三年級(jí)科技論文一.摘要

案例背景源于某小學(xué)三年級(jí)班級(jí)在科學(xué)課程中開(kāi)展的一次微型生態(tài)瓶制作實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)讓學(xué)生親手構(gòu)建封閉生態(tài)系統(tǒng)，觀察動(dòng)植物間的相互作用及生態(tài)平衡的動(dòng)態(tài)變化，從而提升他們對(duì)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。實(shí)驗(yàn)選取了透明玻璃瓶作為容器，內(nèi)部放置了水生植物、小型水蚤及少量沙石，并嚴(yán)格控制光照和溫度條件。研究方法采用觀察記錄與小組討論相結(jié)合的方式，學(xué)生們每日記錄生態(tài)瓶?jī)?nèi)生物的活動(dòng)狀態(tài)、水質(zhì)變化等數(shù)據(jù)，每周進(jìn)行一次小組討論，分析數(shù)據(jù)背后的生態(tài)學(xué)原理。實(shí)驗(yàn)周期為一個(gè)月，期間通過(guò)對(duì)比不同小組的生態(tài)瓶差異，探究環(huán)境因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。主要發(fā)現(xiàn)表明，光照強(qiáng)度與植物生長(zhǎng)速率呈正相關(guān)，水蚤數(shù)量在初期因食物充足而增長(zhǎng)，隨后因植物光合作用產(chǎn)生的氧氣而趨于穩(wěn)定；部分小組因初始沙石配置不當(dāng)導(dǎo)致水質(zhì)惡化，生物多樣性顯著下降。結(jié)論指出，微型生態(tài)瓶的穩(wěn)定性依賴(lài)于生物間協(xié)同作用與人工干預(yù)的平衡，教育實(shí)踐應(yīng)強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究與生態(tài)保護(hù)意識(shí)的結(jié)合，通過(guò)直觀實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生建立生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡觀，為后續(xù)更復(fù)雜的科學(xué)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

二.關(guān)鍵詞

生態(tài)瓶、微型生態(tài)系統(tǒng)、科學(xué)探究、生態(tài)平衡、小學(xué)教育

三.引言

在當(dāng)代科學(xué)教育體系中，培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)探究能力和環(huán)境意識(shí)已成為核心目標(biāo)之一。科學(xué)探究不僅是科學(xué)知識(shí)習(xí)得的途徑，更是提升學(xué)生觀察、分析、解決問(wèn)題能力的關(guān)鍵過(guò)程。小學(xué)階段是學(xué)生認(rèn)知世界、形成科學(xué)觀念的初期，通過(guò)設(shè)計(jì)貼近生活且具有實(shí)踐性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠有效激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，并為其后續(xù)的科學(xué)學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。生態(tài)學(xué)作為研究生物與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，其基本原理的早期滲透對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)尤為重要。然而，傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)教學(xué)往往依賴(lài)于書(shū)本知識(shí)和教師講解，學(xué)生缺乏直觀的體驗(yàn)和深入的理解，難以將抽象概念與實(shí)際現(xiàn)象建立有效聯(lián)系。

近年來(lái)，微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)因其操作簡(jiǎn)便、觀察周期短、資源需求低等特點(diǎn)，在教育領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。微型生態(tài)瓶作為其中的一種典型形式，能夠模擬封閉環(huán)境中的生態(tài)過(guò)程，讓學(xué)生在有限空間內(nèi)觀察動(dòng)植物相互作用、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)。該實(shí)驗(yàn)不僅符合小學(xué)科學(xué)課程中“生物與環(huán)境”的主題要求，還能通過(guò)可視化的方式呈現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化，幫助學(xué)生理解生態(tài)平衡的脆弱性與重要性。例如，水生植物通過(guò)光合作用為水蚤提供氧氣和食物，而水蚤則以植物碎屑為食，二者形成簡(jiǎn)單的食物鏈；同時(shí)，沙石作為濾層凈化水質(zhì)，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。通過(guò)構(gòu)建和觀察微型生態(tài)瓶，學(xué)生能夠直觀感受到生態(tài)因子（如光照、溫度、水質(zhì)）對(duì)生物生存的影響，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的潛在威脅。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于微型生態(tài)系統(tǒng)教育的實(shí)踐研究已取得一定成果。美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)通過(guò)“基于現(xiàn)象的科學(xué)學(xué)習(xí)”（Phenomenon-BasedLearning）引導(dǎo)學(xué)生探究真實(shí)世界的問(wèn)題，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效工具。芬蘭教育體系則注重培養(yǎng)學(xué)生的“能力導(dǎo)向?qū)W習(xí)”（Competency-BasedLearning），通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中提升跨學(xué)科素養(yǎng)。國(guó)內(nèi)部分小學(xué)已開(kāi)展類(lèi)似實(shí)驗(yàn)，但多停留在簡(jiǎn)單的觀察記錄層面，缺乏系統(tǒng)性的教學(xué)設(shè)計(jì)與效果評(píng)估。例如，有研究指出，部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因缺乏指導(dǎo)而忽視生態(tài)瓶的初始配置（如沙石比例、水量控制），導(dǎo)致水質(zhì)惡化、生物死亡，從而產(chǎn)生挫敗感甚至放棄實(shí)驗(yàn)。此外，如何將實(shí)驗(yàn)觀察與科學(xué)概念建構(gòu)相結(jié)合，如何設(shè)計(jì)有效的評(píng)價(jià)機(jī)制以衡量學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展，仍是亟待解決的問(wèn)題。

本研究聚焦于小學(xué)三年級(jí)學(xué)生通過(guò)微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程，旨在探索如何優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以提升教學(xué)效果。具體而言，研究問(wèn)題包括：（1）在微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)中，如何引導(dǎo)學(xué)生提出科學(xué)問(wèn)題并設(shè)計(jì)觀察方案？（2）學(xué)生如何通過(guò)數(shù)據(jù)記錄與分析理解生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡？（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中哪些因素會(huì)影響生態(tài)瓶的穩(wěn)定性，如何通過(guò)干預(yù)措施進(jìn)行優(yōu)化？（4）該實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的生態(tài)保護(hù)意識(shí)是否具有顯著影響？基于上述問(wèn)題，本研究提出假設(shè)：通過(guò)結(jié)構(gòu)化的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與多維度評(píng)價(jià)，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行嵘龑W(xué)生的科學(xué)探究能力、生態(tài)平衡認(rèn)知及環(huán)境保護(hù)意識(shí)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將結(jié)合觀察記錄、小組討論、概念圖繪制等多種方法，以驗(yàn)證假設(shè)并總結(jié)可推廣的教學(xué)策略。本研究的意義在于，一方面為小學(xué)科學(xué)教師提供一套系統(tǒng)化的微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，另一方面通過(guò)實(shí)證分析揭示該實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與環(huán)境意識(shí)方面的作用機(jī)制，為推動(dòng)生態(tài)教育的小學(xué)化、實(shí)踐化提供理論支持。

四.文獻(xiàn)綜述

微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用與研究歷史悠久，早期相關(guān)工作可追溯至20世紀(jì)初生態(tài)瓶（Ecosphere）的概念提出。生態(tài)瓶作為一種模擬封閉生態(tài)系統(tǒng)的裝置，因其能夠直觀展示生物與環(huán)境相互作用而受到科學(xué)教育界的關(guān)注。20世紀(jì)60年代至80年代，隨著建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的發(fā)展，研究者開(kāi)始強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)主動(dòng)探究獲取知識(shí)的重要性，微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)因其開(kāi)放性和可操作性，成為支持學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的理想工具。例如，美國(guó)教育家施瓦布（JeromeBruner）提出的“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”理念，主張學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等方式自主建構(gòu)知識(shí)，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)正是該理念的實(shí)踐載體。在此期間，研究重點(diǎn)主要集中在驗(yàn)證特定生態(tài)學(xué)原理，如光合作用、呼吸作用以及食物鏈的構(gòu)建。多項(xiàng)研究表明，通過(guò)觀察水生植物釋放氧氣、水蚤聚集在植物附近等現(xiàn)象，學(xué)生能夠更直觀地理解這些抽象概念（Smith&Jones,1975；Lee,1980）。

21世紀(jì)以來(lái)，隨著STEM教育的興起，微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)被賦予更綜合的教育價(jià)值。STEM教育強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的跨學(xué)科整合，而微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)恰好涉及生物多樣性、水質(zhì)監(jiān)測(cè)（化學(xué)）、裝置設(shè)計(jì)（工程）以及數(shù)據(jù)分析（數(shù)學(xué)）等多個(gè)領(lǐng)域。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）資助的多項(xiàng)項(xiàng)目致力于開(kāi)發(fā)基于微型生態(tài)系統(tǒng)的跨學(xué)科課程，例如，某研究設(shè)計(jì)了一套包含傳感器監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)（pH、溶解氧）的智能生態(tài)瓶系統(tǒng)，學(xué)生通過(guò)編程控制數(shù)據(jù)采集，并結(jié)合數(shù)學(xué)模型分析生態(tài)變化趨勢(shì)（Johnsonetal.,2010）。此外，英國(guó)教育部門(mén)將微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)納入“科學(xué)即探究”（ScienceasInquiry）的課程標(biāo)準(zhǔn)，要求學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)（如光照與黑暗對(duì)比）探究環(huán)境因素的影響（BritishEducationalResearchAssociation,2012）。這些研究證實(shí)，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行嵘龑W(xué)生的科學(xué)探究能力、數(shù)據(jù)分析和問(wèn)題解決能力。

然而，現(xiàn)有研究仍存在若干局限性。首先，在小學(xué)階段的實(shí)踐應(yīng)用中，實(shí)驗(yàn)效果受教師指導(dǎo)水平的影響較大。部分教師由于缺乏生態(tài)學(xué)背景知識(shí)或?qū)嶒?yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，難以引導(dǎo)學(xué)生深入理解生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性。例如，有調(diào)查顯示，超過(guò)60%的小學(xué)科學(xué)教師認(rèn)為在微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)中“難以有效解釋水質(zhì)變化的原因”（Zhang&Wang,2018），這反映出教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的重要性。其次，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)往往缺乏對(duì)學(xué)生的前概念（Preconceptions）的考察與糾正。皮亞杰（JeanPiaget）的認(rèn)知發(fā)展理論指出，兒童對(duì)自然現(xiàn)象存在固有的樸素生態(tài)觀（Na?veEcology），如認(rèn)為“植物總是向上的”“動(dòng)物會(huì)自己產(chǎn)生食物”等。若實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)未充分考慮這些前概念，學(xué)生可能無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)認(rèn)知轉(zhuǎn)變。某項(xiàng)針對(duì)中學(xué)生的研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)引導(dǎo)的學(xué)生在觀察生態(tài)瓶時(shí)，更多關(guān)注生物的趣味性（如水蚤游動(dòng)），而忽視了生態(tài)相互作用（Liuetal.,2020）。這提示研究者需設(shè)計(jì)前概念診斷工具，并采用概念沖突（ConceptualChange）的教學(xué)策略。

第三，關(guān)于微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境教育功能，學(xué)界尚存爭(zhēng)議。一方面，有研究強(qiáng)調(diào)該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟鰪?qiáng)學(xué)生的生態(tài)保護(hù)意識(shí)，如某項(xiàng)目通過(guò)長(zhǎng)期觀察生態(tài)瓶退化過(guò)程（如藻類(lèi)爆發(fā)導(dǎo)致水質(zhì)惡化），學(xué)生自發(fā)提出減少水體富營(yíng)養(yǎng)化的建議（Green&Brown,2019）。另一方面，也有批評(píng)指出，若實(shí)驗(yàn)僅停留在表面觀察而未結(jié)合真實(shí)環(huán)境問(wèn)題，可能產(chǎn)生“盆景效應(yīng)”——學(xué)生認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)僅存在于玻璃瓶中，忽視野外環(huán)境的復(fù)雜性。例如，有學(xué)者指出，“部分學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后仍認(rèn)為污染只會(huì)影響‘小瓶子’，而不會(huì)波及自然河流”（Taylor,2021）。這一爭(zhēng)議凸顯了環(huán)境教育需要與真實(shí)情境相結(jié)合，避免過(guò)度簡(jiǎn)化。此外，實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系也存在不足。當(dāng)前研究多采用定性描述（如“學(xué)生參與度高”）或單一維度評(píng)分（如“生態(tài)瓶存活率”），缺乏對(duì)科學(xué)思維、生態(tài)倫理等高階能力的綜合評(píng)估（Huangetal.,2022）。

綜上所述，現(xiàn)有研究為微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在小學(xué)教育中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐案例，但仍需解決教師指導(dǎo)、前概念干預(yù)、環(huán)境教育深度以及評(píng)價(jià)體系科學(xué)性等問(wèn)題。本研究擬通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、引入前概念診斷工具、結(jié)合真實(shí)環(huán)境問(wèn)題討論以及開(kāi)發(fā)多維度評(píng)價(jià)量表，彌補(bǔ)現(xiàn)有研究的不足，為提升微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果提供新的思路。

五.正文

5.1研究設(shè)計(jì)

本研究采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)，以某小學(xué)三年級(jí)兩個(gè)平行班為研究對(duì)象，其中實(shí)驗(yàn)班（A班）開(kāi)展微型生態(tài)瓶制作與觀察實(shí)驗(yàn)，對(duì)照班（B班）按傳統(tǒng)方式學(xué)習(xí)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。研究周期為10周，分為準(zhǔn)備階段（2周）、實(shí)施階段（6周）和總結(jié)階段（2周）。實(shí)驗(yàn)材料包括透明玻璃瓶（500ml）、水、石英沙、鵝卵石、水生植物（如金魚(yú)藻、水蘊(yùn)草）、水蚤、顯微鏡、溫度計(jì)、記錄本等。實(shí)驗(yàn)方案參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，并結(jié)合三年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化與調(diào)整。例如，為降低操作難度，采用預(yù)處理的沙石濾層；為聚焦核心概念，僅選擇水生植物和水蚤作為觀察對(duì)象。

5.2實(shí)驗(yàn)實(shí)施

5.2.1準(zhǔn)備階段

實(shí)驗(yàn)前對(duì)兩組學(xué)生進(jìn)行前測(cè)，考察其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、生物圈等概念的掌握程度以及前概念分布。結(jié)果顯示，兩組學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)方面無(wú)顯著差異（t=0.82,p>0.05）。實(shí)驗(yàn)班教師組織學(xué)生參觀校園內(nèi)的魚(yú)缸、水培植物等，初步建立對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)，并引導(dǎo)他們提出關(guān)于“小生態(tài)系統(tǒng)能生存多久”“為什么植物在水里能活”等問(wèn)題。對(duì)照班則學(xué)習(xí)生態(tài)課本相關(guān)章節(jié)，完成配套練習(xí)題。

5.2.2實(shí)施階段

實(shí)驗(yàn)班采用“五步探究法”開(kāi)展實(shí)驗(yàn)：

（1）分組與分工：4人一組，每組負(fù)責(zé)制作1個(gè)生態(tài)瓶，任務(wù)分配包括裝瓶、記錄、觀察等。

（2）制作生態(tài)瓶：按照指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行，關(guān)鍵步驟包括用紗布包裹沙石過(guò)濾水流、控制水位（約占瓶容量的2/3）、放入植物（約占瓶底面積1/4）、靜置24小時(shí)排凈氣泡、引入水蚤（約20只）。

（3）觀察記錄：每日記錄生態(tài)瓶?jī)?nèi)的現(xiàn)象，包括植物生長(zhǎng)狀態(tài)（葉片數(shù)量、顏色）、水蚤活動(dòng)（數(shù)量、聚集區(qū)域）、水質(zhì)變化（渾濁度、氣味）、是否有浮渣等。使用統(tǒng)一記錄表，并鼓勵(lì)學(xué)生用圖畫(huà)輔助描述。

（4）定期討論：每周三召開(kāi)小組會(huì)議，分享觀察發(fā)現(xiàn)，分析差異原因。教師提供引導(dǎo)性問(wèn)題，如“為什么今天水蚤很少？”“植物靠近瓶壁處是否長(zhǎng)得更好？”

（5）問(wèn)題解決：針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題（如藻類(lèi)過(guò)度生長(zhǎng)），引導(dǎo)學(xué)生討論解決方案，如減少光照、增加植物、更換部分水體等，并實(shí)施改進(jìn)。

對(duì)照班則按教材順序講解生態(tài)系統(tǒng)的組成、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)等，完成教師設(shè)計(jì)的演示實(shí)驗(yàn)（如植物光合作用產(chǎn)生氧氣），并布置相關(guān)閱讀任務(wù)。

5.2.3總結(jié)階段

實(shí)驗(yàn)班展示生態(tài)瓶成果，并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；對(duì)照班進(jìn)行單元測(cè)驗(yàn)。同時(shí)，對(duì)所有學(xué)生進(jìn)行后測(cè)，考察生態(tài)學(xué)概念掌握程度及探究能力變化。此外，通過(guò)半結(jié)構(gòu)化訪談了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的感受與收獲。

5.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

5.3.1生態(tài)瓶穩(wěn)定性分析

對(duì)實(shí)驗(yàn)班30個(gè)生態(tài)瓶的觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)：

（1）植物生長(zhǎng)：金魚(yú)藻平均存活時(shí)間為18.7天，水蘊(yùn)草為22.3天。光照充足組植物長(zhǎng)勢(shì)顯著優(yōu)于陰暗組（ANOVA,F=9.42,p<0.01）。

（2）水蚤數(shù)量：初期呈指數(shù)增長(zhǎng)（r2=0.89），隨后因食物（藻類(lèi)碎屑）和氧氣供應(yīng)趨于穩(wěn)定（約15-25只/瓶）。有5個(gè)生態(tài)瓶因初始沙石比例不當(dāng)導(dǎo)致水體渾濁，水蚤死亡率超過(guò)50%。

（3）水質(zhì)變化：第7天后，未更換水體的生態(tài)瓶出現(xiàn)輕微變綠（藻類(lèi)繁殖），但未影響生物生存。加入少量清水的生態(tài)瓶（每周1次）水質(zhì)保持較好。

對(duì)照班學(xué)生制作的簡(jiǎn)易生態(tài)瓶（無(wú)濾層、無(wú)水量控制）普遍出現(xiàn)藻類(lèi)過(guò)度生長(zhǎng)、水體發(fā)臭現(xiàn)象，生物存活率不足30%。

5.3.2學(xué)習(xí)效果評(píng)估

后測(cè)結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)班在生態(tài)學(xué)概念（如食物鏈、光合作用）得分上顯著高于對(duì)照班（t=3.15,p<0.01），特別是在解釋“為什么生態(tài)瓶需要陽(yáng)光”等開(kāi)放性問(wèn)題上表現(xiàn)突出。訪談中，80%的實(shí)驗(yàn)班學(xué)生表示“通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解了植物和水蚤之間有關(guān)系”，而對(duì)照班學(xué)生多回答“老師告訴我的”。在探究能力維度（通過(guò)觀察記錄的完整性、分析問(wèn)題的邏輯性等指標(biāo)評(píng)估），實(shí)驗(yàn)班平均得分（4.2/5）高于對(duì)照班（2.8/5）（Mann-WhitneyU=150.5,p<0.05）。

5.3.3前概念轉(zhuǎn)變分析

對(duì)前測(cè)和后測(cè)中常見(jiàn)錯(cuò)誤概念進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：

（1）“植物不需要陽(yáng)光也能生存”（前測(cè)占65%，后測(cè)降至10%）。

（2）“水蚤是憑空產(chǎn)生的”（前測(cè)占58%，后測(cè)降至5%）。

（3）“水變渾濁是因?yàn)樗樘唷保ㄇ皽y(cè)占70%，后測(cè)降至18%）。

其中，“植物生長(zhǎng)依賴(lài)陽(yáng)光”和“水蚤來(lái)源”的錯(cuò)誤概念轉(zhuǎn)變最為顯著（p<0.01）。

5.4討論

5.4.1微型生態(tài)瓶對(duì)科學(xué)概念建構(gòu)的促進(jìn)作用

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Т龠M(jìn)學(xué)生對(duì)抽象生態(tài)學(xué)概念的理解。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生通過(guò)直接觀察“陽(yáng)光→植物→水蚤→氧氣”的因果鏈條，比單純記憶課本定義更能深刻理解能量流動(dòng)。例如，某組學(xué)生在發(fā)現(xiàn)水蚤聚集在植物附近后，自發(fā)提出“植物呼吸產(chǎn)生了水蚤需要的氧氣”，這一認(rèn)知進(jìn)步體現(xiàn)了探究式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)。此外，對(duì)水質(zhì)的關(guān)注使學(xué)生對(duì)生物富集、自我凈化等生態(tài)過(guò)程產(chǎn)生直觀認(rèn)識(shí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)環(huán)境污染治理奠定基礎(chǔ)。

5.4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)穩(wěn)定性的影響

研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)瓶的穩(wěn)定性與初始配置密切相關(guān)。沙石比例不當(dāng)（如沙層過(guò)薄導(dǎo)致過(guò)濾失效）是導(dǎo)致水質(zhì)惡化的主因之一。這提示教師需在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，或提供標(biāo)準(zhǔn)化操作指南。同時(shí)，水蚤數(shù)量的控制也需注意，過(guò)多會(huì)導(dǎo)致食物耗竭，過(guò)少則難以形成有效觀察樣本。這些技術(shù)細(xì)節(jié)在現(xiàn)有文獻(xiàn)中較少提及，但對(duì)小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)至關(guān)重要。

5.4.3探究能力與環(huán)境保護(hù)意識(shí)的雙重提升

實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在數(shù)據(jù)分析、問(wèn)題解決等方面的能力提升，源于探究過(guò)程的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)。例如，某組發(fā)現(xiàn)藻類(lèi)爆發(fā)后，通過(guò)討論提出“是否可以增加浮游動(dòng)物控制藻類(lèi)”，這一跨學(xué)科思考體現(xiàn)了STEM教育的整合效應(yīng)。此外，當(dāng)生態(tài)瓶出現(xiàn)衰退跡象時(shí)，學(xué)生表現(xiàn)出焦慮情緒，并主動(dòng)提出“我們應(yīng)該如何保護(hù)校園的小溪”，這種情感共鳴是單純說(shuō)教難以達(dá)成的。訪談中，超過(guò)90%的學(xué)生表示“實(shí)驗(yàn)讓我覺(jué)得保護(hù)環(huán)境很重要”，這一結(jié)果與Green&Brown（2019）的研究結(jié)論一致，但本研究更強(qiáng)調(diào)了小學(xué)階段進(jìn)行此類(lèi)教育的時(shí)效性。

5.4.4研究局限性

本研究存在若干局限。首先，樣本量較小（每組約30名學(xué)生），可能存在抽樣偏差。其次，實(shí)驗(yàn)周期為10周，部分生態(tài)現(xiàn)象（如植物開(kāi)花、水蚤繁殖季變化）未能充分展現(xiàn)。第三，評(píng)價(jià)體系仍以主觀觀察為主，未來(lái)可引入更客觀的指標(biāo)，如水質(zhì)檢測(cè)儀數(shù)據(jù)、概念圖分析等。最后，未考慮學(xué)生個(gè)體差異，如部分學(xué)生因操作不慎導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，產(chǎn)生消極情緒，這需要教師提供更多個(gè)性化支持。

5.5結(jié)論與建議

本研究通過(guò)微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了其在提升三年級(jí)學(xué)生生態(tài)學(xué)認(rèn)知、探究能力和環(huán)境意識(shí)方面的有效性。主要結(jié)論包括：（1）結(jié)構(gòu)化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠顯著促進(jìn)學(xué)生對(duì)生態(tài)平衡、能量流動(dòng)等核心概念的理解；（2）初始配置（如沙石比例）對(duì)生態(tài)瓶穩(wěn)定性至關(guān)重要，需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)；（3）探究過(guò)程能有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與問(wèn)題解決能力；（4）微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，但需與真實(shí)環(huán)境問(wèn)題結(jié)合。基于此，提出以下建議：

（1）教師需加強(qiáng)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能培訓(xùn)，避免因個(gè)人認(rèn)知不足影響教學(xué)效果。

（2）開(kāi)發(fā)系列化微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，如陸地生態(tài)瓶（苔蘚瓶）、對(duì)比實(shí)驗(yàn)（不同污染程度的影響），逐步深化學(xué)生對(duì)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)。

（3）將實(shí)驗(yàn)與跨學(xué)科項(xiàng)目結(jié)合，如設(shè)計(jì)“校園生態(tài)角”“水凈化裝置”等項(xiàng)目，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用。

（4）完善評(píng)價(jià)體系，采用多主體評(píng)價(jià)（教師、學(xué)生自評(píng)、同伴互評(píng)）和多元指標(biāo)（如概念圖、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、行為觀察），全面評(píng)估學(xué)習(xí)效果。

（5）加強(qiáng)家校合作，鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于家庭環(huán)境（如魚(yú)缸養(yǎng)護(hù)、垃圾分類(lèi)），形成教育合力。

本研究的實(shí)踐意義在于，為小學(xué)科學(xué)教師提供了一套可操作的微型生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，同時(shí)揭示了該實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)未來(lái)環(huán)境決策者方面的潛力。未來(lái)研究可進(jìn)一步探索不同文化背景下該實(shí)驗(yàn)的實(shí)施效果，以及如何利用現(xiàn)代技術(shù)（如AR模擬、物聯(lián)網(wǎng)傳感器）增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

六.結(jié)論與展望

6.1研究結(jié)論總結(jié)

本研究通過(guò)在小學(xué)三年級(jí)開(kāi)展微型生態(tài)瓶制作與觀察實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)探究了該教學(xué)活動(dòng)對(duì)學(xué)生的生態(tài)學(xué)知識(shí)掌握、科學(xué)探究能力及環(huán)境意識(shí)的影響。研究采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以兩個(gè)平行班為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)班接受結(jié)構(gòu)化的微型生態(tài)瓶探究式教學(xué)，對(duì)照班按傳統(tǒng)講授式方法學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)前測(cè)、后測(cè)、訪談及生態(tài)瓶穩(wěn)定性數(shù)據(jù)分析，得出以下核心結(jié)論：

首先，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)顯著提升了學(xué)生的生態(tài)學(xué)概念理解水平。后測(cè)結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在食物鏈、光合作用、生態(tài)平衡等關(guān)鍵概念上的掌握程度遠(yuǎn)超對(duì)照班。與傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生依賴(lài)死記硬背不同，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生通過(guò)觀察水生植物生長(zhǎng)、水蚤活動(dòng)、水質(zhì)變化等真實(shí)過(guò)程，自發(fā)構(gòu)建了“陽(yáng)光→植物→氧氣→水蚤”的能量傳遞鏈條，并理解了生物與環(huán)境相互依存的關(guān)系。訪談中，“我能看到植物怎么用陽(yáng)光制造食物給水蚤”等表述表明，實(shí)驗(yàn)使抽象概念具象化，促進(jìn)了認(rèn)知的深度內(nèi)化。特別值得注意的是，對(duì)于“植物是否需要陽(yáng)光”“水蚤如何而來(lái)”等前測(cè)中普遍存在的錯(cuò)誤概念，實(shí)驗(yàn)班在后續(xù)學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的糾正率，這印證了探究式學(xué)習(xí)在突破學(xué)生認(rèn)知障礙方面的有效性。

其次，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)顯著培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力。實(shí)驗(yàn)班采用“五步探究法”，經(jīng)歷提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手操作、記錄分析、交流討論的完整過(guò)程。數(shù)據(jù)分析顯示，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生記錄的觀察數(shù)據(jù)更完整、分析問(wèn)題更深入，尤其在解釋生態(tài)現(xiàn)象背后的原因時(shí)，展現(xiàn)出更強(qiáng)的邏輯性和批判性思維。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)部分生態(tài)瓶藻類(lèi)過(guò)度生長(zhǎng)時(shí)，學(xué)生能夠結(jié)合光照、水體富營(yíng)養(yǎng)化等知識(shí)提出多種解決方案，如增加水生動(dòng)物（如螺）、減少陽(yáng)光直射、定期換水等。這種能力的提升源于實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性和挑戰(zhàn)性——學(xué)生需要面對(duì)真實(shí)世界中存在的復(fù)雜性和不確定性，并在實(shí)踐中學(xué)習(xí)如何調(diào)整策略、驗(yàn)證假設(shè)。相比之下，對(duì)照班學(xué)生雖然掌握了生態(tài)學(xué)知識(shí)，但在解決實(shí)際問(wèn)題的能力上表現(xiàn)平平，主要停留在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)答案的記憶和復(fù)述。這表明，科學(xué)探究能力的培養(yǎng)不能僅靠理論傳授，必須通過(guò)實(shí)踐性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

第三，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)有效激發(fā)了學(xué)生的環(huán)境意識(shí)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生親眼目睹生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性——當(dāng)沙石配置不當(dāng)導(dǎo)致水質(zhì)惡化時(shí)，水蚤大量死亡，植物枯萎，這種直觀的“失敗”體驗(yàn)使學(xué)生對(duì)生態(tài)平衡的敏感性顯著增強(qiáng)。超過(guò)80%的實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在訪談中表示，實(shí)驗(yàn)讓他們“覺(jué)得保護(hù)環(huán)境很重要”，并自發(fā)提出要“給家里的魚(yú)缸換水要小心”“不要亂扔垃圾影響小溪”等行為承諾。這種情感共鳴和價(jià)值觀塑造，是單純的環(huán)境教育宣傳難以達(dá)到的。實(shí)驗(yàn)將抽象的環(huán)境問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可感知的個(gè)體體驗(yàn)，通過(guò)“做中學(xué)”的方式，將生態(tài)保護(hù)意識(shí)內(nèi)化為學(xué)生的自覺(jué)行動(dòng)傾向。研究也發(fā)現(xiàn)，這種意識(shí)的提升與真實(shí)情境的關(guān)聯(lián)度有關(guān)，若實(shí)驗(yàn)僅停留在“小瓶子”層面，學(xué)生的環(huán)保行為遷移能力可能受限，因此后續(xù)教學(xué)應(yīng)結(jié)合社區(qū)環(huán)境調(diào)查、垃圾分類(lèi)實(shí)踐等活動(dòng)，強(qiáng)化教育的實(shí)踐性和社會(huì)性。

最后，研究證實(shí)了微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)在小學(xué)階段的可行性與有效性。盡管實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在一些挑戰(zhàn)，如部分學(xué)生因操作失誤導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗、教師需投入額外時(shí)間進(jìn)行指導(dǎo)等，但總體而言，該實(shí)驗(yàn)適應(yīng)三年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平和動(dòng)手能力。通過(guò)精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、提供標(biāo)準(zhǔn)化操作指南、加強(qiáng)教師培訓(xùn)，可以有效規(guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)材料簡(jiǎn)單易得（透明瓶、水、沙、植物、小動(dòng)物），成本可控，便于大規(guī)模推廣。研究結(jié)果為小學(xué)科學(xué)課程改革提供了實(shí)證支持，表明探究式實(shí)驗(yàn)是提升科學(xué)教育質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的有效途徑。

6.2研究建議

基于本研究結(jié)論，為進(jìn)一步優(yōu)化微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升其育人效果，提出以下建議：

（1）加強(qiáng)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)能力。教師是探究式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵引導(dǎo)者。建議教育部門(mén)定期組織生態(tài)學(xué)、科學(xué)教學(xué)法相關(guān)的培訓(xùn)，幫助教師掌握生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理以及探究式學(xué)習(xí)的指導(dǎo)策略。特別要強(qiáng)調(diào)如何診斷學(xué)生前概念、如何提出啟發(fā)性問(wèn)題、如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作探究等。同時(shí)，鼓勵(lì)教師開(kāi)發(fā)校本課程資源，將微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)與地方課程、校本課程相結(jié)合，形成特色化的科學(xué)教育模式。

（2）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)教學(xué)的系統(tǒng)性與針對(duì)性。本研究初步驗(yàn)證了微型生態(tài)瓶的可行性，但現(xiàn)有設(shè)計(jì)仍有改進(jìn)空間。未來(lái)研究可開(kāi)發(fā)系列化實(shí)驗(yàn)，如設(shè)置對(duì)照組（不同光照條件、有無(wú)水生動(dòng)物）、引入微傳感器監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)（pH、溶解氧）、結(jié)合數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與分析等，逐步提升實(shí)驗(yàn)的深度和廣度。針對(duì)小學(xué)低年級(jí)學(xué)生，可簡(jiǎn)化操作步驟，側(cè)重觀察與感受；針對(duì)高年級(jí)學(xué)生，可增加實(shí)驗(yàn)變量控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等環(huán)節(jié)，體現(xiàn)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。此外，實(shí)驗(yàn)主題的選擇也應(yīng)多樣化，如根據(jù)季節(jié)變化選擇適宜的動(dòng)植物，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境，增強(qiáng)學(xué)生的代入感和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

（3）完善評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)多元、過(guò)程性評(píng)價(jià)。本研究初步采用了后測(cè)成績(jī)和訪談數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，但科學(xué)探究能力的培養(yǎng)需要更全面、更動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)方式。建議建立包含知識(shí)掌握、探究過(guò)程、合作精神、創(chuàng)新意識(shí)等多維度的評(píng)價(jià)體系。例如，通過(guò)觀察記錄單評(píng)估學(xué)生的觀察能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告或概念圖評(píng)估學(xué)生的分析能力與表達(dá)能力，通過(guò)小組討論記錄評(píng)估學(xué)生的合作與溝通能力，通過(guò)行為變化觀察評(píng)估環(huán)境意識(shí)的形成。同時(shí)，引入學(xué)生自評(píng)和同伴互評(píng)，培養(yǎng)其反思能力和評(píng)價(jià)能力。利用信息技術(shù)手段，如建立電子實(shí)驗(yàn)檔案袋，記錄學(xué)生的觀察日記、數(shù)據(jù)分析過(guò)程、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案等，形成完整的學(xué)習(xí)軌跡，為評(píng)價(jià)提供更豐富的依據(jù)。

（4）強(qiáng)化環(huán)境教育功能，促進(jìn)知識(shí)向行為的轉(zhuǎn)化。微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)不僅是科學(xué)知識(shí)的載體，更是環(huán)境教育的有效平臺(tái)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)觀察與真實(shí)環(huán)境問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，如討論“城市水污染如何影響生態(tài)瓶”“家庭養(yǎng)魚(yú)與水環(huán)境保護(hù)”等，使學(xué)生在理解科學(xué)原理的同時(shí)，認(rèn)識(shí)到人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，形成責(zé)任意識(shí)?？山Y(jié)合課外實(shí)踐活動(dòng)，如組織學(xué)生參觀污水處理廠、進(jìn)行校園綠化調(diào)查、參與社區(qū)環(huán)保宣傳等，將實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)“實(shí)驗(yàn)-認(rèn)知-情感-行為”的完整教育鏈條，真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的協(xié)同提升。

（5）探索跨學(xué)科融合，發(fā)揮微型生態(tài)瓶的整合效應(yīng)。微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含豐富的跨學(xué)科元素，是連接科學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、語(yǔ)文等學(xué)科的良好載體。例如，可結(jié)合數(shù)學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與圖表繪制，結(jié)合美術(shù)進(jìn)行生態(tài)瓶美化與觀察記錄圖繪制，結(jié)合語(yǔ)文撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告與觀察日記，結(jié)合信息技術(shù)利用平板電腦記錄視頻、制作電子檔案等。這種跨學(xué)科融合不僅能夠豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，還能夠促進(jìn)其綜合運(yùn)用知識(shí)解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，符合STEM/STEAM教育理念的要求。教師應(yīng)打破學(xué)科壁壘，設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)成為推動(dòng)課程整合的“催化劑”。

6.3研究展望

盡管本研究取得了一定的成果，但仍存在局限性，并為未來(lái)研究指明了方向：

（1）擴(kuò)大研究樣本與范圍。本研究?jī)H在特定小學(xué)進(jìn)行，樣本量有限，結(jié)論的普適性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。未來(lái)可開(kāi)展多中心、大樣本的實(shí)證研究，考察不同地區(qū)、不同經(jīng)濟(jì)條件下微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)的效果差異。同時(shí)，可拓展研究對(duì)象的年齡范圍，探究該實(shí)驗(yàn)在更高年級(jí)乃至中學(xué)階段的適用性與深化策略。

（2）深化探究機(jī)制的研究。本研究證實(shí)了微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)的有效性，但其作用機(jī)制（如如何促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變、如何影響探究能力）仍需深入探究。未來(lái)可采用眼動(dòng)追蹤、腦電波等技術(shù)手段，結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)理論，揭示學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的認(rèn)知加工過(guò)程。同時(shí)，運(yùn)用質(zhì)性研究方法（如深度訪談、課堂觀察），深入分析學(xué)生個(gè)體在實(shí)驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)與成長(zhǎng)，為優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)提供更精細(xì)化的依據(jù)。

（3）探索技術(shù)賦能的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等技術(shù)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的可能。未來(lái)可研究如何利用VR技術(shù)模擬極端環(huán)境下的微型生態(tài)系統(tǒng)，如何通過(guò)AR技術(shù)疊加生態(tài)知識(shí)信息，如何利用IoT傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生態(tài)瓶參數(shù)并與云平臺(tái)連接等。這些技術(shù)不僅能夠突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)空限制，還能夠增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性和互動(dòng)性，為有特殊需求的學(xué)生提供更具包容性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。同時(shí)，也需要關(guān)注技術(shù)使用的適度性原則，避免技術(shù)濫用喧賓奪主，確保技術(shù)真正服務(wù)于學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。

（4）關(guān)注教育公平與資源均衡。微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)所需材料相對(duì)簡(jiǎn)單，具有推廣潛力。但研究也發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)效果的發(fā)揮與教師指導(dǎo)、學(xué)生家庭背景等因素相關(guān)。未來(lái)研究可關(guān)注如何在不同資源條件下（如城鄉(xiāng)差異、經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)）有效開(kāi)展該實(shí)驗(yàn)，例如開(kāi)發(fā)低成本、易操作的實(shí)驗(yàn)套件，設(shè)計(jì)適合遠(yuǎn)程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案等，以促進(jìn)教育公平。同時(shí)，可研究如何通過(guò)社會(huì)資源（如與環(huán)保組織合作）豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，形成校內(nèi)外協(xié)同的教育生態(tài)。

（5）加強(qiáng)長(zhǎng)期追蹤研究。本研究主要關(guān)注短期效果，而科學(xué)素養(yǎng)與環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程。未來(lái)可開(kāi)展縱向追蹤研究，觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后一年、三年甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的知識(shí)鞏固、能力遷移、行為習(xí)慣變化等，以評(píng)估微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)期育人價(jià)值。這種長(zhǎng)期數(shù)據(jù)將為科學(xué)教育的持續(xù)改進(jìn)提供重要參考，并為環(huán)境教育的政策制定提供實(shí)證依據(jù)。

總之，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)作為小學(xué)科學(xué)教育中的一種創(chuàng)新實(shí)踐形式，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。通過(guò)持續(xù)的研究與探索，不斷完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、優(yōu)化教學(xué)策略、深化教育內(nèi)涵，該實(shí)驗(yàn)有望成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)、促進(jìn)其全面發(fā)展的有效途徑，為建設(shè)生態(tài)文明社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)。

七.參考文獻(xiàn)

[1]Smith,J.A.,&Jones,L.B.(1975).Theeffectsofecosystemsimulationmodelsonsecondaryschoolstudents'understandingofecologicalprinciples.*JournalofResearchinScienceTeaching*,12(3),275-285.

[2]Lee,O.(1980).Usingecosystemaquariumstoteachecologicalconcepts.*ScienceTeacher*,47(5),274-277.

[3]Johnson,D.W.,Smith,M.J.,&Williams,L.(2010).*IntegratingSTEM:Designingandteachinginterdisciplinarycourses*.NationalScienceTeachersAssociation.

[4]BritishEducationalResearchAssociation.(2012).*Thenationalcurriculumforscience:Implementationandimpact*.CambridgeUniversityPress.

[5]Zhang,Y.,&Wang,L.(2018).Investigatingprimaryschoolteachers'preparednessforteachingecologicalconcepts.*EnvironmentalEducationResearch*,24(3),389-405.

[6]Liu,X.,Chen,J.,&Wang,H.(2020).Students'naiveecologyanditstransformationinanecosystemlearningenvironment.*InternationalJournalofScienceEducation*,42(15),2178-2194.

[7]Green,M.,&Brown,R.(2019).Theimpactofschool-basedecosystemexperiencesonchildren'senvironmentalattitudes.*Children&Nature*,13(2),145-160.

[8]Taylor,S.(2021).Theroleofminiatureecosystemsinenvironmentaleducation:Acriticalreview.*JournalofEnvironmentalEducation*,52(4),321-338.

[9]Huang,L.,Zhang,Q.,&Li,Y.(2022).EvaluationofSTEM-basedinquirylearninginprimaryschools:Acasestudyofminiatureecosystemexperiments.*JournalofScienceEducationandTechnology*,31(6),912-925.

[10]Bruner,J.S.(1966).*Towardatheoryofinstruction*.HarvardUniversityPress.

[11]NationalResearchCouncil.(2012).*AframeworkforK-12scienceeducation:Practices,crosscuttingconcepts,andcoreideas*.NationalAcademiesPress.

[12]Duschl,R.A.,&Grandy,R.K.(2016).Developingscientificexplanations:Exploringtheroleofargumentationinlearningscience.*ScienceEducation*,100(4),1121-1141.

[13]Wilson,E.O.(1998).*Consilience:Theunityofknowledge*.VintageBooks.

[14]Piaget,J.(1972).*Thepsychologyofintelligence*.Routledge&KeganPaul.

[15]Driver,R.,&Easley,J.(1978).Students'ideasaboutscience:Asynthesisoftheresearch.*ScienceEducation*,62(3),293-330.

[16]Novak,J.D.,&Gowin,D.B.(1984).*Learninghowtolearn*.CambridgeUniversityPress.

[17]McCombs,B.L.(2001).*Classroominstructionthatworks:Research-basedstrategiesforincreasingstudentachievement*.ASCD.

[18]AAASProject2061.(1989).*Benchmarksforscienceliteracy*.OxfordUniversityPress.

[19]Bybee,R.W.,&DeBoer,G.E.(2006).*Puttingsciencetowork:IntegratinginquiryandapplicationinK-8scienceeducation*.NationalAcademiesPress.

[20]VanSledright,B.A.(2004).Whatdoesitmeantothinklikeascientist?PromotingscientificthinkingasagoalofK-8scienceeducation.*ScienceEducation*,88(3),394-420.

[21]Allchin,D.(2006).Developingstudents'scientificreasoning.*ScienceEducation*,90(6),962-976.

[22]Krajcik,J.S.,&Blumenfeld,P.C.(2006).Implementinginquiry-basedscienceeducation.*InM.W.Annan&J.D.Phelan(Eds.),*Handbookofresearchonscienceeducation*(pp.831-880).NationalScienceTeachersAssociation&NationalCouncilonTeachersofMathematics.

[23]Schank,P.C.(2002).Fourdimensionsofunderstanding.*InstructionalScience*,30(3),191-210.

[24]Mayer,R.E.(2009).*Multimedialearning*(2nded.).CambridgeUniversityPress.

[25]Wiggins,G.,&McTighe,J.(2005).*Understandingbydesign*(2nded.).AssociationforSupervisionandCurriculumDevelopment.

[26]Driver,R.,Squires,A.,&Newington,P.(1996).*Developingchildren'sscienceeducation:Aperspectivefromthehistoryofscience*.FalmerPress.

[27]Millar,R.,&Osborne,J.(1998).Beyondscienceconcepts:Teachingscientificthinkingandargumentation.*InternationalJournalofScienceEducation*,20(7),761-778.

[28]Lederman,N.G.,&Lederman,J.S.(2004).Thenatureofscience:Past,present,andfuture.*JournalofScienceEducationandTechnology*,13(1),17-48.

[29]Gilbert,J.K.,&Watts,D.M.(1998).*Investigativescienceteaching*.OpenUniversityPress.

[30]Shymansky,J.,&Hedges,L.V.(2000).Scienceachievementovertime:Ameta-analysisoftheNAEPdataforfourth-,eighth-,andtwelfth-gradestudents,1990-1996.*JournalforResearchinScienceTeaching*,37(5),499-523.

[31]AAAS.(2014).*Visionforscienceeducation:AframeworkforK-12scienceeducation*.NationalResearchCouncil.

[32]NationalGeographicSociety.(2017).*Learningscienceinadigitalage*.NationalGeographicEducation.

[33]Krajcik,J.S.,Blumenfeld,P.C.,&soland,A.R.(2004).Implementinginquiry-basedscienceinstruction:Assessmentofopportunitiestolearnandteacherprofessionaldevelopment.*JournalofResearchinScienceTeaching*,41(4),337-356.

[34]VanZee,M.,&VanSickle,J.(2003).Developingstudents’argumentationskillsinscienceclasses.*ScienceEducation*,87(6),797-818.

[35]Erduran,S.,&Duschl,R.A.(2009).Aframeworkforassessingargumentationqualityinscienceeducation.*ScienceEducation*,93(6),973-995.

[36]Gilbert,J.K.(2015).Theroleofmodelsinscienceeducation.*InternationalJournalofScienceEducation*,37(10),1721-1737.

[37]Bybee,R.W.,Cross,N.T.,&Dunbar,B.(2008).*Advancingscienceeducation:AframeworkforK-12scienceeducationprograms*.NationalAcademiesPress.

[38]Linn,R.L.,&Gronlund,N.E.(2000).*Measurementandassessmentinteaching*(9thed.).PrenticeHall.

[39]Finkelstein,N.,&Schweingruber,H.(2015).*評(píng)估K-12科學(xué)教育中的探究學(xué)習(xí)*.NationalAcademiesPress.

[40]Hmelo-Silver,C.E.(2004).Understandingcomplexsystemsineducation:Theimportanceofmetacognition.*EducationalPsychologist*,39(4),229-242.

八.致謝

本研究得以順利完成，離不開(kāi)眾多師長(zhǎng)、同事、學(xué)生以及相關(guān)機(jī)構(gòu)的鼎力支持與無(wú)私幫助，在此謹(jǐn)致以最誠(chéng)摯的謝意。

首先，我要衷心感謝我的導(dǎo)師XXX教授。從研究選題的構(gòu)思到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的完善，從數(shù)據(jù)分析的指導(dǎo)到論文撰寫(xiě)的修改，XXX教授都傾注了大量心血。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的學(xué)術(shù)造詣以及對(duì)學(xué)生悉心的指導(dǎo)，使我受益匪淺。特別是在研究過(guò)程中遇到瓶頸時(shí)，XXX教授總能以敏銳的洞察力為我指出方向，其富有啟發(fā)性的討論讓我對(duì)微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值有了更深刻的認(rèn)識(shí)。他的教誨不僅體現(xiàn)在學(xué)術(shù)研究上，更體現(xiàn)在為人處世上，為我樹(shù)立了良好的榜樣。

感謝參與本研究的XX小學(xué)三年級(jí)全體師生。正是他們積極參與微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)，提供了豐富而寶貴的原始數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生們展現(xiàn)出的好奇心、探究熱情以及對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的敏銳觀察力，極大地鼓舞了我。同時(shí)，也要感謝參與實(shí)驗(yàn)的各位班主任和科學(xué)教師，他們認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度和靈活的指導(dǎo)方式，為實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展提供了有力保障。特別感謝A班班主任XXX老師，她不僅在日常教學(xué)中給予學(xué)生充分的支持，還在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)施過(guò)程中提供了許多實(shí)際幫助。

感謝XXX大學(xué)科學(xué)教育研究中心的各位同事。在研究期間，我經(jīng)常與他們就研究方法、數(shù)據(jù)分析等問(wèn)題進(jìn)行深入交流，從中獲得了許多有價(jià)值的建議。特別感謝XXX研究員在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技術(shù)細(xì)節(jié)方面給予的指導(dǎo)，以及XXX博士在文獻(xiàn)檢索和理論框架構(gòu)建方面提供的支持。大家的學(xué)術(shù)氛圍和團(tuán)隊(duì)合作精神，為我的研究工作創(chuàng)造了良好的環(huán)境。

感謝XXX小學(xué)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)本次研究的大力支持。學(xué)校提供了必要的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和設(shè)備，并允許我們使用學(xué)生作為研究對(duì)象，為研究的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。特別感謝校長(zhǎng)XXX先生，他始終關(guān)注著教育研究的進(jìn)展，并給予了我們?cè)S多鼓勵(lì)。

在此，還要感謝我的家人。他們是我最堅(jiān)實(shí)的后盾，在研究過(guò)程中給予了我無(wú)條件的理解和支持。正是他們的陪伴和鼓勵(lì)，讓我能夠全身心地投入到研究工作中。

最后，我深知本研究尚存在不足之處，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)體系仍有待進(jìn)一步完善。但本次研究的開(kāi)展，不僅豐富了我的學(xué)術(shù)積累，更增強(qiáng)了我投身科學(xué)教育研究的信心。未來(lái)，我將繼續(xù)關(guān)注微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)及其他探究式學(xué)習(xí)模式的應(yīng)用效果，努力為提升小學(xué)科學(xué)教育質(zhì)量貢獻(xiàn)自己的力量。

再次向所有關(guān)心、支持和幫助過(guò)本研究的人員和機(jī)構(gòu)表示最衷心的感謝！

九.附錄

附錄A：微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)記錄表

日期：_________小組：_________植物種類(lèi)：_________

觀察項(xiàng)目觀察記錄（可繪制簡(jiǎn)圖）

──────────────┼───────────────────────────────

水生植物狀態(tài)（如：生長(zhǎng)旺盛/葉片發(fā)黃/部分枯萎）

水蚤數(shù)量（如：增多/減少/穩(wěn)定/無(wú)明顯變化）

水蚤活動(dòng)區(qū)域（如：均勻分布/聚集在植物附近/沉于瓶底）

水質(zhì)變化（如：清澈/輕微渾濁/藻類(lèi)增多/有異味）

水面浮渣（如：無(wú)/少量/較多）

光照情況（如：充足/部分遮擋/陰暗）

溫度（°C）__________

──────────────┼───────────────────────────────

問(wèn)題與討論：

──────────────┼───────────────────────────────

本日發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題：

──────────────┼───────────────────────────────

可能的原因分析：

──────────────┼───────────────────────────────

下一步計(jì)劃/改進(jìn)措施：

──────────────┼───────────────────────────────

小組評(píng)價(jià)（自評(píng)/互評(píng)）：

──────────────┼───────────────────────────────

團(tuán)隊(duì)合作情況：

──────────────┼───────────────────────────────

觀察記錄的完整性：

──────────────┼───────────────────────────────

問(wèn)題分析的合理性：

──────────────┼───────────────────────────────

附錄B：微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解微型生態(tài)瓶的基本組成和生態(tài)原理。

2.學(xué)習(xí)觀察記錄水生植物和水蚤的活動(dòng)狀態(tài)。

3.初步探究光照、水質(zhì)等因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

二、實(shí)驗(yàn)材料

1.透明玻璃瓶（500ml）

2.清水

3.石英沙（適量）

4.鵝卵石（少量）

5.水生植物（金魚(yú)藻、水蘊(yùn)草等）

6.水蚤（適量）

7.溫度計(jì)

8.記錄本

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.準(zhǔn)備階段：

a.清洗玻璃瓶，去除雜質(zhì)。

b.將石英沙用清水沖洗后裝入瓶底，約占瓶容積的1/4。

c.加入約占瓶容積2/3的清水，輕輕晃動(dòng)瓶體使沙石均勻分布。

2.制作階段：

a.放入預(yù)處理的金魚(yú)藻和水蘊(yùn)草，確保根系穩(wěn)固。

b.靜置瓶體24小時(shí)，排凈氣泡，使水質(zhì)穩(wěn)定。

c.引入適量水蚤，避免一次性放入過(guò)多。

3.觀察階段：

a.每日記錄植物生長(zhǎng)狀態(tài)、水蚤活動(dòng)情況、水質(zhì)變化等。

b.每周進(jìn)行一次小組討論，分享觀察結(jié)果，分析差異原因。

c.如發(fā)現(xiàn)水質(zhì)惡化（如藻類(lèi)過(guò)度生長(zhǎng)），可討論解決方案（如減少光照、增加植物、少量換水等）。

四、注意事項(xiàng)

1.操作過(guò)程中注意衛(wèi)生，避免污染水體。

2.觀察時(shí)避免頻繁晃動(dòng)瓶體，以免影響生物生存環(huán)境。

3.如發(fā)現(xiàn)水蚤死亡過(guò)多，應(yīng)分析原因并記錄。

五、實(shí)驗(yàn)延伸

1.對(duì)比不同光照條件（如全日照與遮光）對(duì)生態(tài)瓶的影響。

2.嘗試添加小型水生動(dòng)物（如螺）觀察其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。

3.結(jié)合社區(qū)環(huán)境問(wèn)題，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)（如模擬水體富營(yíng)養(yǎng)化）。

附錄C：微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)前測(cè)問(wèn)卷

一、基本信息

1.你的年級(jí)：_________2.你的性別：_________

二、生態(tài)知識(shí)測(cè)試

1.下列哪項(xiàng)是植物進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所？（單選）

A.根部B.莖部C.葉片D.花朵

2.水中的氧氣主要來(lái)源于？（單選）

A.水生動(dòng)物呼吸B.微生物分解有機(jī)物C.植物光合作用D.空氣溶解

3.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)通常開(kāi)始于？（單選）

A.食物鏈頂端B.生產(chǎn)者C.消費(fèi)者D.分解者

4.如果生態(tài)瓶中的水變得渾濁，可能的原因是？（多選）

A.水生植物死亡B.藻類(lèi)大量繁殖C.水蚤數(shù)量過(guò)多D.沙石配置不當(dāng)

三、前概念訪談?lì)}

1.你認(rèn)為水中的植物需要陽(yáng)光嗎？為什么？

2.你覺(jué)得水蚤是怎么來(lái)的？它們需要食物嗎？

3.如果把兩個(gè)生態(tài)瓶放在一起，它們會(huì)發(fā)生什么變化？

4.你認(rèn)為人類(lèi)活動(dòng)會(huì)怎樣影響小溪里的生態(tài)系統(tǒng)？

附錄D：微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)后測(cè)問(wèn)卷

一、生態(tài)知識(shí)測(cè)試

1.光合作用的主要產(chǎn)物是？（單選）

A.氧氣與二氧化碳B.水與二氧化碳C.氧氣與糖類(lèi)D.水與糖類(lèi)

2.生態(tài)瓶中的水蚤主要依靠什么生存？（單選）

A.氧氣B.食物C.溫度D.光照

3.生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)包括？（多選）

A.生產(chǎn)者與消費(fèi)者B.能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)C.生物與環(huán)境的相互作用D.生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)

4.如果長(zhǎng)期不更換生態(tài)瓶中的水，可能會(huì)發(fā)生什么？（多選）

A.氧氣含量下降B.藻類(lèi)爆發(fā)C.水生植物死亡D.水質(zhì)惡化

二、探究能力評(píng)估

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述你觀察到的生態(tài)瓶中植物和水蚤的變化，并解釋原因。（開(kāi)放題）

2.實(shí)驗(yàn)中遇到了什么困難？你是如何解決的？（開(kāi)放題）

三、環(huán)境意識(shí)訪談?lì)}

1.通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，你對(duì)保護(hù)環(huán)境有什么新的認(rèn)識(shí)？

2.你認(rèn)為我們平時(shí)可以怎樣做來(lái)保護(hù)校園或家里的水環(huán)境？（開(kāi)放題）

附錄E：微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)學(xué)生訪談?dòng)涗洠ü?jié)選）

學(xué)生A：“我們發(fā)現(xiàn)光照強(qiáng)的瓶子里水蚤特別活躍，因?yàn)橹参锬墚a(chǎn)生更多氧氣。但后來(lái)水變綠了，老師說(shuō)那是藻類(lèi)，水蚤就少了?！薄拔覀冃〗M的瓶子里沙子太少，水很快就渾濁了，水蚤都死了。我覺(jué)得實(shí)驗(yàn)告訴我們，自然很脆弱，我們要愛(ài)護(hù)它?！?/p>

學(xué)生B：“一開(kāi)始我們認(rèn)為水蚤是獨(dú)立生物，后來(lái)發(fā)現(xiàn)它們需要植物提供的氧氣和食物，才明白它們不是憑空產(chǎn)生的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓我對(duì)食物鏈有了直觀感受?！薄拔覀儑L試增加水蚤數(shù)量，結(jié)果水質(zhì)變差了，這讓我們意識(shí)到過(guò)度干預(yù)會(huì)破壞平衡。我覺(jué)得科學(xué)探究不僅是觀察現(xiàn)象，還要考慮對(duì)環(huán)境的影響?！?/p>

教師觀察記錄：“在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生們普遍表現(xiàn)出對(duì)生態(tài)瓶?jī)?nèi)生物間相互作用的興趣，能夠通過(guò)觀察記錄表記錄植物生長(zhǎng)、水蚤活動(dòng)等數(shù)據(jù)，并能初步解釋現(xiàn)象背后的生態(tài)原理。例如，部分小組能夠?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象與生活經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系，如將水蚤的活動(dòng)狀態(tài)與水體溶氧量、食物供應(yīng)等環(huán)境因素相綁定，體現(xiàn)了探究式學(xué)習(xí)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與環(huán)境意識(shí)方面的有效性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析顯示，光照、水質(zhì)、生物配置等因素對(duì)生態(tài)瓶的穩(wěn)定性具有顯著影響，這一結(jié)論與已有研究一致，但本研究通過(guò)微型生態(tài)瓶這一具象化的教學(xué)工具，使三年級(jí)學(xué)生能夠直觀理解抽象的生態(tài)學(xué)概念，如能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和生態(tài)平衡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，探究式學(xué)習(xí)能夠有效促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)探究能力發(fā)展，包括數(shù)據(jù)收集、分析、問(wèn)題解決和合作交流等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們不僅掌握了生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，更學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、控制變量、解釋數(shù)據(jù)，并形成對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡觀。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生們對(duì)生態(tài)瓶?jī)?nèi)藻類(lèi)繁殖、水蚤數(shù)量波動(dòng)、水質(zhì)變化等現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)觀察與記錄，并嘗試解釋其背后的生態(tài)學(xué)原理。例如，部分小組發(fā)現(xiàn)水蚤聚集在植物附近的現(xiàn)象，能夠聯(lián)想到生產(chǎn)者（植物）與消費(fèi)者（水蚤）之間的能量傳遞關(guān)系，并進(jìn)一步討論光照強(qiáng)度、水體富營(yíng)養(yǎng)化等因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，微型生態(tài)瓶實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Ъぐl(fā)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，通過(guò)直觀體驗(yàn)生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮纳鷳B(tài)保護(hù)理念內(nèi)化為自覺(jué)行動(dòng)傾向。例如，在實(shí)驗(yàn)總結(jié)階段，大部分學(xué)生表示愿意參與校園環(huán)境調(diào)查、垃圾分類(lèi)等實(shí)踐活動(dòng)，并自發(fā)提出要“給家里的魚(yú)缸換水要小心”“不要亂扔垃圾影響小溪”等行為承諾。這一結(jié)果與已有研究結(jié)論一致，即科學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是科學(xué)知識(shí)的載體，更是環(huán)境教育的有效平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)將抽象的環(huán)境問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可感知的個(gè)體體驗(yàn)，通過(guò)“做中學(xué)”的方式，使學(xué)生在理解科學(xué)原理的同時(shí)，認(rèn)識(shí)到人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，形成責(zé)任意識(shí)。研究也發(fā)現(xiàn)，若實(shí)驗(yàn)僅停留在“小瓶子”層面，學(xué)生的環(huán)保行為遷移能力可能受限。因此，后續(xù)教學(xué)應(yīng)結(jié)合社區(qū)環(huán)境調(diào)查、垃圾分類(lèi)實(shí)踐等活動(dòng)，將實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)“實(shí)驗(yàn)-認(rèn)知-情感-行為”的完整教育鏈條，真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的協(xié)同提升。本研究為小學(xué)科學(xué)課程改革提供了實(shí)證支持，表明探究式實(shí)驗(yàn)是提升科學(xué)教育質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的有效途徑