科學(xué)課外探究活動(dòng)設(shè)計(jì)方案一、活動(dòng)背景在“雙減”政策與新課標(biāo)（2022版）的導(dǎo)向下，科學(xué)教育強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”，課外探究活動(dòng)作為課堂教學(xué)的延伸，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、實(shí)踐能力與社會(huì)責(zé)任的重要途徑。校園是學(xué)生日常學(xué)習(xí)生活的場(chǎng)所，其植物群落不僅具有美化環(huán)境的功能，更是研究生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的微型樣本。本活動(dòng)以“校園植物”為探究載體，結(jié)合生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)地調(diào)查、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)論證，理解植物與環(huán)境的相互關(guān)系，提升科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。二、活動(dòng)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1.掌握植物分類(lèi)的基本方法（形態(tài)觀察、標(biāo)本制作、分子鑒定輔助）；2.理解生物多樣性的內(nèi)涵（物種多樣性、遺傳多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性）；3.了解植物的生態(tài)功能（固碳、釋氧、降溫、凈化空氣等）及測(cè)量方法。（二）過(guò)程與方法1.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)科學(xué)的探究方案（如樣方調(diào)查法、對(duì)照實(shí)驗(yàn)法）；2.掌握數(shù)據(jù)收集、整理與分析的技能（如使用Excel統(tǒng)計(jì)、繪制圖表）；3.提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通表達(dá)能力（如小組匯報(bào)、撰寫(xiě)研究報(bào)告）。（三）情感態(tài)度價(jià)值觀1.激發(fā)對(duì)自然科學(xué)的興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；2.樹(shù)立生態(tài)保護(hù)意識(shí)，理解“人與自然和諧共生”的理念；3.增強(qiáng)對(duì)校園的歸屬感，體會(huì)科學(xué)探究的實(shí)際價(jià)值。三、活動(dòng)主題與子課題設(shè)計(jì)本活動(dòng)以“校園植物多樣性調(diào)查與生態(tài)功能研究”為核心主題，分解為3個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子課題，覆蓋“調(diào)查-分析-應(yīng)用”的完整探究鏈條。（一）子課題1：校園植物種類(lèi)普查與多樣性分析探究問(wèn)題：校園內(nèi)有哪些植物？分屬于哪些科、屬？不同區(qū)域（如教學(xué)樓周邊、操場(chǎng)、植物園）的植物多樣性有何差異？校園植物的來(lái)源（原生/栽培）與分布特點(diǎn)是什么？方法步驟：1.劃分調(diào)查區(qū)域：將校園劃分為5-8個(gè)典型區(qū)域（如行政樓區(qū)、學(xué)生宿舍區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)、綠化景觀區(qū)），標(biāo)注邊界。2.樣方設(shè)置：采用隨機(jī)樣方法（適用于草本植物）和記名樣方法（適用于木本植物），每個(gè)區(qū)域設(shè)置3-5個(gè)樣方（木本樣方大小為10m×10m，草本為1m×1m）。3.數(shù)據(jù)記錄：記錄每個(gè)樣方內(nèi)植物的名稱(chēng)（學(xué)名/俗名）、數(shù)量、高度、胸徑（木本）等信息；對(duì)未知植物進(jìn)行拍照、采集標(biāo)本（注意保護(hù)植物，避免過(guò)度采摘）。4.鑒定與分類(lèi)：通過(guò)《中國(guó)植物志》《常見(jiàn)園林植物手冊(cè)》或手機(jī)APP（如“形色”“花伴侶”）識(shí)別植物；無(wú)法確定的標(biāo)本可請(qǐng)教學(xué)校生物教師或當(dāng)?shù)刂参飯@專(zhuān)家。5.多樣性分析：計(jì)算每個(gè)區(qū)域的物種豐富度（物種數(shù)量）、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（綜合物種數(shù)量與均勻度），比較不同區(qū)域的多樣性差異。預(yù)期成果：校園植物名錄（含學(xué)名、俗名、科屬、分布區(qū)域、照片）；校園植物多樣性分布圖（手繪/電子地圖）；多樣性分析報(bào)告（如“校園不同區(qū)域植物多樣性比較”）。（二）子課題2：優(yōu)勢(shì)物種的生態(tài)功能測(cè)定探究問(wèn)題：校園中常見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)植物（如樟樹(shù)、桂花樹(shù)、狗尾草）具有哪些生態(tài)功能？不同植物的固碳能力、釋氧效率、降溫效果有何差異？如何量化植物對(duì)校園微環(huán)境的改善作用？方法步驟：1.選擇優(yōu)勢(shì)物種：根據(jù)子課題1的普查結(jié)果，選取3-5種校園內(nèi)分布廣泛的優(yōu)勢(shì)植物（如喬木：樟樹(shù)、女貞；灌木：月季、杜鵑；草本：三葉草、狗尾草）。2.功能測(cè)定：固碳釋氧能力：采用改良半葉法（測(cè)定葉片凈光合速率，計(jì)算單位面積葉片的固碳量）；或使用便攜式光合儀（若有條件）直接測(cè)量。降溫增濕效果：在晴天選擇上午10點(diǎn)、下午2點(diǎn)兩個(gè)時(shí)間段，用溫濕度計(jì)測(cè)量植物冠層下與裸地的溫度、濕度差異（每個(gè)物種重復(fù)3次）?？諝鈨艋芰Γ和ㄟ^(guò)文獻(xiàn)查閱或簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)（如測(cè)量植物葉片對(duì)灰塵的吸附量），分析其對(duì)PM2.5等污染物的凈化作用。預(yù)期成果：優(yōu)勢(shì)植物生態(tài)功能數(shù)據(jù)表（如“樟樹(shù)與女貞固碳能力對(duì)比”）；生態(tài)功能雷達(dá)圖（直觀展示不同植物的功能差異）；小論文《校園優(yōu)勢(shì)植物的生態(tài)功能研究》。（三）子課題3：校園植物栽培適應(yīng)性與優(yōu)化建議探究問(wèn)題：校園內(nèi)栽培植物（如引進(jìn)的觀賞花卉）的生長(zhǎng)狀況如何？是否適應(yīng)本地氣候？哪些植物更適合在校園中推廣種植（考慮生態(tài)功能、養(yǎng)護(hù)成本、美觀性）？如何優(yōu)化校園植物配置，提升其生態(tài)效益與景觀價(jià)值？方法步驟：1.選定研究對(duì)象：選擇2-3種校園內(nèi)常見(jiàn)的栽培植物（如繡球花、三角梅、麥冬），觀察其生長(zhǎng)狀態(tài)（葉片顏色、枯萎率、開(kāi)花情況）。2.適應(yīng)性調(diào)查：記錄其生長(zhǎng)環(huán)境（光照、土壤濕度、溫度），通過(guò)訪談后勤人員了解養(yǎng)護(hù)情況（澆水頻率、施肥量、病蟲(chóng)害發(fā)生情況）。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：設(shè)置簡(jiǎn)單的對(duì)照實(shí)驗(yàn)（如將三角梅分別種植在光照充足與半陰環(huán)境中，觀察其生長(zhǎng)差異），驗(yàn)證環(huán)境因素對(duì)植物的影響。4.優(yōu)化建議：結(jié)合前兩個(gè)子課題的結(jié)果，提出校園植物配置的優(yōu)化方案（如“在操場(chǎng)周邊種植降溫效果好的喬木”“在教學(xué)樓前種植耐陰且凈化能力強(qiáng)的灌木”）。預(yù)期成果：栽培植物適應(yīng)性評(píng)價(jià)表（如“繡球花在校園中的生長(zhǎng)狀況評(píng)分”）；校園植物優(yōu)化配置圖（標(biāo)注建議種植的植物種類(lèi)與位置）；給學(xué)校后勤部門(mén)的建議書(shū)《校園植物配置優(yōu)化方案》。四、活動(dòng)實(shí)施流程本活動(dòng)周期為12周（含準(zhǔn)備、實(shí)施、總結(jié)三個(gè)階段），具體安排如下：（一）準(zhǔn)備階段（第1-2周）1.選題與分組：教師引導(dǎo)學(xué)生討論確定活動(dòng)主題與子課題，根據(jù)興趣與特長(zhǎng)分成3-5人小組（每個(gè)小組負(fù)責(zé)1個(gè)子課題）。每組推選組長(zhǎng)1名，明確分工（如記錄員、攝影師、數(shù)據(jù)分析師、匯報(bào)人）。2.知識(shí)與技能培訓(xùn)：教師開(kāi)展專(zhuān)題講座：《植物分類(lèi)基礎(chǔ)》《樣方調(diào)查法》《生態(tài)功能測(cè)量技術(shù)》；實(shí)踐操作培訓(xùn)：指導(dǎo)學(xué)生使用標(biāo)本夾制作植物標(biāo)本、用溫濕度計(jì)測(cè)量環(huán)境參數(shù)、用Excel整理數(shù)據(jù)。3.資源準(zhǔn)備：工具：標(biāo)本夾、放大鏡、卷尺、溫濕度計(jì)、相機(jī)、筆記本電腦；資料：《中國(guó)植物志》《校園平面圖》《當(dāng)?shù)貧夂蛸Y料》；場(chǎng)地：聯(lián)系學(xué)校后勤部門(mén)，獲得校園植物調(diào)查的許可；若有需要，可聯(lián)系當(dāng)?shù)刂参飯@或林業(yè)局專(zhuān)家提供技術(shù)支持。（二）實(shí)施階段（第3-9周）1.子課題1實(shí)施（第3-5周）：完成校園植物普查，整理植物名錄與分布數(shù)據(jù)；計(jì)算多樣性指數(shù)，繪制多樣性分布圖。2.子課題2實(shí)施（第6-7周）：完成優(yōu)勢(shì)植物生態(tài)功能測(cè)定，收集并分析數(shù)據(jù)；繪制生態(tài)功能圖表，撰寫(xiě)初步分析報(bào)告。3.子課題3實(shí)施（第8-9周）：完成栽培植物適應(yīng)性調(diào)查與實(shí)驗(yàn)；提出校園植物優(yōu)化建議，繪制配置圖。（三）總結(jié)階段（第10-12周）1.成果整理：小組內(nèi)整理數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)研究報(bào)告（包括摘要、引言、方法、結(jié)果、討論、結(jié)論）；制作展示作品（如PPT、海報(bào)、標(biāo)本集、短視頻）。2.成果展示與交流：舉辦“校園植物探究成果發(fā)布會(huì)”，每個(gè)小組進(jìn)行5-8分鐘的匯報(bào)（含PPT展示、實(shí)物標(biāo)本講解）；設(shè)置“最佳探究小組”“最佳數(shù)據(jù)分析師”“最具創(chuàng)意報(bào)告”等獎(jiǎng)項(xiàng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。3.成果推廣：將優(yōu)秀研究報(bào)告匯編成《校園植物探究論文集》，發(fā)放給全校師生；將植物優(yōu)化建議提交給學(xué)校后勤部門(mén)，推動(dòng)校園綠化的實(shí)際改進(jìn)；通過(guò)學(xué)校公眾號(hào)、校園廣播等平臺(tái)宣傳活動(dòng)成果，擴(kuò)大影響力。五、活動(dòng)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)本活動(dòng)采用多元化評(píng)價(jià)體系，兼顧過(guò)程性與結(jié)果性評(píng)價(jià)，全面反映學(xué)生的探究能力與發(fā)展變化。（一）評(píng)價(jià)主體學(xué)生自評(píng)：填寫(xiě)《探究過(guò)程反思表》，反思自己在活動(dòng)中的表現(xiàn)（如參與度、技能提升、遇到的問(wèn)題與解決）。同伴互評(píng)：小組內(nèi)成員根據(jù)分工完成情況、協(xié)作能力等進(jìn)行評(píng)分（采用1-5分制）。教師評(píng)價(jià)：根據(jù)探究方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集質(zhì)量、報(bào)告撰寫(xiě)水平、匯報(bào)表現(xiàn)等進(jìn)行綜合評(píng)分（占比60%）。第三方評(píng)價(jià)：邀請(qǐng)學(xué)校后勤人員、生物專(zhuān)家對(duì)成果的實(shí)用性、科學(xué)性進(jìn)行評(píng)價(jià)（占比20%）。（二）評(píng)價(jià)維度與指標(biāo)評(píng)價(jià)維度具體指標(biāo)探究態(tài)度參與積極性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、克服困難的能力探究技能方案設(shè)計(jì)的科學(xué)性、數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性、分析工具的使用能力探究成果報(bào)告的邏輯性、成果的實(shí)用性（如對(duì)校園綠化的建議）、創(chuàng)意表達(dá)（如海報(bào)、短視頻）情感價(jià)值觀科學(xué)態(tài)度（嚴(yán)謹(jǐn)性、實(shí)事求是）、生態(tài)意識(shí)（對(duì)植物保護(hù)的認(rèn)識(shí)）、歸屬感（對(duì)校園的熱愛(ài)）（三）評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)用將評(píng)價(jià)結(jié)果納入學(xué)生科學(xué)課程的平時(shí)成績(jī)；對(duì)優(yōu)秀小組進(jìn)行表彰，頒發(fā)“科學(xué)探究小達(dá)人”證書(shū)；將優(yōu)秀成果推薦參加區(qū)、市青少年科技創(chuàng)新大賽，提升學(xué)生的成就感。六、活動(dòng)保障措施（一）組織保障成立活動(dòng)指導(dǎo)小組：由生物教師、地理教師、后勤人員組成，負(fù)責(zé)活動(dòng)設(shè)計(jì)、技術(shù)指導(dǎo)與安全管理。建立小組責(zé)任制：每個(gè)小組由1名教師負(fù)責(zé)跟進(jìn)，定期召開(kāi)小組會(huì)議，解決探究過(guò)程中的問(wèn)題。（二）資源保障工具與材料：學(xué)校提供標(biāo)本夾、溫濕度計(jì)、相機(jī)等工具；若有需要，可向當(dāng)?shù)亟逃块T(mén)申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)購(gòu)買(mǎi)便攜式光合儀等設(shè)備。場(chǎng)地與權(quán)限：提前與學(xué)校后勤部門(mén)溝通，獲得校園調(diào)查的許可；如需外出采集標(biāo)本（如附近公園），需辦理請(qǐng)假手續(xù)并由教師陪同。文獻(xiàn)資源：學(xué)校圖書(shū)館提供《中國(guó)植物志》《生態(tài)學(xué)》等書(shū)籍；指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)（如“校園植物多樣性研究”的論文）。（三）安全保障安全培訓(xùn)：活動(dòng)前開(kāi)展安全講座，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)（如避免攀爬樹(shù)木、不采摘有毒植物、使用工具時(shí)的安全）。保險(xiǎn)與應(yīng)急：為參與活動(dòng)的學(xué)生購(gòu)買(mǎi)短期意外險(xiǎn)；制定應(yīng)急預(yù)案（如遇到中暑、受傷等情況的處理流程）。七、預(yù)期成果與推廣價(jià)值（一）預(yù)期成果1.學(xué)術(shù)性成果：《校園植物名錄》《植物多樣性分析報(bào)告》《優(yōu)勢(shì)植物生態(tài)功能研究論文》；2.實(shí)踐性成果：《校園植物優(yōu)化配置方案》《栽培植物適應(yīng)性手冊(cè)》；3.展示性成果：植物標(biāo)本集、生態(tài)功能雷達(dá)圖、校園植物分布圖、探究過(guò)程短視頻。（二）推廣價(jià)值1.教育價(jià)值：為學(xué)?？茖W(xué)課程提供鮮活的教學(xué)案例，推動(dòng)探究式學(xué)習(xí)的落實(shí)；2.實(shí)用價(jià)值：為校園綠化設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，提升校園生態(tài)效益與景觀價(jià)值；3.社會(huì)價(jià)值：通過(guò)成果推廣，增強(qiáng)師生、家長(zhǎng)的生態(tài)保護(hù)意識(shí)，促進(jìn)“綠色校園”建設(shè)。八、結(jié)語(yǔ)本活動(dòng)