为充分发挥国家野外科学观测研究站的资源优势,将野外观测研究与科学教育相融合,推动探究式、沉浸式科学教育落地实施,依托中国科学院学部科普专项“森林生态系统野外站特色科学教育示范”项目,8月2-4日由中国科学院沈阳应用生态研究所、辽宁省生态学会、辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称:清原森林站)联合清原满族自治县高级中学,在清原森林站共同举办以“探索天然次生林与人工林土壤差异”主题的科学探究活动。
活动之初,于立忠围绕本次科学探究活动的主题、目的、意义,以及项目的立项背景、经费保障等作了细致介绍,并全面介绍了清原森林站的建设初心、发展历程、科研定位、硬件设施、代表性科研成果与长远发展规划等。随后,全体师生共同观看建站二十周年专题纪录片《20年寄情于那方林茂溪清的土地》,沉浸式感受建站二十载,科研工作者扎根林海、潜心科研、深耕生态领域的坚守与担当,为本次研学筑牢思想基础。
活动前期,学员首先开展背景知识学习。系统了解森林与土壤的生态学背景知识,引导学生自主提出核心探究问题 ——天然次生林与人工林土壤是否存在差异;同时组建科研探究小组,实地参观野外观测设施,直观理解森林生态长期监测的科学价值;之后,系统学习了科学思维课程,清晰了解了“提出科学问题—设计实验方案—开展调查采样—到实验检测—数据分析—得出结论”全流程科研规范;最后,组织观看院士科普讲座视频,进一步拓展生态学视野,为后续实践筑牢理论基础。
在试验方案设计与野外实证探究阶段。通过实验设计专题培训,向学员讲解了土壤采样工具使用规范、野外记录准则与土壤检测基本原理。各小组围绕探究主题开展合作研讨,完成采样、观测记录、样品处理、数据分析等任务分工,结合样地实际条件,共同研讨制定小组探究实施方案。学员深入森林样地开展野外考察辨识,区分天然次生林与人工林,对比两类林分植被组成、林下微环境特征,科学布设土壤采样点位。严格遵循科研规范采集土壤样品,同步完成样品编码标记、环境因子现场记录。野外作业结束后,学员对土壤样品进行筛分、整理、密封保存,落实样品质量控制,减少外界因素对样本的干扰,保障后续实验数据可靠性,切身体会科研工作的客观、严谨。
在实验室定量检测与证据分析阶段。学员在清原森林站实验室分组开展实操,完成土壤pH、容重、含水量等理化指标的测定,规范留存全部原始实验数据。各小组整合野外调查资料与室内检测结果,对比分析两类林地土壤指标差异,挖掘数据蕴含的生态学信息,独立完成研学课题报告初稿,形成基于实证的探究发现与初步结论。
本次科学探究活动切实引导学生经历“建构背景知识—提出科学问题—设计研究方案—野外调查采样—实验测试数据—数据分析思辨—形成探究成果”完整闭环。使学生们由知识的接收者转变为科学探究的实践者,在真实的山林与实验室场景中提升实证意识、逻辑思维与团队协作能力,厚植生态文明素养,切实履行国家野外台站服务青少年科学教育、支撑创新人才早期培育的社会责任。
野外观测研究站作为科学研究的重要平台,拥有丰富的自然资源、先进的观测设备和优质的科普人才队伍。未来,依托中国科学院野外观测研究站的独特资源和科研优势,清原森林站将野外观测研究站与科学教育相融合,促进野外观测研究站科研教育科普资源的开发与共享,进一步发挥其传播科学知识、科学思想、科学方法的职能和提高青少年科学素养方面的功能。为实施科教兴国战略、人才强国战略和创新驱动发展战略,全面促进科学技术普及,加强国家科学技术普及能力建设,强化科研平台在科普教学中的职能,推动科学教育工作高质量发展。

