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文_黃檸檸/廈門市杏南中學
01
活動背景
本項目以校園積水調查為案例,以圖層疊加分析(Mapping)調查方法為指導,融合地理學、生物學、信息學等學科知識,從關注現(xiàn)實問題到介入觀察、空間思考,最后提出設計意圖(解決方案),逐步推動學生深度學習的開展,實現(xiàn)創(chuàng)造力、規(guī)劃力及核心素養(yǎng)的提升。
02
活動目標
結合線上、線下理論學習,運用圖層疊加分析調查方法、“Earth元地球”等工具,對校園積水現(xiàn)狀及積水影響因素進行觀察、記錄,提升學生獲取、整合信息的意識與能力,培養(yǎng)問題思維。
通過疊加不同要素的地圖信息,對校園內易積水區(qū)域的積水原因進行分析,并提出針對性措施,引導學生掌握圖層疊加方法,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)并探究離散要素之間隱藏關系的能力。
通過方案實施,提高學生對校園的關注,培養(yǎng)區(qū)域認知能力、人地協(xié)調觀等核心素養(yǎng)及生態(tài)文明理念。
03
活動對象及分組
本調查活動面向初二學生。學生調查團分為積水現(xiàn)狀調查組、影響要素調查繪制組、圖層疊加組、科普宣傳組和活動協(xié)調組。科技輔導員分為技術指導組和科學專家組。
04
新研究理論學習
通過連續(xù)觀察、記錄、整理和分析各環(huán)境要素,發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造各離散元素之間隱藏的關系,并帶入到設計與問題解決中。具體流程為:確定目標(群)—跟蹤、觀察目標(群)—發(fā)現(xiàn)并呈現(xiàn)目標(群)與環(huán)境之間的關系—提出設計與問題解決的方案。
05
調查工具
校園平面圖、繪圖平板、“Earth元地球”應用程序(定點、長度、面積測量)、“六只腳”應用程序(記錄調查路線、插入現(xiàn)場調查圖)、電腦等。
活動整體流程如圖1所示。
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圖1 活動流程
06
活動過程
積水現(xiàn)狀調查
結合理論學習與前期方案研討,利用課余時間、社團時間,面向全校師生、安保人員進行校園積水現(xiàn)狀調查,找出校園內部出現(xiàn)大量積水的主要區(qū)域及積水強度,繪制第1幅地圖——積水現(xiàn)狀分布地圖。
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圖2 積水現(xiàn)狀分布地圖
積水影響要素現(xiàn)狀調查
根據(jù)調查組前期確定的四大影響要素,積水影響要素調查繪制組又細分為落葉堵塞物組、蓄水區(qū)域組、地表易下滲區(qū)域組,以及雨水井蓋組,每組2~3名成員,調查量較大的要素可增加組次。每次調查需提交調查記錄單與地圖。
落葉堵塞物組使用的調查工具為平面地圖、“六只腳”應用程序記錄工具,尋找學校落葉面積較大的區(qū)域,標注位置,用葉片數(shù)代表落葉量,用紙團等表示垃圾等人為堵塞物。
蓄水區(qū)域組繪制校園可蓄水區(qū)域(如空閑泳池、池塘等)及預估蓄水體積,調查工具為平面地圖與卷尺。
地表易下滲區(qū)域組繪制測算植被、草地等下滲區(qū)域面積,小塊區(qū)域利用卷尺測量,大塊區(qū)域則利用“Earth元地球”應用程序測量面積。
雨水井蓋調查組標注井蓋、水篦的位置并測量大小。
調查要素疊加與針對性措施研討
圖層疊加組成員結合積水現(xiàn)狀調查組與積水影響要素調查組繪制的共5張調查地圖展開討論,利用標注工具,在大版地圖中進行地圖圖層信息疊加,呈現(xiàn)影響要素群與積水區(qū)域之間的重疊程度,程度越高則相互關系越深。調查組成員結合呈現(xiàn)結果進行頭腦風暴,利用便利貼寫明可能原因及改進措施,張貼于黑板,全員可見。
活動協(xié)調組成員負責對調查組成員提出的改進措施進行匯總,在疊加圖中標注針對性意見。圖層疊加后可發(fā)現(xiàn):①落葉堆積區(qū)與部分排水井蓋位置重疊,堵塞現(xiàn)象明顯,區(qū)域積水量大;②體育場范圍內綠化區(qū)少,塑膠地面致水無法下滲,積水嚴重;③雨水井蓋/水篦分布區(qū)域與積水區(qū)不完全重疊,部分無法充分發(fā)揮排水功效,且部分地區(qū)缺乏排水設施;④人為垃圾堵塞水篦。調查組給出的建議為:①及時清理排水設施周邊及內部的落葉和垃圾(尤其在暴雨季前期);②修剪部分綠化植被,以減少水篦附近的落葉堆積情況;③在體育場低洼處增加水篦/開辟下滲綠化面積;④全校宣傳環(huán)境愛護,從源頭減少人為垃圾。
積水原因調查反饋與匯報展示宣傳
科普宣傳組對調查全過程進行整理,形成簡潔意見稿,投遞校長意見信箱,推動調查成果落地。同時,形成書面報告、演示文檔進行匯報交流,或者制作成宣傳板進行校園宣講,并提供建議箱與便簽,匯集建議,擴大影響力,培養(yǎng)學生整合信息、語言表達等能力。
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▲井蓋調查
▼圖層疊加研討
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07
常見問題與應用預案
調查過程中易出現(xiàn)前期理論學習不透徹、井蓋類型混淆(如雨水井蓋、電力井蓋等)、寬泛記錄導致調查要素離散度過大、過度依賴衛(wèi)星測量工具缺少實地勘察、調查工具操作不夠熟練,以及調查設備數(shù)量不足等主要問題,指導教師應結合調查單進行跟蹤,及時介入提供支持。科學專家組主要來自于中科院城市環(huán)境研究所,負責進行理論教學,并把控調查全過程的科學性。
該項目獲得第38屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽科技輔導員科技教育創(chuàng)新成果競賽二等獎
本文系2024年度福建省基礎教育課程教學研究課題“科技創(chuàng)新融通跨學科主題學習路徑研究”(課題批準號:MJYKT2024-137)階段研究成果
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來源 | 《中國科技教育》2025-06
編輯 | 孟想
審校 | 若惜、朱志安
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