生物环境调查活动教学的创新举措

王荐

摘要：生物环境调查活动是高中生物学习的一项常规活动。在生物环境调查活动中创新举措，提高学生的生物学科素养，可在确定课题中培养问题意识，在制订计划、实施方案中培养科学态度，在总结交流中培养表达能力。

关键词：生物环境调查活动问题意识科学态度表达能力

生物环境调查活动是高中生物一项常规学习活动。如何在生物环境调查活动中创新举措，提高学生的生物学科素养？以下是我的教学实践与思考，和大家分享。

一、在确定课题中培养问题意识

培养问题意识是提高科学探究能力的重要一环，也是提高生物学科素养的首要环节。

如何从常规的“水、气、固、声”四项调查中寻找新的突破口，确立有价值的课题，是做好生物环境调查活动的第一步。近十年来，我校学生的调查项目涉及太湖水污染、城市垃圾、城市噪声、农药污染，生态农业、无土栽培、沼气池建设、农贸市场蛙类销售，古树名木调查统计、行道树养护等诸多方面。之所以不断有新项目出现，关键在于我们一直引导学生保持好奇心，从司空见惯、习以为常的日常生活中发现问题，寻找有探究意义的项目。具体途径有：

（一）老题新做

例如，我们带领学生在2011年进行了“无锡地区的现代农业发展情况”的生物环境调查活动，那时的调查活动更多是从产业链入手，得出的改进方案是：增加食物链环节，以充分利用农产品（如利用废弃秸秆培育蘑菇、利用农作物下脚料饲养蚯蚓等）。但是，其科技含量不高。随着科学技术的飞速发展，诸如组织培养、无土栽培、水暖加热系统、风机湿帘降温系统、滴灌喷灌系统等已经成为常规生产手段和工具。于是，我们重新拾起了这个课题，再次带领学生走入乡间田野。学生触摸到科技发展的强劲脉搏，调查发现现代农业遇到的新问题，将实际问题转化为研究问题;教师引导学生根据科学性、可行性原则，结合所学知识，确定新的研究项目：大规模的现代农业与订单市场如何匹配？特色农产品如何搭上现代农业的快车？物联网技术如何应用于农产品运输？石墨烯保温材料如何应用于智能温室？……

（二）“小题大做”

太湖蓝藻引发的水危机是每一个太湖儿女的心头之痛。如何把普通的调查水污染项目做出新意？如何减少生活污水排入太湖？我们引导学生从自己生活的小区着手，发现、思考问题，要求学生运用生态工程原理，转换思路来解决问题。通过大量的文献查阅和反复的实地试验，最终，“城市生活小区生活污水湿地公园”（示意图如图1）的创意诞生了：学生设计利用菖蒲、美人蕉等挺水植物的吸附作用，利用楼层中污水的落差做动力，推动污水在植物丛林中流淌，得到自然净化，而湿地公园本身可成为小区居民的休憩场所，一举数得。

二、在制订计划、实施方案中培养科学态度

科学态度常表现为勇于追求真理、尊重客观规律、习惯于理性思考等特征。

在生物环境调查活动的课题确定以后，学生就面临制订计划的环节。在此过程中，教师要指导学生用科学的思维和态度来制订切实可行的方案。一位学生向我提起，她想测定无锡市各地区的酸雨分布情况。我在肯定她创意的同时，与她一起分析项目的可行性：对学生而言，难以在下雨期间在市区不同地点同时收集雨水，所以不具备可操作性。过了几天，她又与我商量，想做一个定量的调查项目。我又与她逐一过滤可选内容，“气、固、水”都因仪器问题而被一一否决，最后剩下噪声。经过咨询，可向市环保局商借几部噪声仪，问题迎刃而解。剩下的问题是，如何通过测量噪声来反映环境质量问题。我引导她制订了详细的可操作的计划：组建团队，内部分工，一组测量马路上的噪声，另一组统计通过的车辆数，以15分钟为一个时段，连续测量12小时;获取数据后再对两组数据进行统计处理，分析它们的相关性。为了保证方案确实可行，我引导学生进行了预测定，发现了一些问题并给出了应对方案：一是车辆品种的划分有待明确，如货车、客车、轿车的噪声分贝是不同的，必须由多人分别计数统计;二是收集、记录噪声仪数据需要一定的时间，会影响下一时段的测量，应启用另外的噪声仪进行连续测定。由于计划制订得严密、科学，正式测定过程就非常顺利。

我校“城市垃圾分类及处理”生物环境调查活动项目也是典型的严谨求实态度、团队合作精神的结果。为了弄清楚垃圾分类处理的全过程，小组成员分头跟踪垃圾集运过程，从小区垃圾房到区垃圾中转站再到市垃圾填埋场，全程了解垃圾的收集、运输、处理过程，从中发现了许多有待改进的细节（如垃圾收集车有滴漏现象、垃圾最好压缩后运输等）。为了明确城市垃圾的种类构成，小组成员在环卫处工程师的指导下，多次冒着酷暑，踩着泛着黑水的垃圾，忍着难闻的味道，在垃圾填埋场对垃圾进行分类、统计、称量，获得了大量的第一手资料。为了了解垃圾月度、年度增长规律，小组成员分头走访了各区环卫处，获得了各月度、各年度垃圾产量。为了解垃圾填埋场对周围环境的影响，小组成员走访附近居民，聆听并记录他们的真实诉求;还将垃圾填埋场渗出液收集池中的黑水送到环保局进行检测，得到了触目惊心的数据。为使城市垃圾资源化，小组成员现场走访了垃圾填埋场的拾荒人员，对“垃圾是放错地方的资源”有了深刻认识;还走访了江南大学环境工程系专家，听取了他们对于城市垃圾处理的真知灼见，获得了国外最新的垃圾发电技术的资料。这些都使该项目在传统的调查基础上向创新方面迈出了一大步，学生项目小组提出了许多切实可行的使城市垃圾减量化、资源化、能源化的措施，受到了多个部门的好评和重视。在此过程中，学生的做事、学习习惯有了提升，分工合作、实地体验、深入细致、求真务实成了大家的共识，而这也是我们追求的科学态度。当然，学生收获的还远不止这些，环保意识、社会责任感等也都有所增强。

三、在总结交流中培养表达能力

在生物环境调查活动的总结展示环节，我们要求学生用各种不同的形式来展示自己的调查成果。没有八股文式的束缚，学生有了充分的场域来展示他们的才华，他们的创造激情再次喷发。许多学生的调查报告，不仅数据翔实，分析透彻，图文并茂，而且运用了不同的图表（如柱状图、饼状图、折线图等）来表示调查对象之间的关系。这些图表深刻地揭示了复杂的环境中某些调查对象的相互联系，如太湖水体中的磷含量与蓝藻数量的关系、交通流量与噪声强度的关系（如图2）、深水井数量与地下水位的关系等。

为了进一步发挥成果展示的教育功能，提高学生的素养，我们对交流形式也进行了改进，以培养学生的多元表達能力。由最初的橱窗展示发展到学生论坛、新闻发布会、多媒体展示等。我们还将学生的论文放入我校课程基地网页，通过网络传播、宣传，保持学生的创新意识。另外，我们积极鼓励学生把调查中发现的问题向政府部门反映，学会发声、表达;向报社投稿，扩大社会影响;等等。

*本文系江苏省教育科学“十二五”规划课题“突出科学本质的生物学教学策略研究”（编号：D/2015/02/349）、江苏省教研室第12批立项课题“生命与健康特色课程的实践研究”（编号：2017JK12L036）的阶段性研究成果。

参考文献：

[1] 梁英豪.科学素养初探[M].北京：人民教育出版社，2001.