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、調查、評估、設計、實驗為主要方法，融合地理、生物、物理、化學、數(shù)學、通用技術等學科知識，創(chuàng)設真實踐、真學習、真探究學習環(huán)境，從家國情懷核心價值出發(fā)，培養(yǎng)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(shù)據(jù)分析等科學研究方法，培養(yǎng)學生的綜合意識、科學思維、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)學生的科學思維，培養(yǎng)要素關聯(lián)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(yǎng)和工匠精神。

培養(yǎng)學生人際溝通、同伴協(xié)助、合作學習等能力；培養(yǎng)學生保護環(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(jiān)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(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(huán)保調研、實地考察、科學監(jiān)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(chuàng)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(huán)保局、科技局、研究機構合作，獲取專業(yè)人士和專業(yè)機構的廣泛支持，提高實踐的有效性、科學性、專業(yè)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(qū)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(qū)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(qū)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(yōu)化與推廣。

梳理活動過程，形成活動案例和經驗，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習大項目中。

活動過程及案例導引

杭州市區(qū)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(qū)與千島湖城區(qū)的空氣質量情況；自主設計空氣質量數(shù)據(jù)分析表，明確影響城市空氣質量因子；對收集到的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(fā)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(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、霧霾與空氣質量研究，探究可能導致霧霾形成的環(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(fā)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(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。在實地考察中學生發(fā)現(xiàn)，小金川霧霾點處于三面環(huán)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(qū)垂直植物帶分布調查分析

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系；調查本地區(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量的作用；進行文獻檢索分析，從植物對大氣環(huán)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(fā)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(qū)與鄉(xiāng)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?shù)刂撂禺a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(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，提高課題質量；承擔階段活動的核心小組，在“之江匯”研究性學習空間發(fā)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(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)、農業(yè)、科技、環(huán)保等部門專家，以及常駐千島湖的浙江大學、浙江林業(yè)大學、浙江工業(yè)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(yǎng)

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(yǎng)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(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(qū)進行網絡點評等動態(tài)跟隨評價。設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)新大賽科技輔導員科技教育創(chuàng)新成果一等獎