洪建軍

活動背景

以千島湖霧霾事件為載體，以小金川區(qū)塊為樣本，以考察、調(diào)查、評估、設(shè)計、實驗為主要方法，融合地理、生物、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、通用技術(shù)等學(xué)科知識，創(chuàng)設(shè)真實踐、真學(xué)習(xí)、真探究學(xué)習(xí)環(huán)境，從家國情懷核心價值出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的必備品格和學(xué)以致用的關(guān)鍵能力。

活動目標(biāo)

通過要點理解、典型調(diào)查、方案設(shè)計、實地考察、定量評估、訪談與問卷調(diào)研、圖例分析、數(shù)據(jù)分析等科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合意識、科學(xué)思維、數(shù)理方法、工程策略、人文情懷、創(chuàng)意物化等綜合實踐活動素養(yǎng)。

建立霧霾控制與垂直植物帶的有機聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)要素關(guān)聯(lián)的科學(xué)探究能力。通過跨學(xué)科項目式實踐學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)科知識的融合能力、解決問題的整合能力，以及科學(xué)素養(yǎng)和工匠精神。

培養(yǎng)學(xué)生人際溝通、同伴協(xié)助、合作學(xué)習(xí)等能力；培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的人文意識、文化自覺和文明素養(yǎng)。

活動條件

活動對象與組織形式

對象：高中研究性學(xué)習(xí)跨班組合。

形式：分任務(wù)、子課題小組合作。導(dǎo)師分組：項目管理組、項目策劃組、課程設(shè)計組、學(xué)科專家組、實踐指導(dǎo)組、評估專家組、外聘專家組等。

學(xué)生分組：車流監(jiān)測組、植被考察組、建模分析組、方案設(shè)計組、網(wǎng)絡(luò)管理組、時間管理組、數(shù)據(jù)管理組、外聯(lián)組、后勤組、信息發(fā)布組等。

研究理論與方法學(xué)習(xí)

以杭州出版社出版的自編教材《研究性學(xué)習(xí)活動之旅》為基礎(chǔ)，結(jié)合浙江省綜合實踐教研網(wǎng)，選取合適的科學(xué)考察、科學(xué)探究、綜合實踐、生物地理學(xué)科等課程資源，通過線上線下融合學(xué)習(xí)的方式自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)檢索、環(huán)保調(diào)研、實地考察、科學(xué)監(jiān)測、方案設(shè)計等科學(xué)研究與綜合實踐的理論與方法。

樣本選取與資源創(chuàng)建

通過調(diào)查、訪談、資料收集等方法選取合適的樣本基地，與環(huán)保局、科技局、研究機構(gòu)合作，獲取專業(yè)人士和專業(yè)機構(gòu)的廣泛支持，提高實踐的有效性、科學(xué)性、專業(yè)性。在“之江匯”網(wǎng)絡(luò)空間建立學(xué)生綜合實踐學(xué)習(xí)過程檔案、展評空間和交流通道。

活動內(nèi)容

文獻(xiàn)檢索杭州市區(qū)和千島湖空氣質(zhì)量狀況，對PM2.5 主要污染物及指標(biāo)進(jìn)行比較研究；通過地形考察，對龍川灣區(qū)域樣本點霧霾成因進(jìn)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(jìn)行調(diào)查分析，探尋龍川灣景區(qū)垂直植物帶對空氣質(zhì)量的改善作用。

綜合考察千島湖土特產(chǎn)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(gòu)建垂直植物帶控制霧霾、改善空氣質(zhì)量的構(gòu)想。

設(shè)計垂直植物帶改善霧霾的解決方案，通過專家評估、網(wǎng)絡(luò)展評、初步實施進(jìn)行評價、實踐、優(yōu)化與推廣。

梳理活動過程，形成活動案例和經(jīng)驗，推廣到“生態(tài)千島，行探家鄉(xiāng)”其他千島湖民生工程研究性學(xué)習(xí)大項目中。

活動過程及案例導(dǎo)引

杭州市區(qū)與千島湖空氣質(zhì)量對比分析

檢索網(wǎng)絡(luò)和圖書資料，比較杭州市區(qū)與千島湖城區(qū)的空氣質(zhì)量情況；自主設(shè)計空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)分析表，明確影響城市空氣質(zhì)量因子；對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)分析，明確樣本價值、研究方向、基本方法等；承擔(dān)階段活動的核心小組在之江匯研究性學(xué)習(xí)空間發(fā)布研究過程和成果資料，接收各小組、導(dǎo)師團及網(wǎng)絡(luò)評議，提出改進(jìn)方案。

千島湖龍川灣小金川區(qū)域霧霾成因分析。

實地考察樣本區(qū)塊地理狀況，明確樣本區(qū)塊地形地貌特征；小組合作完成PM2.5、霧霾與空氣質(zhì)量研究，探究可能導(dǎo)致霧霾形成的環(huán)境、生態(tài)、人文等因子；小金川霧霾監(jiān)測點數(shù)據(jù)收集與分析，明確霧霾發(fā)生的特點與規(guī)律，結(jié)合各小組觀測數(shù)據(jù)分析可能的影響因子；訪問地理專家、氣象專家、環(huán)境專家，學(xué)習(xí)霧霾及其成因的基礎(chǔ)知識，結(jié)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(guān)系；承擔(dān)階段活動的核心小組，在“之江匯”研究性學(xué)習(xí)空間發(fā)布研究過程和成果資料，接收各小組、導(dǎo)師團及網(wǎng)絡(luò)評議，提出改進(jìn)措施。

案例導(dǎo)引： 分析發(fā)現(xiàn)， 在小金川發(fā)生霧霾或者霧霾比例高的月份，千島湖城區(qū)和紅葉灣景區(qū)霧霾出現(xiàn)率明顯低于小金川區(qū)塊。在實地考察中學(xué)生發(fā)現(xiàn)，小金川霧霾點處于三面環(huán)山的藏風(fēng)地形，不利于各種大氣污染物的擴散。從圖1 可以看出，經(jīng)過一側(cè)牧心谷等山體，山背面的紅葉灣空氣質(zhì)量明顯提升。

千島湖全湖區(qū)垂直植物帶分布調(diào)查分析

通過圖形與數(shù)據(jù)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(guān)系；調(diào)查本地區(qū)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(qū)域，以整個千島湖為研究對象，分析湖區(qū)植物垂直分布對空氣質(zhì)量的作用；進(jìn)行文獻(xiàn)檢索分析，從植物對大氣環(huán)境作用角度收集資料，進(jìn)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(shè)計積累資料；承擔(dān)階段活動的核心小組，在“之江匯”研究性學(xué)習(xí)空間發(fā)布研究過程和成果資料，接收各小組、導(dǎo)師團及網(wǎng)絡(luò)評議，提出改進(jìn)措施。

案例導(dǎo)引：分組對千島湖城區(qū)與鄉(xiāng)村的空氣污染情況進(jìn)行普查，對各地山勢、山形及植物垂直分布（以當(dāng)?shù)刂撂禺a(chǎn)為代表）進(jìn)行調(diào)查，制作千島湖植物垂直分布圖譜。

構(gòu)建垂直植物帶，設(shè)計改善霧霾方案

設(shè)計構(gòu)建城市立體植物帶、網(wǎng)，改善霧霾的方案；整理數(shù)據(jù)，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?。ㄊ校┘壡嗌倌昕萍紕?chuàng)新大賽；參加現(xiàn)場答辯，提高課題質(zhì)量；承擔(dān)階段活動的核心小組，在“之江匯”研究性學(xué)習(xí)空間發(fā)布研究過程和成果資料，接收各小組、導(dǎo)師團及網(wǎng)絡(luò)評議，提出改進(jìn)措施。

多種途徑進(jìn)行方案實踐與優(yōu)化

在方案優(yōu)化過程中增加專家評估和專家咨詢環(huán)節(jié)，邀請林業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、環(huán)保等部門專家，以及常駐千島湖的浙江大學(xué)、浙江林業(yè)大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)，以及研究機構(gòu)、研究所的專家進(jìn)行合理性、科學(xué)性評估和可行性考量。將方案推送給政府部門，進(jìn)行反饋式再考察。

效果預(yù)期

提升學(xué)生綜合實踐活動素養(yǎng)

通過田野式大項目探究活動的實施，提高學(xué)生的問題意識、綜合能力，培養(yǎng)綜合實踐跨學(xué)科學(xué)習(xí)方法、習(xí)慣、經(jīng)驗，提升學(xué)生的綜合意識、科學(xué)思維、數(shù)理方法、工程策略、人文情懷、創(chuàng)意物化等方面的核心素養(yǎng)。

提升教師項目設(shè)計和實施能力

以《小金川霧霾成因與千島湖垂直植物帶構(gòu)建》項目實施為范例，形成綜合實踐大項目研學(xué)的基本操作范式。通過實踐、小結(jié)、分析、研究形成項目分類標(biāo)準(zhǔn)和分步設(shè)計經(jīng)驗，構(gòu)建課程、平臺、資源，提升教師綜合實踐活動設(shè)計和實施能力。

形成更多系列化學(xué)習(xí)實踐新項目

通過項目實踐，拓展更多學(xué)科，指向更豐富的研究領(lǐng)域，適應(yīng)更多的教學(xué)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(hù)調(diào)查、千島湖新農(nóng)村建設(shè)調(diào)查研究、千島湖非遺調(diào)研等內(nèi)容。

評價設(shè)定

建立實踐過程記錄電子檔案袋，應(yīng)用課本筆記空間記錄學(xué)習(xí)過程，在學(xué)校綜合實踐內(nèi)網(wǎng)平臺和“之江匯”研究性學(xué)習(xí)資源空間和社區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)點評等動態(tài)跟隨評價。設(shè)計階段成果和終期成果定量靜態(tài)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(chuàng)新大賽科技輔導(dǎo)員科技教育創(chuàng)新成果一等獎