只有我和你……還有河流旁邊的整個社區

科學俱樂部在教授當地環境知識的同時，向學生逐漸灌輸對于科學的正面觀點。

由于擔心學生們經歷“暑期學習退步”（SummerLearning Loss，指在暑假期間學生在學習能力和知識等方面的退步——譯者注），使得即將到來的幾個月的暑期變得苦樂參半。盡管你可能無法保證學生們仍然記得你在科學課程里教授的各種細節，但是你可以立即采取措施讓學生們在假期里也能開動腦筋進行科學探究。歷時1年的科學俱樂部能夠播下讓孩子們對周圍環境的著迷的種子，在學校生活最后一天的結束鈴聲敲響以后很久，仍然繼續培養他們向年輕科學家方向發展。這一努力體現了新的《科學教育框架》（AFramework for science Education）所強調的方法，即“吸引學生們對世界的好奇心，激發他們終生學習科學的渴望。”（NRC，2011，D32）

成立一個科學俱樂部

由于我們所處的中西部小鎮遭受0度以下的低溫，在經歷了20天的室內休息之后，我的幾個5年級學生有些受夠了。有一天，幾個5年級學生主動提出放棄在教室里繼續休息，幫助我為即將到來的教學單元尋找一些基于本地的環境科學活動。毫無疑問，這種事情很少發生，所以在震驚之余，我很快就答應了他們。

學生們在網上搜索資料的時候，偶然發現了一些引起他們注意的環保活動，但是這些活動更適合低年級的學生。學生們堅持認為我們應該試試這些活動，所以我們決定組建一個初級科學俱樂部，首先是舉辦一個適合低年級學生的活動，教他們了解自己生活的環境。就這樣我們開始了科學俱樂部之旅，并與我們的社區建立了聯系。表1是我關干如何建立一個科學俱樂部的一些建議。

這個科學俱樂部可以說是一個機遇，它能夠讓學生投入到科學學習中，同時讓他們了解當地環境，并與社區建立聯系。這個項目是在基于地方的教育（place—based education，Sobel，2002）的指導方針下精心設計的，專注于研究學生們生活于其中的當地環境。基于地方的教育并不是要刻意找出社區的“問題”，而是要探索當地的地方特點和維持它的要素。這一教育理念鼓勵學生與父母、專家們一起在社區內協同合作進行活動，學生們在被稱之為“家”的生機勃勃的實體中是主動參與者，而不是被動的旁觀者（Sobel，2002）。

社區合作

科學俱樂部通常在課前或課間舉行會議。在學年中，我們也會每個月在自然中心上一次微型課，然后是在暑期碰面。越來越多的學生加入到俱樂部中，就連家長們也會因為要提早送學生到學校來參加會議而參與到其中。有些家長甚至自愿留在會議中提供幫助。最初，活動用品和其他資源都不是現成的，因此學生們決定聯系我們當地的自然環境保護中心來進行第一次活動。自然環境保護中心距離我們學校大概6英里，致力于通過教育和聯系社區來促進環境保護和管理工作。中心有幾個環保項目，其中包括延伸到學校的項目。學生們請求中心幫助調研當地流域，這之后就形成了一次對該中心的課外訪問活動，在那里，學生學習有關當地流域和水源中的大型無脊椎動物、鳥類以及其他野生動植物的知識。

這次活動的參與者對我們的小團隊印象深刻：60個1—5年級的學生和他們的家長——對于我們這樣的低預算活動來說還算不錯。也許我應該澄清一下，我們是“無預算”的活動，僅僅依靠來自家長的少最捐贈和我們自己的想象力。我們當地縣級農業推廣機構的土壤和水資源部門后來也提供了一些資源，并在會議上幫助解答學生的問題。在第一次活動成功舉辦之后，自然環境保護中心建議我們暑期在他們的總部作一個河流研究，因此我們就把這項研究安排在了8月初。與此同時，學生們繼續進行每周一次的課前和課間會議來研究學校的集水區。

流域調查

這項調查研究不僅僅局限在科學俱樂部內。在課堂上，我所有5年級的學生通過網絡研究和教室活動來研究健康的河流的特征，如在水資源項目（ProiectWet）中研究大型無脊椎動物的傷殘等（見“網絡資源”）。在這個活動當中，學生們通過扮演不同的大型無脊椎動物來了解應激源（即引起刺激的因素譯者注）如何決定了河流的承載能力。他們也了解到不同的生物體對應激源的反應不同，因此一個溪流里的生物多樣性能夠告訴我們這個生態系統的健康壯況。

科學俱樂部的學生們則通過訪問“葉包網絡”這個網站來擴展課堂所學，他們從網站上獲得更多的大型無脊椎動物的索引，并把這些索引打印出求做成卡片為他們的暑期旅行作準備（見“網絡資源”）。學生們制作了一個簡單的幻燈片演示文稿，說明什么是大型無脊椎動物，它們在河流生態系統中的結構和功能，還有污染和生物多樣性之間的關系。這種俱樂部的學生對同伴們所作的報告是對他們學習的真實評測，也是野外考察的準備工作。

在8月份，25名學生——一個由即將升入5年級和6年級的學生、家長和老師組成的團隊——相會在自然環境保護中心，開始了這一活動，而它也最終成為令人興奮的社區擴展活動。我們學校中間有條河流穿過，因此學生們對學習怎樣進行一項河流研究感到興奮。要注意在網上查找安全提示，而且要時刻遵循學校或學區關于野外考察的指導規定。我收集了每個學生的許可單，包括一份安全協議和過敏史信息。在河流旁，每個小組由一名成年人帶領，并負責監護和確保孩子們的安全。學生和志愿者都穿著防護裝備（高筒靴、雨靴或者防滑鞋）而且只進入河流的淺水區域。

自然環境保護中心根據水深（不超過膝蓋）、水流和可供學生休息和放置設備的可用河岸的大小，選定了我們可以進入的一些安全區域。

經過短暫的徒步旅行到達河流后，中心的博物學家向學生們展示了一些將要進行的測試：pH值、溶解氧、硬度、硝酸鹽含量、磷酸鹽含量以及大型無脊椎動物的生物指數。學生按照他們將開展的測試項目被分成不同的小組。學生和家長輪流交換小組直到每個人都參與了全部的測試項目。博物學家在小組之間巡視，和我們討論數據并且檢查我們的進度。

整個河流充滿了興奮。當河流里的景象展現在我們面前時，學生們有的震驚有的錯愕。雖然有些學生一開始不愿意觸摸他們發現的物種，直到他們的同伴們這樣做了或者博物學家親手把這些大型無脊椎動物放在他們手上，但是每個人都毫不猶豫地踏進小河參與活動。有個小女孩發現一個石蠶蛾蛹粘在一塊巖石上，她非常高興。作為一個教師很難在學生們大聲叫著需要我關注的所有地點都出現，“Hauenstein老師，快來！”或是“到這兒來，看我發現了什么！”或是“酷！但它是什么？”和“這是什么？”正如那位博物學家和我在之后的談話中提到的一樣，“他們仔細觀察著一切，每塊巖石下面都有驚喜，沒有人抱怨說無聊。”看著他們觀察事物和提出問題的投入程度，我真的很高興。

有些水的測試需要進行多次才能得到確定的結果，最后我們發現這條河流的pH值合格，磷酸鹽和硝酸鹽含量都很低，這是一個好消息。我們向學生強調需要進行多次測試以降低誤差。我們關于大型無脊椎動物種群的生物指數顯示這條河流物種豐富。

當學生們回到自然環境保護中心室內，博物學家詢問了他們對這些發現的重要性的認識，接著解釋了非點源污染，如化肥流失污染、小溪里的家畜以及污水系統通常導致農村河流中出現污染物的現象。學生們和大人們都很驚訝農村的河流竟然也有可能和城市的河流一樣污染嚴重。博物學家進一步解釋，有時候污染是看不到的，這也是他們做那些測試的原因。為此學生們決定通過組織一次對自己學校河流的研究來應用他們從博物學家那里所學到的知識。調查我們學校的河流

到了開學的時候，在科學課生物多樣性單元的學習中，暑期在自然環境保護中心參與水資源研究的同學與他們5年級的同學們分享了收集的數據，這是科學俱樂部和常規學校課程間很好的結合。勞動節過后不久，科學俱樂部成員在放學后集結，利用從自然環境保護中心的博物學家那里借來的河流測試工具箱，在校園里進行了一次河流調研，并且遵守和以前一樣的安全措施。

對學校河流進行調查的結果并沒有在自然中心獲得的結果樂觀。學生們利用“葉包網絡”網站（見“網絡資源”）提供的信息調查了集水區盆地周圍區域，得出了如下結論：農場、企業、家庭都直接與河流相鄰，中間沒有保護河流的緩沖帶。而且，他們也注意到河里散落著垃圾和廢棄物。學生和家長們把能夠安全清理的垃圾都清理掉了。

在自然環境保護中心博物學家的幫助下，我們撰寫了一份報告寄給了本地土壤和水資源保護管理部門。這份報告包含了學校河流的pH值、溶解氧、硬度、磷酸鹽、硝酸鹽和大型無脊椎動物生物指數等數據。我是從該部門寄給老師的信件中了解到這一機構相關信息的。教師可以在自己所在地區尋找相似的機構，能夠提供資源，同時也是能讓學生們向其遞交研究結果的聽眾。通過使用報告中的數據（水的pH值、溶解氧、生物指數等），學生們制作了一份幻燈片演示文稿，在科學課上和同學們一起分享成果。同時，他們也向自然中心的博物學家報告了自己的發現。

葉包（Leaf Pack）研究

在河流水質健康安全的主題中，學生們對大型無脊椎動物特別感興趣。因此，在暑期訪問自然環境保護中心之后，博物學家建議他們在9月份再回到那里，在河流的3個不同位置放置葉包。葉包就是把收集到的干燥落葉放在網袋中，放到河流的特定位置來復制河流里自然的葉包形成過程。使用葉包的目的是為大型無脊椎動物提供容易找到的群聚環境。這些生物因為以樹葉為食而被吸引過來。通過研究這些葉包，學生們可以發現生活在河流里的各種類型的生物。收集這些葉包之后，學生們編制了一個大型無脊椎動物生物指數，可以讓他們通過比較不同的河流來確定某一條河流是否適合生物生存。

暑假結束返回學校不久，學生們都準備了他們的葉包（簡單地用包柑橘的網袋制作而成）或者在網上低價購買了一些。可以上網找到制作葉包的步驟。

9月末一個周六的下午，我們回到了自然中心并與博物學家碰面。我們小組拖著葉包徒步走到河流邊，把葉包放在3個已經被博物學家作了標記的地點。

學生們把填滿落葉的葉包懸掛在河流中，希望以此吸引大量的水生昆蟲。在其中一個區域，學生用他們在一個附近的舊果園找到的蘋果樹葉來填充葉包；在其他的區域，學生們用本地的梧桐樹葉和楓樹葉來塞滿葉包。學生們提出假設：如果沿著這條樹林小溪放置的葉包被各種各樣的大型無脊椎動物填滿，這表明河流是健康的，也就驗證了我們夏天采集到的數據。此外，學生和家長也討論了采用本地物種（梧桐）和外來物種（蘋果）是否會對大型無脊椎動物的種群產生影響。學生們辨認他們放在葉包里的樹葉，并預測哪種樹葉會吸引最多的大型無脊椎動物。我們會在2～3周后回來查看結果。

當我們回到自然環境保護中心的時候，發現了前兩個裝滿了當地樹葉的葉包里面都是各種各樣的大型無脊椎動物。學生們根據生物指數將這些生物的種類、數量一一記錄下來（見“網絡資源”），隨后上傳到“葉包網絡”網站。我們發現在本地樹葉葉包中的大型無脊椎動物的種群數量差別不大。這些無脊椎動物吃掉了大量的樹葉。但是令我們失望的是，裝滿蘋果樹葉的葉包不見了，所以學生們無法獲得這部分數據。我們決定明年再來，并且幾個學生說，科學家們并不能在所從事的每個研究中都達到他們的目標——這對一個一年前甚至無法理解科學的重要性的學生來講是一個了不起的見解。

全年的發現

這項在8年前由一群5年級學生催生的合作還在不斷成長，并且這種合作有益于學生、他們生活的社區以及我們合作的當地自然資源保護中心。時間是最大的投入，但很重要，因為這是我們自己的社區和環境。去年，洪水泛濫影響了很多學生，因此我們決定針對這個問題進行探索。農業、住房甚至公路使我們的環境中缺乏自然形成的排水區，比如春季池塘，這使洪水泛濫成為常見問題。一個春天自然形成的小池塘就是一個臨時的濕地，一個低維護成本的戶外教室——如果規劃合理的話，將是非常劃算的，只需很少的維護。科學俱樂部的新項目主要集中在創建春季池塘，并且對在這種本地曾有過的特殊環境下植物和動物物種的發展進行監測。

總結經驗

與當地的自然資源保護中心或機構建立合作伙伴關系可以為教師們提供進行環境問題研究所需的專業知識和材料。如果沒有自然資源保護中心的協作，我們的這項工作也不可能開展。

科學俱樂部創建的目的是為了鼓勵學生投入對當地環境的研究，從而改善他們對科學的態度。由于俱樂部是一個課外活動，所以沒有進行正規的評估。但是，非正規數據（給教師的報告）顯示學生和家長們都是帶著對科學的積極態度離開這個項目的。此外，參加俱樂部活動的學生能夠向沒有參加活動的伙伴展示他們的發現。這些展示報告都是他們學習的真實評價。通過回答教師和博物學家的提問，也顯示出學生們獲得了一些過程技能，如控制變量、基于證據得出結論等。

縱觀整個體驗活動，學生們的常見反應是他們像真正的科學家一樣，分享搜集的數據，與同伴和不同的機構交流他們的結果。學生覺得他們在科學方面的工作具有某種目的。隨著他們逐漸意識到科學能夠解釋他們周圍正在發生的事情，一些對科學缺乏熱情的學生和家長開始逐漸喜歡上科學。