生態千島 行探家鄉

洪建軍

活動背景

以千島湖霧霾事件為載體，以小金川區塊為樣本，以考察、調查、評估、設計、實驗為主要方法，融合地理、生物、物理、化學、數學、通用技術等學科知識，創設真實踐、真學習、真探究學習環境，從家國情懷核心價值出發，培養學生科學探究的必備品格和學以致用的關鍵能力。

活動目標

通過要點理解、典型調查、方案設計、實地考察、定量評估、訪談與問卷調研、圖例分析、數據分析等科學研究方法，培養學生的綜合意識、科學思維、數理方法、工程策略、人文情懷、創意物化等綜合實踐活動素養。

建立霧霾控制與垂直植物帶的有機聯系，培養學生的科學思維，培養要素關聯的科學探究能力。通過跨學科項目式實踐學習，提高學生學科知識的融合能力、解決問題的整合能力，以及科學素養和工匠精神。

培養學生人際溝通、同伴協助、合作學習等能力；培養學生保護環境的人文意識、文化自覺和文明素養。

活動條件

活動對象與組織形式

對象：高中研究性學習跨班組合。

形式：分任務、子課題小組合作。導師分組：項目管理組、項目策劃組、課程設計組、學科專家組、實踐指導組、評估專家組、外聘專家組等。

學生分組：車流監測組、植被考察組、建模分析組、方案設計組、網絡管理組、時間管理組、數據管理組、外聯組、后勤組、信息發布組等。

研究理論與方法學習

以杭州出版社出版的自編教材《研究性學習活動之旅》為基礎，結合浙江省綜合實踐教研網，選取合適的科學考察、科學探究、綜合實踐、生物地理學科等課程資源，通過線上線下融合學習的方式自主學習網絡檢索、環保調研、實地考察、科學監測、方案設計等科學研究與綜合實踐的理論與方法。

樣本選取與資源創建

通過調查、訪談、資料收集等方法選取合適的樣本基地，與環保局、科技局、研究機構合作，獲取專業人士和專業機構的廣泛支持，提高實踐的有效性、科學性、專業性。在“之江匯”網絡空間建立學生綜合實踐學習過程檔案、展評空間和交流通道。

活動內容

文獻檢索杭州市區和千島湖空氣質量狀況，對PM2.5 主要污染物及指標進行比較研究；通過地形考察，對龍川灣區域樣本點霧霾成因進行建模分析。

對龍川灣山體垂直植物帶的植被品類、空氣凈化能力進行調查分析，探尋龍川灣景區垂直植物帶對空氣質量的改善作用。

綜合考察千島湖土特產的垂直分布情況，以整個千島湖的植物垂直分布為研究對象，提出構建垂直植物帶控制霧霾、改善空氣質量的構想。

設計垂直植物帶改善霧霾的解決方案，通過專家評估、網絡展評、初步實施進行評價、實踐、優化與推廣。

梳理活動過程，形成活動案例和經驗，推廣到“生態千島，行探家鄉”其他千島湖民生工程研究性學習大項目中。

活動過程及案例導引

杭州市區與千島湖空氣質量對比分析

檢索網絡和圖書資料，比較杭州市區與千島湖城區的空氣質量情況；自主設計空氣質量數據分析表，明確影響城市空氣質量因子；對收集到的數據進行影響因子建模分析，可視平滑處理獲得直觀研究圖例；通過數據分析，明確樣本價值、研究方向、基本方法等；承擔階段活動的核心小組在之江匯研究性學習空間發布研究過程和成果資料，接收各小組、導師團及網絡評議，提出改進方案。

千島湖龍川灣小金川區域霧霾成因分析。

實地考察樣本區塊地理狀況，明確樣本區塊地形地貌特征；小組合作完成PM2.5、霧霾與空氣質量研究，探究可能導致霧霾形成的環境、生態、人文等因子；小金川霧霾監測點數據收集與分析，明確霧霾發生的特點與規律，結合各小組觀測數據分析可能的影響因子；訪問地理專家、氣象專家、環境專家，學習霧霾及其成因的基礎知識，結合考察小組對地形地貌的實際勘察，分析小金川地形與霧霾的關系；承擔階段活動的核心小組，在“之江匯”研究性學習空間發布研究過程和成果資料，接收各小組、導師團及網絡評議，提出改進措施。

案例導引： 分析發現， 在小金川發生霧霾或者霧霾比例高的月份，千島湖城區和紅葉灣景區霧霾出現率明顯低于小金川區塊。在實地考察中學生發現，小金川霧霾點處于三面環山的藏風地形，不利于各種大氣污染物的擴散。從圖1 可以看出，經過一側牧心谷等山體，山背面的紅葉灣空氣質量明顯提升。

千島湖全湖區垂直植物帶分布調查分析

通過圖形與數據建模， 分析霧霾成因及其與地形、地貌、氣溫、交通等地理因子的關系；調查本地區植物垂直分布情況，制作植物垂直分布圖譜；聚焦垂直植物帶，將視野擴展到整個千島湖區域，以整個千島湖為研究對象，分析湖區植物垂直分布對空氣質量的作用；進行文獻檢索分析，從植物對大氣環境作用角度收集資料，進行垂直植物帶改善PM2.5 可行性分析；研究不同植物的除霾效率，為城市垂直綠化除霾方案設計積累資料；承擔階段活動的核心小組，在“之江匯”研究性學習空間發布研究過程和成果資料，接收各小組、導師團及網絡評議，提出改進措施。

案例導引：分組對千島湖城區與鄉村的空氣污染情況進行普查，對各地山勢、山形及植物垂直分布（以當地知名土特產為代表）進行調查，制作千島湖植物垂直分布圖譜。

構建垂直植物帶，設計改善霧霾方案

設計構建城市立體植物帶、網，改善霧霾的方案；整理數據，撰寫反思與感想，提高研究效果；整理成果，撰寫研究報告。完成查新報告，申報省（市）級青少年科技創新大賽；參加現場答辯，提高課題質量；承擔階段活動的核心小組，在“之江匯”研究性學習空間發布研究過程和成果資料，接收各小組、導師團及網絡評議，提出改進措施。

多種途徑進行方案實踐與優化

在方案優化過程中增加專家評估和專家咨詢環節，邀請林業、農業、科技、環保等部門專家，以及常駐千島湖的浙江大學、浙江林業大學、浙江工業大學，以及研究機構、研究所的專家進行合理性、科學性評估和可行性考量。將方案推送給政府部門，進行反饋式再考察。

效果預期

提升學生綜合實踐活動素養

通過田野式大項目探究活動的實施，提高學生的問題意識、綜合能力，培養綜合實踐跨學科學習方法、習慣、經驗，提升學生的綜合意識、科學思維、數理方法、工程策略、人文情懷、創意物化等方面的核心素養。

提升教師項目設計和實施能力

以《小金川霧霾成因與千島湖垂直植物帶構建》項目實施為范例，形成綜合實踐大項目研學的基本操作范式。通過實踐、小結、分析、研究形成項目分類標準和分步設計經驗，構建課程、平臺、資源，提升教師綜合實踐活動設計和實施能力。

形成更多系列化學習實踐新項目

通過項目實踐，拓展更多學科，指向更豐富的研究領域，適應更多的教學場景和教改模式，形成更多綜合實踐項目，滿足更多個性化成長需求。比如千島湖小溪野生魚資源保護調查、千島湖新農村建設調查研究、千島湖非遺調研等內容。

評價設定

建立實踐過程記錄電子檔案袋，應用課本筆記空間記錄學習過程，在學校綜合實踐內網平臺和“之江匯”研究性學習資源空間和社區進行網絡點評等動態跟隨評價。設計階段成果和終期成果定量靜態評價。評價量表詳見表1—表3。

該項目獲得第37 屆全國青少年科技創新大賽科技輔導員科技教育創新成果一等獎