在科學探究中提升科學素養、提高環保意識

田翠平

盧灣高級中學是上海市科技教育特色示范學校，以科學教育為特色的辦學實踐在上海具有一定的影響。學校努力為學生搭建學習、體驗、展示的平臺，著力于培養學生的創新精神和實踐能力，通過對基礎型、拓展型、研究型3類課程的科學設計，實現科學教育全覆蓋；將STEM+課程與研究型課程、社團活動整合，為學生搭建了科技創新的平臺，培育了一批科技精英學生。學校每位同學都是創新實踐活動的參加者，本案例將研究型課程與社團活動相整合，開展以“生命與環保”為主題的科學探究綜合實踐活動。

方案背景與意圖

苔蘚植物是結構相對簡單的綠色高等植物，是由水生生活方式向陸地生活方式的過渡類群，是植物界中一個重要門類。來自《東方早報》的新聞《青浦曲水園百年苔蘚遭滅頂之災》給了我們一些啟示：苔蘚由于植物個體小、結構簡單，沒有明顯的經濟效益，得不到人們的重視，在城市建設和規劃過程中，人們常常忽略苔蘚植物在城市生態中的重要作用。因此在中學生中開展保護苔蘚植物的環境教育活動對保護城市生態和增強學生的環境保護意識與社會責任感具有非常重要的意義。

活動設計

該社團成員都是熱心于環境保護的學生，組長是由社團成員選舉產生的。學生們在這里自主管理、發展興趣、鍛煉能力，教師只充當顧問的角色。首先是指導社團成員自主探究上海市主要公園里的苔蘚植物分布情況，同時在對苔蘚植物的調查過程中涌現出一批對科學探究具有極高熱情和潛力的學生，引導他們展開對苔蘚植物的一系列研究，培養一批熱愛科學探究的“明日科技之星”。最后，為了讓全社會都來保護苔蘚、重視苔蘚植物，社團學生采取了一系列保護措施。

實施過程

在活動準備階段，組長組織社團成員上網查閱有關資料，對苔蘚植物作了全面了解，激發了探究上海市苔蘚植物分布情況的興趣。然后引導成員制訂完整的調查方案。在方案的制訂過程中，社團成員對取樣范圍和樣點展開了激烈討論，有的同學認為調查上海市所有的公園，有的同學認為選擇一部分代表性的公園。當學生出現疑惑時，教師再給予學生指導。最終社團成員確定了完整的調查方案。

利用周末和假期時間，在教師指導下，社團成員對每個樣點的苔蘚植物進行詳細調查并采集標本。標本采集工作堅持了半年多，酷暑，頂著烈日；嚴冬，冒著寒風，社團成員在指導教師的陪同下，對18個樣點的苔蘚植物采集了標本。采集回的苔蘚植物標本，如何進行鑒定，社團成員又遇到了困難。這時教師引導學生尋找解決問題的方法。我告訴學生，圖書館中的《苔蘚植物檢索》會告訴你們如何鑒定，可能還需要借助一些工具。社團成員在我的指引下分工尋找鑒定方法。一部分成員從圖書館借來書籍進行研究，另一部分成員向大學教授虛心請教，最終學會了鑒定的方法。他們耐心地一一鑒定，記錄，并按照科學的研究方法對調查結果進行統計分析。通過這樣的活動，學生不但增強了獨立工作能力和團隊合作精神，而且在實踐中增強了環境保護意識和社會責任感。

在對苔蘚植物的調查過程中，涌現出了一批對科學探究具有極高熱情和潛力的學生，朱孟金和祝之瑞就是其中最有代表性的，他們對苔蘚植物充滿了好奇。在對上海市公園苔蘚植物的調查過程中，朱孟金很興奮地對我說：“老師，我發現了一個現象，在苔蘚植物分布多的地方，土壤比較濕潤，那么是否說明苔蘚植物具有很強的保水作用？”此時，我給予他鼓勵和引導，對他說：“這是一個很值得研究的課題，你可以通過實驗去驗證。”在我的鼓勵下，朱孟金同學對苔蘚植物的保水性展開了研究。在此基礎上，祝之瑞同學對苔蘚植物在城市中生態功能和環境指示作用展開了研究。

活動成效

社團成員為了讓全社會都來保護苔蘚、重視苔蘚植物，他們采取了以下保護措施。

建立保護苔蘚植物網站，并通過學校電視臺播放苔蘚植物在城市綠化中重要地位的專題片。

在浙江天目山采集了一定量的不同種野生土生蘚，移植在學校中，建立了2個微型苔蘚園，作為我校宣傳保護苔蘚植物的重要陣地。

向園林部門推薦我們的研究結果和建議。苔蘚植物保水能力強、自然資源較豐富、生命力強。因此，在生態型城市的建設過程中，應當構建起以苔蘚、草本為地被植物，其他喬木、灌木為上層的立體空間種植系統，這樣更接近自然界的植物群落分布情況，可以保護植物的多樣性，提高生態型城市的品位。研究表明，小羽蘚和青蘚的吸水能力最強，它們又是上海地區的優勢種，生態位較寬，因此建議園林部門在移植苔蘚時，選取這2種蘚種。

經過2年的科學探究，朱孟金和祝之瑞關于苔蘚研究的課題分別獲得第19屆和第20屆上海市青少年科技創新大賽一等獎，同時因他們在科學探究方面的出色表現分別獲得了第2屆和第3屆“上海市明日科技之星”稱號。祝之瑞同學還獲得全國青少年科技創新大賽一等獎、“明天小小科學家”獎勵活動二等獎，并代表中國參加國際科學與工程大獎賽（ISEF），獲得了二等獎，在2012年國際可持續發展奧林匹克競賽（I-SWEEEP 2012）中獲得了銀獎，同時獲得國際太空組織（IAU）以其名為編號

反思與啟示

環境教育的啟示

保護苔蘚植物的環境教育活動從長遠角度看可以作為一個長效管理的課題，有待繼續管理。我們認為“讓苔蘚植物成為城市綠化中的重要小兵”的環境教育活動在新時代下具有推廣意義。

要達到苔蘚植物的有效保護，教育是引導公眾關心和保護環境的最有效途徑。我校開展的此項環境教育活動在上海市是首次，整個科普教育活動具有較強的可操作性。值得推廣的另外一點是在科普教育的實踐活動中，引導培養一批熱愛科學探究的“明日科技之星”，實現教育的可持續發展。

研究型課程是開展環境教育的重要組織形式。在我們開展的此項環境教育活動中，社團起到帶頭作用，使整個的環境教育達到真正的實效和社會影響。同時滿足了學生的興趣，并將他們的興趣轉化為科學探究的動力，在課題研究中培養了創新精神和科學探究能力。

指導課題的體會

反思這個課題的指導過程，我認為取得成功的關鍵是把握住3個原則：科學性、創新性和實用性原則。如何引導學生把握好這3個原則，與指導教師根據學生具體情況開展科學有效的指導密不可分。

引導學生用科學的方法把問題與現象轉化為可探究的小課題

學生善于發現問題，但不善于把問題轉化為課題。高中生的選題一般來源于身邊生活，最初選題就是對這些現象和問題的描述，限于專業知識和研究思路的局限，高中生自己很難采取科學的方法將觀察到的現象或問題轉化為可以深入研究的小課題，因此需要教師運用專業知識對其進行引導，從而使小問題變化為小課題。比如朱孟金同學發現在苔蘚植物分布多的地方，土壤比較濕潤，他推斷這種現象是否說明苔蘚植物具有很強的保水作用。學生只能停留在對自然現象的觀察與推斷，如何通過課題研究對該現象給予科學的回答，需要指導教師科學的引導。同時，考慮到課題的可行性，研究對象范圍鎖定為上海市公園綠地的苔蘚植物，保水性的實驗方法等都是在教師的有效指導下逐步完善，最終形成了課題《上海市公園綠地的苔蘚植物多樣性及其保水作用研究》。

鼓勵學生全方位獲取信息，培養學生對信息的檢索、綜合及判斷能力

鼓勵學生獲取信息的方式包括：報紙雜志、圖書館書籍、電子期刊數據庫、百度等搜索引擎等多種方式，因為每一種檢索方式都有其優勢。

除了廣泛尋找有用資料外，從已有文獻中獲取信息也就是二次檢索也很重要，但學生容易忽視。學生在閱讀文獻的時候一般對后面密密麻麻的參考文獻視而無睹，當我提醒學生后，學生根據后面的參考文獻順藤摸瓜查閱到了很多有價值的信息。

如何引導學生通過閱讀大量資料，從中提煉出對課題有價值的信息，我認為必須讓學生經歷一個整理歸納的過程。學生在查詢大量資料后，應要求學生對資料分類，概括并寫出自己的觀點。學生在經過這樣一個整理、再學習的過程后，發現了文獻的價值，從而為選題過程提供有價值的信息。