科学公园项目是国内早开展的以户外公园为情景载体、以研究性学习为内容核心、以不同学科户外研究模式为主题特色的青少年科学探索活动。项目课题涉及植物学、动物学、地质学、水文学、生态学、建筑学等诸多学科领域,由近百位一线科研人员和具有多年科技教育研发经验的团队历时数年共同设计而成。项目建立旨在引导学生走进自然、亲近自然的同时,关注自然界中存在的各种各样的问题,帮助学生培养对于自然事物的好奇心及对于自然规律的探索欲。
《W博士科学公园研究手册》共包含数十门科学公园的课题项目,涵盖先备知识、预备活动、课题研究表格与拓展阅读四部分。每个课题在实际开展过程中均以研究性学习项目的形式,在真实自然情境中让学生遍历从发现问题、提出假设,到设计实验、操作实验,再到最终的数据分析与得出结论的完整流程,全面提高学生对于科研一般流程及课题涉及领域科研模式的认识,促进青少年科学思维的建立与科学素质的养成。
《W博士科学公园研究手册》适合9-18岁的对户外科学研究感兴趣的青少年作为课外读物或参考用书。
一、走近户外科学家
一提起科学家,我们通常的印象都是那种穿着白大褂、摇晃着瓶瓶罐罐、操纵着复杂仪器的实验室科研人员。这也难怪,小说和影视作品中所刻画的科学家形象大多如此,他们或者可以通过药品试剂的化合创造奇迹,或者可以通过高端仪器的检测破解谜团。但其实除了这类室内科研模式之外,在许多科学领域还存在着户外科学家。
户外科学家,顾名思义,指的是那些长期在户外开展科学研究的科研人员。他们穿梭在山川峡谷之间,奔波在荒漠大地之中,驻扎在原始林区深处,航行在江河湖海之上……对于户外科学家来说,风餐露宿、披星戴月便是他们生活最真实的写照。
仁者见仁,智者见智,看似浑然一体的大自然,在不同领域的户外科学家眼里展现着不同的神奇。矿物学家关注着土地下埋藏的矿藏,生态学家好奇土层中复杂的生态系统,土壤学家探究土壤成分与组成的变化,水文学家思考着水土保持的秘密,火山学家寻找着火山爆发的蛛丝马迹。不同领域的户外科学家延循着各自领域的研究思维和研究方法,开展着各具特色的自然探究。
亲近自然,不仅仅是近观,还要窥探现象背后的自然规律,这想想便是一件有意思的事情。走近户外科学家,从走进他们的世界开始。
二、走进科学公园
科学公园项目创建的初衷便是为青少年创造一个走进户外科学家的世界的机会,在各类模拟的生态情境中带领学生们开启对自然的探索之旅。
大到每一个生态公园,小到公园里的每一个角落,都代表着特定的生态环境,都蕴含着无数可探究的元素。学生们可以在特定的生态情境下,参与与之相匹配的课题项目,比如在水塘边进行底栖动物多样性调查与水质评价;在裸地、草地、林地等不同环境下探究土壤含水量与团聚体的变化;在林区采集巢材,尝试鸟巢搭建与保温、隔湿性研究;在铺满落叶的小径上探究不同树种叶片飘落正反朝向的原因。
大到每一个主题,小到每一个课题,都代表着特定的研究方向,都蕴含着该学科领域的研究模式。学生们可以在特定的课题项目中学习该领域独特的研究方法,比如在去除果蔬农药残留方法的课题中体验食品安全检测的流程,在植物叶性状与物种共存关系研究中体验植物生态学经典的样方布设与采样测量的方法,等等。
了解户外科学家,不仅仅是听一场高冷的学术报告,还要参与到一次热闹的户外科研实践中去。成为户外科学家,从走进科学公园开始。
三、户外科学家成长路径
冰冻三尺非一日之寒,滴水石穿非一日之功,户外科学家的成长同样需要经历一个漫长的磨砺过程,才能化茧成蝶。户外科学家的成长之路又有哪些特殊的地方呢?我们不妨从下面这位科学家的身上找找答案。
少年时期的他在外人看来常常“不务正业”,总是喜欢泡在林子里,或是像收藏邮票一般悉心地收集着奇异的植物标本,或是对着一群搬食的蚂蚁静静发呆,或是对着一块从土里刨出的晶莹剔透的矿石窃喜……大自然就是他的天然游乐园。
他曾说过:“就我记得的我在学校时期的性格来说,其中对我后来产生影响的就是,我有着强烈的、多样的趣味,沉溺于自己感兴趣的东西,喜欢了解任何复杂的问题和事物。”
青年时期的他获得一次千载难逢的机会,能够环游世界进行科学考察。不像其他船员般只是走马观花,看看风景,他详细搜集、记录了沿途的动物、植物和地质等方面的材料和信息,在他的航海日记中,三大洋(大西洋、太平洋、印度洋)、两大洲(南美洲和大洋洲)及形形色色岛屿上的生态地形地貌如数家珍般轮番登场,大自然就是他的天然实验室。
随后,基于科学考察的记录,他整理编写了大量的科学著作,30岁完成《贝格尔号之旅》的编著,40岁发表著作《地质学》,其50岁发表的著作《物种起源》是人类思想发展史上划时代的里程碑。大自然就是滋养他的天然图书馆。
回顾人生时,他总结道:“作为一个科学家来说,我的成功……最主要的是:爱科学,在长期思索任何问题上的无限耐心,在观察和搜集事实上的勤勉,相当的发明能力和常识。”
他就是达尔文,一个典型的户外科学家,一位革新人类历史的伟人。
四、与科学公园同行
户外科学家的经历是极其丰富多彩的,在阅读“大自然”这本书的同时,可以细细品鉴大自然的美,时时惊叹着大自然的神奇。
对于绝大多数人来说,想要成为一名户外科学家,完全照搬达尔文的成长经历基本上是不可能的。生活于城市里的青少年们,从小未必有那么多接触自然的机会;等他们长大了,也未必有参与环球旅行的机遇;即使有环球旅行的历练,也未必有足够的理论化水平与定力的支撑。
毕竟不是所有喜欢户外的人,都会成为户外科学家;不是所有户外科学家,都会成为达尔文式的伟人。
我们可以先给自己定下进阶的目标:
第一阶段,培养对自然的深厚兴趣,把探访自然变成一种生活习惯;
第二阶段,开始对自然的探究,把认识自然当作一种生活乐趣;
第三阶段,梳理对自然的思考,把自然规律应用于生活,把自然知识分享给大众。
也许我们平时没时间接触天然、原始的自然环境,但我们至少可以先熟悉身边的生态公园,把探访自然变成自己的一种生活习惯;也许我们没有那么多机会去野外进行实地科学考察,但我们至少可以在科学公园里尝试不同类型的户外科学探究,把认识自然当作自己的一种生活乐趣;也许我们还没有那么多积淀完成对自然的深度思考,但我们至少可以把自己在公园探究中的发现应用于自己的生活,分享给身边的亲朋好友。
科学公园就像是户外科学家的健身房,把户外的自然属性与研究的科学属性结合在一起,淬炼户外科学家的意志、品质,塑造他们的气质、风貌。
有志于此的青少年们,请与科学公园同行,开启自己的户外科学家成长之旅吧!
北京微创博志教育科技有限公司(简称微创博志教育)成立于2012年,是国内率先把科学教育和素质教育作为专攻方向的研发型教育机构。公司秉承“让每一个孩子学会思考”的教育理念,坚持研发为本,以研究性学习为导向,紧跟科研一线,潜心课程研发,涉及基础科学、生命科学、资源环境、工程技术和人文科学等诸多学科领域。微创博志教育组建了一支专业化的课程研发与教学团队,公司以严谨求实的态度、发现探索的精神,在长期丰富的教研教学实践中逐渐走出一条自主创新的科教融合道路。现已发展成面向4~18岁青少年科学素质教育的多元化教育综合体。随着国内素质教育改革的兴起,科学公园项目已被众多自然保护区、风景名胜区和各类公园采纳,成为特色学科实践课程,同时也应用于微创博志教育旗下的研学旅行活动。