/syky/201910/t20191009_4719566.shtml,2019-10-10(论文信息：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.16236)

【6】 根系在植物进化中的关键推动作用。http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/3/404053.shtm，2020-4-20（论文信息：https://www.nature.com/articles/nature25783.pdf）

【7】 森林多样性的维持机制。http://www.bjb.cas.cn/kjdt2016/201910/t20191004_5403940.html，2019-10-04（论文信息： https://science.sciencemag.org/content/366/6461/124?from=singlemessage&isappinstalled=0 ）

【8】 姜联合.科普美文创作实践探索.中国科普理论与实践，北京：科学出版社，2020-

【9】 姜联合. 青少年阶段科技创新人才早期培养问题探讨.创新模式与人才培养，北京：人民日报出版社，2012，323-330