跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施路徑

“探秘湯遜湖濕地生態(tài)系統(tǒng)”項(xiàng)目以真實(shí)問題為導(dǎo)向，圍繞鳥類多樣性調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)提案三大核心任務(wù)，整合生物學(xué)、化學(xué)、地理、信息科技等學(xué)科知識(shí)，構(gòu)建系統(tǒng)化實(shí)施路徑。

一、設(shè)計(jì)階梯任務(wù)，構(gòu)建項(xiàng)目框架

項(xiàng)目組將“探秘湯遜湖濕地生態(tài)系統(tǒng)\"項(xiàng)目分解為“鳥類多樣性調(diào)查與生態(tài)關(guān)系研究”“湯遜湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析\"“撰寫《湯遜湖濕地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查報(bào)告》與《濕地保護(hù)提案》”三個(gè)層層遞進(jìn)的子項(xiàng)目，形成“調(diào)查一分析一應(yīng)用\"的學(xué)習(xí)路徑。子項(xiàng)目一的目標(biāo)是識(shí)別湯遜湖鳥類物種，分析鳥類與濕地生態(tài)系統(tǒng)的依存關(guān)系。子項(xiàng)目二的目標(biāo)是通過水樣采集與實(shí)驗(yàn)室檢測，評估湯遜湖水質(zhì)狀況及生態(tài)健康水平。子項(xiàng)目三的目標(biāo)是整合前兩個(gè)階段的數(shù)據(jù)，形成調(diào)查報(bào)告，并模擬向濕地大會(huì)提交保護(hù)提案。

項(xiàng)目組制訂為期5周的三階段推進(jìn)計(jì)劃，并明確每周的具體任務(wù)。準(zhǔn)備階段（第1周），學(xué)校組織專題學(xué)習(xí)，邀請鳥類學(xué)專家開展“濕地鳥類識(shí)別與調(diào)查方法\"講座；化學(xué)教師演示水質(zhì)檢測設(shè)備操作規(guī)范；學(xué)生分組設(shè)計(jì)調(diào)查工具，如包含物種名稱、數(shù)量、行為、棲息地描述的“鳥類觀察記錄表”和標(biāo)注采樣時(shí)間、點(diǎn)位、檢測指標(biāo)的“水樣采集清單”；師生利用衛(wèi)星地圖提前研究湯遜湖地形，確定鳥類觀測點(diǎn)（如蘆葦蕩、淺灘）與水質(zhì)采樣點(diǎn)（上、中、下游各設(shè)3個(gè)點(diǎn)位）。實(shí)踐階段（第2＼～4周），鳥類調(diào)查組觀鳥，使用望遠(yuǎn)鏡、長焦相機(jī)仔細(xì)觀察不同鳥類的典型特征，并記錄其所屬物種；水質(zhì)檢測組每周采集水樣，在實(shí)驗(yàn)室完成pH值、濁度、化學(xué)需氧量（COD）等8項(xiàng)指標(biāo)檢測；數(shù)據(jù)處理組利用Excel統(tǒng)計(jì)鳥類數(shù)量變化，并運(yùn)用SPSS軟件分析水質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性，生成可視化圖表?？偨Y(jié)階段（第5周），教師指導(dǎo)學(xué)生參照學(xué)術(shù)論文格式整合數(shù)據(jù)，形成包括研究背景、方法、結(jié)果、討論四個(gè)部分的《湯遜湖濕地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查報(bào)告》;模擬國際濕地大會(huì)提案要求，提出“建立生態(tài)緩沖帶\"“嚴(yán)控周邊工業(yè)排污”“開發(fā)濕地研學(xué)課程\"等具體措施，并制作PPT進(jìn)行模擬匯報(bào)。

二、整合學(xué)科資源，支撐實(shí)踐探究

學(xué)校打破學(xué)科壁壘，深度融合生物學(xué)、化學(xué)、地理、信息科技等學(xué)科知識(shí)，形成以問題為導(dǎo)向的跨學(xué)科知識(shí)模塊，明確各學(xué)科在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用場景與協(xié)同邏輯。

生物學(xué)模塊聚焦生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查與分析。學(xué)生需系統(tǒng)學(xué)習(xí)鳥類分類學(xué)，掌握“林奈雙名法”命名規(guī)則，如通過觀察白鷺（Ardeaalba）的羽毛形態(tài)、喙部結(jié)構(gòu)，結(jié)合eBird數(shù)據(jù)庫進(jìn)行物種比對；運(yùn)用樣線法、樣點(diǎn)法統(tǒng)計(jì)鳥類數(shù)量，分析食物鏈關(guān)系（如白鷺捕食魚蝦、魚蝦依賴浮游生物生存等）。此外，學(xué)生需通過顯微鏡觀察水體浮游生物，識(shí)別硅藻、綠藻等藻類，研究其與水質(zhì)、鳥類棲息地的關(guān)聯(lián)。

化學(xué)模塊側(cè)重水質(zhì)檢測與污染溯源。學(xué)生需熟練操作pH計(jì)、溶解氧儀、分光光度計(jì)等專業(yè)設(shè)備，嚴(yán)格遵循《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）檢測水樣。例如，在湯遜湖上游、中游、下游各選取3個(gè)采樣點(diǎn)，測量水樣的氨氮含量、化學(xué)需氧量（COD）、總磷含量等指標(biāo)，并將數(shù)據(jù)與國家標(biāo)準(zhǔn)對比。若檢測發(fā)現(xiàn)氨氮含量超標(biāo)（正常 ≤1.0mg/L ，學(xué)生需要結(jié)合地理信息推測污染源：或通過分析周邊農(nóng)田分布情況，判斷是否存在化肥過量使用導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)污染，或通過比對污水管網(wǎng)圖，排查生活污水排放是否達(dá)標(biāo)；等等。

地理學(xué)模塊強(qiáng)調(diào)空間分析與環(huán)境關(guān)聯(lián)。學(xué)生借助GoogleEarth衛(wèi)星地圖定位采樣點(diǎn)，標(biāo)注海拔、坡度、植被覆蓋等地理信息，并利用軟件繪制湯遜湖生態(tài)環(huán)境空間分布圖。例如，通過疊加鳥類分布數(shù)據(jù)與地形數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)白鷺等涉禽多集中在湖岸線1＼～2米水深的淺灘區(qū)域；結(jié)合風(fēng)向、水流方向，分析污染物擴(kuò)散路徑一—在夏季東南風(fēng)主導(dǎo)下，上游農(nóng)田的農(nóng)藥殘留隨水流影響下游水質(zhì)，進(jìn)而影響鳥類棲息地。

信息技術(shù)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合與可視化。教師引導(dǎo)學(xué)生使用生物多樣性監(jiān)測平臺(tái)實(shí)時(shí)上傳鳥類觀測記錄；運(yùn)用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；通過SPSS軟件開展相關(guān)性檢驗(yàn)，如鳥類數(shù)量與水中溶解氧含量的關(guān)系。此外，學(xué)生需使用視頻剪輯軟件，結(jié)合調(diào)研過程制作科普短視頻，通過多媒體形式傳播研究成果。

學(xué)校還統(tǒng)籌校內(nèi)外資源，為學(xué)生搭建實(shí)踐平臺(tái)。校內(nèi)生物實(shí)驗(yàn)室配備數(shù)碼顯微鏡、恒溫培養(yǎng)箱等設(shè)備，支持學(xué)生開展浮游生物培養(yǎng)與觀察實(shí)驗(yàn)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供便攜式多參數(shù)水質(zhì)分析儀、氣相色譜儀等高端儀器，滿足氨氮含量、重金屬含量等指標(biāo)的定量檢測需求；圖書館設(shè)立“濕地生態(tài)\"專題書架，購置《中國濕地鳥類圖鑒》《水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)》《生態(tài)修復(fù)工程案例》等專業(yè)書籍，開放中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，供學(xué)生檢索研究文獻(xiàn)。校外資源統(tǒng)籌方面，學(xué)校與中南民族大學(xué)、湖北水力水電學(xué)院等高校合作，由專家團(tuán)隊(duì)全程參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)，指導(dǎo)采樣方案優(yōu)化、數(shù)據(jù)誤差分析等關(guān)鍵環(huán)節(jié)；組織學(xué)生通過水質(zhì)采樣、參觀湯遜湖污水處理廠，了解除污、生物處理、消毒排放等污水處理流程，分析污水處理對湖泊生態(tài)的影響。

三、組織協(xié)作探究，深化學(xué)習(xí)體驗(yàn)

項(xiàng)目采用“興趣 + 能力\"雙維度分組法，構(gòu)建兼具專業(yè)性與協(xié)作性的學(xué)習(xí)共同體。首先，學(xué)生依據(jù)個(gè)人興趣自主選擇加入鳥類調(diào)查組、水質(zhì)檢測組、數(shù)據(jù)分析組、報(bào)告撰寫組中的某個(gè)組。其中，鳥類調(diào)查組聚焦物種觀測與生態(tài)分析，水質(zhì)檢測組負(fù)責(zé)環(huán)境數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)分析組整合多源信息進(jìn)行建模，報(bào)告撰寫組則承擔(dān)成果提煉與方案設(shè)計(jì)等任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，各組內(nèi)部進(jìn)一步細(xì)化分工：組長統(tǒng)籌任務(wù)進(jìn)度，協(xié)調(diào)組間資源，如為鳥類調(diào)查組協(xié)調(diào)水質(zhì)數(shù)據(jù)，為報(bào)告撰寫組對接調(diào)研結(jié)果；技術(shù)員操作專業(yè)設(shè)備，如定位采樣點(diǎn)、調(diào)試便攜式水質(zhì)檢測儀、校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡參數(shù)；記錄員整理原始數(shù)據(jù)，規(guī)范填寫《項(xiàng)目日志》，同步更新騰訊文檔，確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享；匯報(bào)員負(fù)責(zé)展示成果，提煉核心結(jié)論，制作可視化圖表與演示文稿。明確分工與動(dòng)態(tài)協(xié)作既發(fā)揮了學(xué)生特長，又確保項(xiàng)目各環(huán)節(jié)無縫銜接。

項(xiàng)目組通過專家引領(lǐng)、教師跟蹤與同伴互助“三維聯(lián)動(dòng)\"指導(dǎo)體系，幫助學(xué)生破解實(shí)踐難題。專家引領(lǐng)方面，學(xué)校邀請鳥類學(xué)教授現(xiàn)場示范觀鳥技巧，指導(dǎo)學(xué)生通過羽毛顏色、喙型、飛行姿態(tài)快速識(shí)別物種，如區(qū)分白鷺與夜鷺的形態(tài)差異；聯(lián)合高校專業(yè)研究人員開展水質(zhì)檢測培訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)“三點(diǎn)重復(fù)測量取均值\"\"采樣瓶預(yù)處理\"等誤差控制要點(diǎn)，規(guī)范pH計(jì)、溶解氧儀的操作流程。教師跟蹤方面，項(xiàng)目導(dǎo)師每周參與小組例會(huì)，共同設(shè)計(jì)“問題鏈\"引導(dǎo)學(xué)生探究。例如，當(dāng)鳥類調(diào)查組發(fā)現(xiàn)某區(qū)域白鷺數(shù)量驟減時(shí)，教師通過“該區(qū)域近期水質(zhì)是否變化？\"“是否存在棲息地改造工程？\"“有無外來物種競爭？”等問題，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。同伴互助方面，項(xiàng)目組設(shè)立“跨組交流日”，促進(jìn)知識(shí)共享與思維碰撞，如水質(zhì)檢測組發(fā)現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)后主動(dòng)向鳥類調(diào)查組分享數(shù)據(jù)，兩組學(xué)生共同探討污染物對鳥類羽毛生長、繁殖能力的潛在威脅；定期召開“最佳實(shí)踐案例”分享會(huì)，邀請操作規(guī)范、數(shù)據(jù)優(yōu)質(zhì)的小組分享經(jīng)驗(yàn)。

項(xiàng)目成果通過各種途徑展示，形成輻射效應(yīng)。校內(nèi)展示方面，學(xué)校舉辦“湯遜湖濕地生態(tài)”主題展覽，設(shè)置鳥類標(biāo)本區(qū)（陳列學(xué)生采集的羽毛、鳥巢）、水質(zhì)檢測成果區(qū)（展示污染分布圖與檢測報(bào)告）提案互動(dòng)區(qū)（模擬濕地保護(hù)聽證會(huì)），吸引全校師生參觀學(xué)習(xí)；同時(shí)結(jié)合主題展覽開展跨學(xué)科活動(dòng)，如語文、美術(shù)組舉辦“湯遜湖濕地生態(tài)系統(tǒng)”詩配畫活動(dòng)等。在成果輻射方面，學(xué)校倡導(dǎo)學(xué)生將調(diào)研視頻通過學(xué)校公眾號(hào)宣傳，鼓勵(lì)學(xué)生將調(diào)研結(jié)果形成提案提交給武漢市生態(tài)環(huán)境局。

（作者單位：武漢市光谷湯遜湖學(xué)校）