“动手做”(Hands―on)在小学环境教育中的实践
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随着全球各类环境和生态问题的日益凸显，各国政府越来越重视生态环境的保护，而环境教育是各国生态环境保护行动中不可或缺的一部分。特别是欧美国家，自20世纪70年代起就在各个层面开始了环境教育行动，发展到今天已经逐渐形成完善的体系，其形式和内容也越来越精进和专业化。在美国的很多州和城市甚至发展到环境教育 “外包”的形式，也就是在一些中小学，学校或年级将课程中涉及到环境教育的模块 “外包”给专业的环境教育团队来完成这部分内容的教学。这样做的好处是比起需要承担某一年级所有课程的班级首席老师，外面的环境教育专家团队更有经验、更专业，也更有效率，同时也减轻了任课老师的教学负担。笔者在美国学习期间，有幸参与了美国新罕尔士州Harris环境教育中心的环境教育团队为当地小学承担的一次关于河流和水的环境教育课，在本文中将该教育活动过程完整地记录下来，希望给环境教育者们带来一些启发。
一、背景简介
Harris 环境教育中心（见图1）原来是Harris女士的私人庄园和领土，但为了支持当地的环境保护，她于上世纪末将此庄园和土地捐赠出来建成了今天的环境教育中心，并吸引了美国东北部地区很多优秀的环境教育专家来此工作，建成了一支专业的环境教育团队。中心拥有完整的森林、湖泊、河流、池塘、山脉等生态系统，这些都是中心天然的环境教育资源。中心的环境教育专家们不仅利用其得天独厚的自然环境条件作为环境教育基地，还利用平时、周末和各种假期在中心开展各类固定环境教育活动，并为周边的学校提供环境教育课程服务，为学校量身定制相关的课程，新罕尔士州的 Chesterfield小学就是其中的一所。每年四月，学校都会邀请Harris环境教育中心的环境教育专家团队为三、四年级的学生进行为期2天的针对学校周围水体的环境教育。
二、课程的基本理念
2012年4月， Harris环境教育中心的老师们又来到Chesterfield小学，针对四年级的学生进行了为期1天的河流环境教育。教学活动的地点选在双生河（Twin Brook）的主要河段，河流位于学校东南角的Friedsam森林里，从学校步行只需要约5分钟的时间。课程是根据双生河的自然生态环境“量身定做”的。课程的主要设计理念是动手做（hands-on）的教学理念：通过孩子们自己观察小河的自然生态系统，动手测量和调查河流的基本物理化学参数，观察、寻找和识别生活在小河里的生物，判断河水水质好坏，最后整合所有学习小组的测量、观察和研究结果，让孩子们通过数据和讨论分析河流的环境现状，了解小河的生态环境，以及河流生态系统和生存在其中的生物的相互关系等。
三、教学过程实录
1. 课前准备。此次主授课老师是Janet女士，在授课之前，她就到双生河进行实地考察，并对以往的教学设计、教学方案等根据实地考察的结果进行适当的修改。
四年级有18名学生，他们被分为5个小组，每组3～4人。根据分组， Janet女士将双生河主要河段也分成了5段，并在每段河段之间做了标记，将活动河段也绘制成了简单的地图，并清楚标识了每个小组活动范围编号，如图2。此外， Janet为每个小组准备了一套学习活动工具箱（如图3），每套工具箱包括： 双生河的主要河段地图、常见水生生物识别手册、标记旗、温度计、大尺子，长卷尺、计时器、乒乓球、捞网、数据记录表格，户外记事板、铅笔等。
2. 基础知识讲解和活动要求。带领学生到野外学习之前， Janet女士先将孩子们集中在教室里，将他们分成五个小组，并给每个小组编了号。开始介绍将要去学习的双生河流域的基本情况。不同于简单的文字介绍， Janet女士通过事先绘制的双生河流域地图（如图4），以 “双生河的旅行”为题介绍河流流域的概况，并对当天要进行的相关教学活动做了简要的说明。
由于整个河流环境教育教学活动都将以学习小组作为单位来进行，因此Janet特意花了15分钟的时间，以“富有成效的工作团队应该听起来……和看起来……像什么”为主题让孩子们进行讨论（讨论工作表格如表1）。通过讨论，让大家达成野外小组工作的共识，其目的是让孩子们在野外能够规范地、有秩序地进行科学探究活动。10岁左右的孩子到野外学习探究很容易被各种自然界的事物吸引注意力，容易产生无序杂乱和效率低的问题，这个规范的步骤在随后的教学活动过程中极大地帮助了学生们集中注意力，并有效地完成了科学探究活动。
表1 富有成效的工作团队应该像：
3. 教学活动过程。在完成了基础知识讲解，并在学生们达成了野外小组工作共识后，四年级学生在班级老师、志愿者家长、Janet和Harris中心其他老师的带领下，安全地到达了双生河。每个小组分得一个学习工具箱，并由一位老师或家长协助，开始野外教学活动：
（1） 测量河流的基本物理特征：水温、底泥温度、水深、河流宽度。
在各小组开始自己动手测量前， Janet详细介绍了如何使用温度计、木尺、皮尺，如何读数，并具体演示了如何测量河流的水温、底泥的温度、水深和河流宽度。每个小组根据手里地图标识的小组位置和Janet事先在河边做的记号，找到对应的河段，开始测量以上的基本物理参数，并在数据记录表格上记下相应的数据。水温和底泥温度是通过电子温度计和一般的温度计直接测量得到；水深的测定使用的是一米长的木尺来测量；河流的宽度使用的是皮尺来测量的。这些测量过程都比较简单，在此就不仔细阐述。
（2） 河流流速的测量。
河流流速的测量是一个科学且有趣的过程，学生们的参与度很高，具体的做法（如图5）所示。首先用皮尺沿河岸量一段10米的距离，在开端和末端拉上两条绳子以明确标记这段距离。然后由一位同学站在河中央这段距离的开端处，轻放下一个乒乓球，另一位同学同时开始用秒表计时，当乒乓球漂到这段距离末端绳子处，停止计时，并记下乒乓球漂过这10米河段所耗的时间，由另一位同学将乒乓球用网兜捞起。这段河水的流速（v=s/t）就等于10米÷记录下的时间。重复同样的测量过程3～5次，然后求其平均值，就是该河段的水的流速。
（3） 水质的判定。
完成了河段基本物理参数的测量以后，各小组就开始进行河段水质的测定。除了用肉眼观测河水的清澈度和用鼻子闻河水有无异味外，水质的测定主要是通过寻找和识别水生生物的种类和数量来完成的。其基本过程是：孩子们在河段里寻找各种水生生物，将其暂时放到装有水的容器里，根据常见水生生物识别手册来识别它们，记录下这些水生生物的名称和个体数，然后将这些生物放回河里。最后通过新罕尔什州环境服务中心制定的生物水质监测评分表（如表2）来计算出水质的分数，并通过水质分数来判断河水水质的好坏。
表2 生物水质监测评分表
如：假设孩子们在水里找到了蜉蝣蛹、蜗牛和蜻蜓蛹各10只，那最终水质分数就是：（3×10+7×10+3×10）÷30=4.33，水质属于好。在此过程中，四年级孩子们能够发现的水生生物的数量，以及他们能够识别的水生生物种类都令人惊讶，从侧面也反映了美国小学自然环境教育的成功之处。
4. 数据分析。完成了所有数据的测量和记录后，孩子们回到教室对采集到的数据进行整理和计算。 Janet事先制作了一张大的数据统计表（如图7），并将其贴到黑板上，然后请每组派一名代表将小组测量计算到的水温、底泥温度、水深、水流速度、河宽和水质分数依次大声汇报，再由Janet记录到该表上，并将数据表拷贝好后发给每位学生，请学生们根据此份数据表进行数据分析和小组讨论。然后讨论以下问题，以此方式来帮助孩子们分析所调查到的数据。
・ 今天你发现了什么有趣的现象？
・ 在你们组的测量结果中，有没有让你感到意外的数据？
・ 水温最冷和最高的位置出现在哪一个河段？为什么会出现在这个地方？
・ 数据总汇表上的数据有没有让你觉得有趣的数据？有没有不寻常的数据？
・ 所有小组测量的数据中，哪一个河段的流速最快，为什么？这个河段周围的地形地貌或是自然环境有何特别之处？
・ 根据表格所列水质数据，我们双生河的水质总体上是好的吗？讨论原因。
・ 根据水质监测数据，不难发现双生河的水质总体是干净的，为了继续保持双生河环境的干净，我们可以做些什么？
最后， Janet针对野外探究活动和课堂讨论过程进行了课程总结，并结束了课程。
四、启发和思考
这是一套精心设计的完整的环境教育课程，有不少值得借鉴的地方：第一，本土化的环境教育课程设计。 Harris环境教育中心为Chesterfield小学设计的这套水环境教育课程是以当地自然环境为基础来设计的。比起让孩子们通过陌生的水域来学习河流生态系统，以周边孩子们熟悉的小河作为教学内容更容易让孩子们理解，并有更深刻的教学体验。第二， “动手做”的教育理念贯穿始终。学习自身是一个从体验到反思，到概念化，到提炼，到解决问题，最后到把所学到的新东西内化的一个过程，而最深刻的课程是学生们自己动手实践学来的。在这个环境教育过程中，主要都是通过孩子们自己动手测量各种数据，体验科学探究的过程来实现教学目标。比起直接的讲授，从动手做的过程中学习的知识能带给孩子们更深刻的影响。活动过程中学生们表现的高参与度，也证明了“动手做”的方式让学生真正成为学习的主体，同时也能调动学习兴趣。第三，重视团队合作和讨论的学习方式。该课程几乎全部的教学活动都是由小组为单位来完成的，在这一过程中，学生们的团队合作能力得到了很好的锻炼。此外，授课教师也很重视讨论环节。 Janet通过适时的重点问题的提出，引发孩子们的讨论，让孩子们通过讨论积极思考问题，并得出答案。如培养孩子们爱护水资源的意识，就不是由老师直接告诉孩子们该如何做，而是通过孩子们对数据的分析和讨论后自己得出结论。第四，教学准备细致充分，注重教学内容的科学性和严谨性。虽然这是针对四年级学生的河流环境教育课程，但科学性和严谨性随处可见，教学准备也非常细致和充分。如， Harris中心的环境教育者在课前对双生河流域做了全面的调查：对地形、地貌、流域范围、主要水生生物等都做了充分的调查。再如，各小组在测量各项参数时，都是在老师或家长的协助下经多次测量，通过求平均值得出最后的数据。特别是水质鉴定部分，运用到了超过三种的常见水生生物识别手册，而计算水质的表格也是当地权威生物水质监测表格。第五，隐性环境教育。在很多常见的环境教育方法中，老师一般都将由于人类活动的干扰，导致的各种自然环境污染和恶化的结果直接呈现给孩子们。但这样做的一大弊端就是孩子们还没有真正了解到自然，热爱并享受自然，就开始担心自然，对自然世界产生了莫名的恐惧，即美国著名的环境教育学家David Sobel所提出的环境恐惧症（Ecophobia） 。因此，这一课程包含的环境教育理念重视的是引导和教育孩子对自然的认识，探索自然的特征，通过这一过程让孩子们亲近自然，培养他们热爱自然的情感，从而唤起他们保护自然的意识。最后，细致完整的教学设计和教学态度。 Harris中心的环境教育团队，特别是Janet女士对整个课程的早期准备、课程监控、授课过程等都非常的仔细认真。虽然只是短短1天（约6小时）的课程，但 Janet准备此次课的时间超过1个星期。如对河流流域的调查，地图的绘制，学生情况了解，每个授课细节的思考和核对都十分细致。因为这种精益求精的态度，才取得了理想的教学效果。