生物環境調查活動教學的創新舉措

王薦

摘要：生物環境調查活動是高中生物學習的一項常規活動。在生物環境調查活動中創新舉措，提高學生的生物學科素養，可在確定課題中培養問題意識，在制訂計劃、實施方案中培養科學態度，在總結交流中培養表達能力。

關鍵詞：生物環境調查活動問題意識科學態度表達能力

生物環境調查活動是高中生物一項常規學習活動。如何在生物環境調查活動中創新舉措，提高學生的生物學科素養？以下是我的教學實踐與思考，和大家分享。

一、在確定課題中培養問題意識

培養問題意識是提高科學探究能力的重要一環，也是提高生物學科素養的首要環節。

如何從常規的“水、氣、固、聲”四項調查中尋找新的突破口，確立有價值的課題，是做好生物環境調查活動的第一步。近十年來，我校學生的調查項目涉及太湖水污染、城市垃圾、城市噪聲、農藥污染，生態農業、無土栽培、沼氣池建設、農貿市場蛙類銷售，古樹名木調查統計、行道樹養護等諸多方面。之所以不斷有新項目出現，關鍵在于我們一直引導學生保持好奇心，從司空見慣、習以為常的日常生活中發現問題，尋找有探究意義的項目。具體途徑有：

（一）老題新做

例如，我們帶領學生在2011年進行了“無錫地區的現代農業發展情況”的生物環境調查活動，那時的調查活動更多是從產業鏈入手，得出的改進方案是：增加食物鏈環節，以充分利用農產品（如利用廢棄秸稈培育蘑菇、利用農作物下腳料飼養蚯蚓等）。但是，其科技含量不高。隨著科學技術的飛速發展，諸如組織培養、無土栽培、水暖加熱系統、風機濕簾降溫系統、滴灌噴灌系統等已經成為常規生產手段和工具。于是，我們重新拾起了這個課題，再次帶領學生走入鄉間田野。學生觸摸到科技發展的強勁脈搏，調查發現現代農業遇到的新問題，將實際問題轉化為研究問題;教師引導學生根據科學性、可行性原則，結合所學知識，確定新的研究項目：大規模的現代農業與訂單市場如何匹配？特色農產品如何搭上現代農業的快車？物聯網技術如何應用于農產品運輸？石墨烯保溫材料如何應用于智能溫室？……

（二）“小題大做”

太湖藍藻引發的水危機是每一個太湖兒女的心頭之痛。如何把普通的調查水污染項目做出新意？如何減少生活污水排入太湖？我們引導學生從自己生活的小區著手，發現、思考問題，要求學生運用生態工程原理，轉換思路來解決問題。通過大量的文獻查閱和反復的實地試驗，最終，“城市生活小區生活污水濕地公園”（示意圖如圖1）的創意誕生了：學生設計利用菖蒲、美人蕉等挺水植物的吸附作用，利用樓層中污水的落差做動力，推動污水在植物叢林中流淌，得到自然凈化，而濕地公園本身可成為小區居民的休憩場所，一舉數得。

二、在制訂計劃、實施方案中培養科學態度

科學態度常表現為勇于追求真理、尊重客觀規律、習慣于理性思考等特征。

在生物環境調查活動的課題確定以后，學生就面臨制訂計劃的環節。在此過程中，教師要指導學生用科學的思維和態度來制訂切實可行的方案。一位學生向我提起，她想測定無錫市各地區的酸雨分布情況。我在肯定她創意的同時，與她一起分析項目的可行性：對學生而言，難以在下雨期間在市區不同地點同時收集雨水，所以不具備可操作性。過了幾天，她又與我商量，想做一個定量的調查項目。我又與她逐一過濾可選內容，“氣、固、水”都因儀器問題而被一一否決，最后剩下噪聲。經過咨詢，可向市環保局商借幾部噪聲儀，問題迎刃而解。剩下的問題是，如何通過測量噪聲來反映環境質量問題。我引導她制訂了詳細的可操作的計劃：組建團隊，內部分工，一組測量馬路上的噪聲，另一組統計通過的車輛數，以15分鐘為一個時段，連續測量12小時;獲取數據后再對兩組數據進行統計處理，分析它們的相關性。為了保證方案確實可行，我引導學生進行了預測定，發現了一些問題并給出了應對方案：一是車輛品種的劃分有待明確，如貨車、客車、轎車的噪聲分貝是不同的，必須由多人分別計數統計;二是收集、記錄噪聲儀數據需要一定的時間，會影響下一時段的測量，應啟用另外的噪聲儀進行連續測定。由于計劃制訂得嚴密、科學，正式測定過程就非常順利。

我校“城市垃圾分類及處理”生物環境調查活動項目也是典型的嚴謹求實態度、團隊合作精神的結果。為了弄清楚垃圾分類處理的全過程，小組成員分頭跟蹤垃圾集運過程，從小區垃圾房到區垃圾中轉站再到市垃圾填埋場，全程了解垃圾的收集、運輸、處理過程，從中發現了許多有待改進的細節（如垃圾收集車有滴漏現象、垃圾最好壓縮后運輸等）。為了明確城市垃圾的種類構成，小組成員在環衛處工程師的指導下，多次冒著酷暑，踩著泛著黑水的垃圾，忍著難聞的味道，在垃圾填埋場對垃圾進行分類、統計、稱量，獲得了大量的第一手資料。為了了解垃圾月度、年度增長規律，小組成員分頭走訪了各區環衛處，獲得了各月度、各年度垃圾產量。為了解垃圾填埋場對周圍環境的影響，小組成員走訪附近居民，聆聽并記錄他們的真實訴求;還將垃圾填埋場滲出液收集池中的黑水送到環保局進行檢測，得到了觸目驚心的數據。為使城市垃圾資源化，小組成員現場走訪了垃圾填埋場的拾荒人員，對“垃圾是放錯地方的資源”有了深刻認識;還走訪了江南大學環境工程系專家，聽取了他們對于城市垃圾處理的真知灼見，獲得了國外最新的垃圾發電技術的資料。這些都使該項目在傳統的調查基礎上向創新方面邁出了一大步，學生項目小組提出了許多切實可行的使城市垃圾減量化、資源化、能源化的措施，受到了多個部門的好評和重視。在此過程中，學生的做事、學習習慣有了提升，分工合作、實地體驗、深入細致、求真務實成了大家的共識，而這也是我們追求的科學態度。當然，學生收獲的還遠不止這些，環保意識、社會責任感等也都有所增強。

三、在總結交流中培養表達能力

在生物環境調查活動的總結展示環節，我們要求學生用各種不同的形式來展示自己的調查成果。沒有八股文式的束縛，學生有了充分的場域來展示他們的才華，他們的創造激情再次噴發。許多學生的調查報告，不僅數據翔實，分析透徹，圖文并茂，而且運用了不同的圖表（如柱狀圖、餅狀圖、折線圖等）來表示調查對象之間的關系。這些圖表深刻地揭示了復雜的環境中某些調查對象的相互聯系，如太湖水體中的磷含量與藍藻數量的關系、交通流量與噪聲強度的關系（如圖2）、深水井數量與地下水位的關系等。

為了進一步發揮成果展示的教育功能，提高學生的素養，我們對交流形式也進行了改進，以培養學生的多元表達能力。由最初的櫥窗展示發展到學生論壇、新聞發布會、多媒體展示等。我們還將學生的論文放入我校課程基地網頁，通過網絡傳播、宣傳，保持學生的創新意識。另外，我們積極鼓勵學生把調查中發現的問題向政府部門反映，學會發聲、表達;向報社投稿，擴大社會影響;等等。

*本文系江蘇省教育科學“十二五”規劃課題“突出科學本質的生物學教學策略研究”（編號：D/2015/02/349）、江蘇省教研室第12批立項課題“生命與健康特色課程的實踐研究”（編號：2017JK12L036）的階段性研究成果。

參考文獻：

[1] 梁英豪.科學素養初探[M].北京：人民教育出版社，2001.