河流，装点校园，也丰富了课堂

刘党生 周华

编者按：传统校园被誉为办学文化的载体。随着时代的变迁，今天的校园建设将聚焦在办学特色的彰显，以及课程属性的对接上。新教改倡导学生要走出教室，那他们最先接触到的环境就是校园的方方面面，而这其中，当属实验室的开放、功能空间的活用、创客工坊的定位、校园小品的设计……

“处女地”的开垦必将引发全新的思考与长线课程孵化之间千丝万缕的联系，因此，从本期开始，本栏目将持续向大家推介和剖析国内外特色设计作品和成功案例，以帮助大家习惯运用教材之外的教学语汇、课堂之外的教学元素、校园拓展之后的成长资源和手段，重构一个清新自然、富有时代特征的办学生态。

同步国际的深度学习办学生态实验设计案例集锦（一）

● 从“智者乐水”说起

江南的别称就是水乡，要是哪家学校的校园内外有一角与水景相关，那自然是非常引以为傲的话题，又因为中国崇尚山水，所以有了“智者乐水，仁者乐山”之说。也就是这句古语，引出了之后一连串的教学故事，并形成了一系列关于校园水道的设计、工程和课题。

上海新纪元双语学校的校园里就有一条自然水道从西南角一直逶迤到东北角，这绝对是一道风景！但美中不足的地方在于水道与学校的农庄连在一起，导致水质忽好忽坏，水质最差的时候甚至沦为五类水质……鉴于此，校方决心加以改造。

然而，在改造方案的选择上，学校出现了截然不同的声音：一方认为要用“硬方案”，也就是“设备+化学手段”（如次氯酸钠、亲水的聚四氟乙烯、超滤膜等直接加药处理）；另一方则推荐三级水处理工艺“软方案”（一级处理：通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等；二级处理：生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解，转化为污泥；三级处理：污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒）。大家各执己见，监理坦言设计方案各有利弊，项目部门相持不下。对于校方和师生来说，大家更倾向于“软方案”。后来几经磋商，投资方同意采用三级水处理工艺，但提出附加条件，那就是改造设计环节要求学校全面介入，设计方案要全面对接学校的实验课程。

学校课程发展中心在向大家公布确定了的水道改造蓝图的同时，也号召全校师生踊跃献计献策：要求各个学科都能与之形成课程对接或项目对接；希望学生们结合“智者乐水”的主题，广泛发掘研究课题的线索，充分利用这一独特的自然实验室，形成一系列短课程、小课题，并使之与学校实验课程生态互为支撑、互动影响。

通过讨论确认的计划，包括了以下环节：①南向为鱼植共生区，水处理实验室和农庄设备总控（利用西南角小楼部分）；②靠近食堂为亲水平台和水生植物区；③司令台下为三级溢出式净化设计；④校园西侧为植物生态自净实验区；⑤各段水体通过雨水管从工坊一侧抽到西南角，再经过一级泵站除污，确保循环和自净。

● 包围型课程开发

1.实验室课程：了解不同水质对生物的影响

“水，是不是越纯净越好？”自来水经过混凝、沉淀、过滤、加氯消毒等工艺，虽然保证了在流行病学上的安全性，但依然会有微量污染物（如内分泌干扰物、有毒重金属等）的容留，而且会有新的污染物（如加氯消毒副产物）产生；以活性炭滤芯为主的终端净水器可以有效去除自来水中残留的微量有机物；以反渗透膜为主的各种膜技术的使用在最大程度上去除污染物的同时，也几乎全部去除了水中的矿物质。因此，当今社会人们使用的饮用水种类是复杂的，那在每种水质都利弊并存的情况下，到底何种饮用水才是更健康的呢？

这个项目借鉴了第三军医大学舒为群教授、曾惠博士的水质课题组研究团队的成果，重在针对常见水质种类对大鼠繁殖和发育效应的比较研究。本课程研究选用了五种饮用水取样，分别是：①市政自来水厂处理后的管网末梢的自来水；②经过净水器过滤净化自来水；③随机市售瓶装饮用天然山泉水；④随机市售瓶装饮用天然矿泉水；⑤随机市售瓶装纯净水。试验检测指标简化为每100ml水含量的钙镁钾钠和偏硅酸、余氯、铁、锰、pH值、硬度等生化指标；通过权威检测第三方机构了解水中微量有机物残留、水中微量有机物及矿物质保留指标，特别是对不同动物实验的生化指标变化数据。

2.阅览室课程：水处理科普阅读

深度学习，在很大程度上是一种对教材中心论的补充，是一种有关项目、主题和学问的课程资源众筹。因此，相对于网络资源的新，正式出版物的阅读可谓是不逊于教材审定的一种泛化教材别称。具体介绍以下几本与水处理相关的书：

《千变万化的气水书》由从小爱科普编委会编，是一本关于气体和液体的百科图书，书中介绍了各种各样的气体和液体。阅读提示：它集知识性、趣味性于一体，具有很强的可读性和欣赏价值。属于入门级的阅读。

《水：万物之源》是青少年科普馆丛书之一。阅读提示：学生通过阅读，可以系统了解水的起源及其变化、地下水的分布与特性、水循环与三水转换、影响降水的重要因素、水汽扩散与输送、径流的形成因素与影响等。

《青少年应该知道的水》属于青少年科普图书馆读物，介绍了矿泉水、矿物质水、蒸馏水、电解水、电离子水等。阅读提示：它主要是对水的诞生、形成、分类及其对人类的利弊、对环境的污染治理等的介绍和探索。

《小城镇水资源利用与保护指南》详细地描述了城镇用水的各项内容，从城市的水循环到乡村农业灌溉用水的循环及保护。阅读提示：它能帮助我们了解身边水环境的一般特点，有助于我们整理与之相匹配的初级治理思路。

《城市水环境规划治理理论与技术》系统、详细地讲述了城市用水及循环、污染防治。阅读提示：这是一本比较专业的技术图书，能帮助我们重构校园水道的整治方案，对接目前比较成熟的水环境处理技术选用和落地。

《污染生态化学》重点介绍了有关化学污染对土壤生态系统的影响及其机理、化学污染对水生生态系统的影响及其机理、化学污染对地下水和沉积物的生态影响及其动力学等内容。

3.互联网拓展阅读：社会是如何治理水污染的

从社会的视角来解析水环境治理的可能性与可行性，了解目前主要的解决之道是优化校园水道环境的重要环节。毕竟，就像校园水道的问题症结不只有自身因素一样，其改造方案也需要兼顾到影响标本的显性、隐性等多个层面的因素。广泛阅读有助于为校园建设设计师和校园生活师生群体提供多种优化或解决方案的范本。

自20世纪70年代以来，在地下水点源污染治理方面取得了很大的进展，且逐渐发展形成较为系统的地下水污染治理技术。地下水污染治理技术归纳起来主要有物理处理法（包括屏蔽法、被动收集法）、水动力控制法、抽出处理法、原位处理法、加药法、渗透性处理法、土壤改性法、冲洗法、射频放电加热法、生物处理法等方法。

4.游学课程：水源、水厂一日游

但凡涉及学校建设，无论是一草一木还是间接相关，都应当纳入到活的课程资源体系被选之列。尤其是在今天的大课程氛围下，我们更有必要借力校内外的各方环境，为学生提供从知识到视野、从结论到过程、从理性记忆到感性体验的多种教学手段的综合应用。因此，我们开设了游学课程。

游学长江青草沙水库的重点提示：作为我国目前（2012年）最大的江心水库，最大有效库容达5.53亿立方米，其拥有总长43公里的大堤，圈围近70平方公里的水面，相当于10个杭州西湖。水库工程包括青草沙水库及取输水泵闸、长江原水输水隧道、陆域输水管线及增压泵站等三大主体工程。

游学陈家镇自来水厂的重点提示：陈家镇水厂一期工程建设标志着崇明人民盼望已久的供水集约化建设正式拉开了帷幕。水厂规模为4万吨/日，远期扩建至12万吨/日。建成后对满足本县（也包括本校）日益增长的用水需求、加快推进供水集约化建设、改善供水水质等产生积极的影响。

游学上海自来水博物馆的重点提示：坐落于中国最古老的地表水源自来水厂——上海自来水市北有限公司杨树浦水厂内，上海市自来水科技馆展厅面积1000余平方米，分为“历史·源头”“现代·科技”和“未来·规划”三个展区。

5.批判思维实践课程：设计调查问卷

调查问卷，为启动研究项目提供了重要的佐证依据。这其中，如何设计问卷成了佐证能否成立的关键，因此，在设计调查问卷之前，我们有必要系统学习包括批判性思维在内的逻辑素养知识。有专家提出批判性思维包括12种基本技能，分别是：①识别中心论题或问题。②比较异同点。③确定哪些信息是相关的。④形成适当的疑问。⑤区别事实、观点和合理的判断。⑥检查一致性。⑦识别字里行间的假设。⑧识别原型和套话。⑨识别偏见、情感因素、宣传以及语义倾向性。⑩识别不同的价值系统和意识形态。识别材料的适当性。预测可能的结果。

经过师生的梳理、训练和实践，有关水处理的调查问卷包括：①不同水源、水质的满意度调查。②饮用水来源及未来趋势调查。③对校园水环境的现状评价。④您认为水环境需要改善的问题有哪些？⑤如果开展与环境相关的专题知识普及演讲，您最想要了解的内容有哪些？⑥您了解的水资源净化手段有哪些？⑦您希望校园水环境呈现的类型是什么？⑧您是否愿意加入校园水环境的管理志愿者队伍？⑨您期待改造后的校园水环境具备哪些功能？⑩您建议开设的相关课程是学科课程，还是短课程、讲座、沙龙？您希望在开课、开题过程中得到哪类专家的帮助？您愿意以个人身份还是集体成员来参与相关研究？

6.跨学科的水环境治理手段

由于本文重在帮助师生透过校园水道的主题、水环境处理的契机，形成对既有知识积累的融会贯通，以及内化知识与外展概念的相互砥砺；特别是要突破现有学科边界的深度束缚，把严谨有余、稍显与现实脱节的知识概念，回归到现实社会中并加以重新激活。因此，我们有必要让大家了解知识、实验、生产、创新之间存在千丝万缕的内在联系：城市污水处理技术历经数百年变迁，从最初的一级处理发展到现在的三级处理，从简单的消毒沉淀到有机物去除、脱氮除磷再到深度处理回用。

一级处理阶段：早期的处理方式主要采用石灰、明矾等进行沉淀或用漂白粉进行消毒。明代晚期，我国已有污水净化装置。但由于当时需求性不强，所以我国的生活污水仍以农业灌溉为主。1762年，英国开始采用石灰、金属盐类等处理城市污水。

二级处理阶段：包括有机物去除工艺、生物膜法、活性污泥法、脱氮除磷工艺、除磷工艺、脱氮工艺、A2O工艺、氧化沟工艺、两段法工艺、SBR工艺、脱氮除磷新工艺、ANAMMOX-SHARON组合工艺等。

三级处理阶段：以改善水质为要务。主要工艺有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等；膜处理技术主要有微滤（MF）、超滤（UF）、反渗透（RO）和膜生物反应器（MBR）技术。

7.实验室课程：装备先行

深度学习与传统学习最大的不同，就在于深度学习不仅有知识体系的支撑，还有技术、设备、工艺、产品和项目，乃至新兴产业的强大辅助，因此，谈深度学习离不开对教育装备武装的推介和配备。对于本设计而言，我们除了运用传统实验室的一般手段外，还需要添置相关的实验系统，从而组成事实上的特色实验室配置。部分仪器包括流动注射分析仪、底本底αβ测量仪、离子色谱仪、原子吸收分光光度计、非色散原子荧光光度计、气相色谱仪等。

8.科普类探究课程例举

“科普”，属不属于课程？能不能运用于教学常态？有没有可能实现“科普”与“新知”的合二为一？我们倾向于肯定。而这一共识的达成直接凸显出课程的特质元素，不仅有助于课程对个性化学习的呼应，更有利于我们不再到处贴标签似的注明哪里用到了深度学习的理念——事实上，究其“理念”的本意而言，就是一种泛在和渗透。

例如，自来水不能直接养鱼，为什么？这是因为自来水含氯。国家规定出厂的自来水要带有微量的余氯，以抑制输送过程中微生物的生长，保证饮用水安全。微量余氯对人体无任何影响，但对观赏鱼等小生物会有一定刺激作用，甚至会导致其死亡。

养鱼先养水的原理探究，包括晒水、困水、活性炭、曝气，以及热水器和烧水法的优缺点。因此，养鱼不适合全面换水。

9.自循环生态理念活用：鱼菜共生技术

今天的课改与以往最大的不同，就是对自我束缚的突破；换言之，课改的思想更接近于教育生态的整体把控，迁移生态范畴中有关自循环、自净化、自我修复的思想，有助于我们把敬畏自然、顺应自然和善待自然的意识植根于教育教学和课堂内外的实施过程中。

例如，养鱼种菜原本是两项分离的农业技术，但采用鱼、菜共生方法实现了两者之间的互作组合，形成了共同促进与效益叠加的效果，同时更重要的是，它是一项综合效益最高的纯有机耕作模式，种菜无须再施肥，养鱼无须常换水；是一种资源节省型的可循环有机耕作模式，鱼排泄的废水及饲料残渣是蔬菜生长的最好养料，而蔬菜的根系与微生物群落又是水质处理净化的最佳生物过滤系统，三者所建立的“植物—微生物—鱼”生态关系实现了养鱼种菜的可持续与循环，是生态农业中一种最完美的结合。

10.展望课程：预测综合水处理系统课程的未来

深度学习方兴未艾。目前的状况是，教育“这盘菜”已经被更多其他行业所关注，借助于机器智能的技术领先优势，传统教学需要以包容的心态去面对新技术的挑战和入驻，要坚守目前还客观存在的学校这块主阵地，善于接纳围墙内外的各种教育资源和教育元素，要以教育前辈的姿态去亲近晚辈，以虚心好学的心态向后来者请教、联盟。展望中的课程，包括与集团下属各校联手开展校园水道综合实践课程共研共享；与上海自然博物馆联手，谋求上海水生动植物养殖环境、历史的资源对接；与上海相关高校实验室联手，建构起课程与课题研究的校外专家群体；NGO案例——“根与芽”组织介绍；海外案例——纽约曼哈顿岛南端炮台公园的菜地；“都市农场”——帕萨迪纳的城市农场；明天经典——新纪元全生态校园水环境课程集群；等等。

● 智慧课堂可以这样建构

怎样将知识转化为智慧？怎样将传统课堂转变为智慧课堂？最有可能落地的模式之一，就是“高结构设计，低结构实施”。在这里，我们还想加上一句，高品质的课程同样也意味着“生态支撑+多维导引”。

1.高效课堂的思与行

通常，那些“目标指向鲜明，学生活动内容有严密的流程，教师作为组织者、调控者，控制整个活动走向和流程”的教学过程，被我们定位于“高结构”，它是以对象获得预期的行为变化为主要取向。反之，那些“目标比较模糊笼统，学生活动的过程比较自由，教师的控制比较间接和隐蔽”的教学过程被定位于“低结构”，它是以对象在活动过程中获得的经验为主要取向。之所以凸显课堂环境的高低结构特性，是因为教育对象本身是有着鲜活生命的个体，是有着巨大发展潜力的个体，这意味着只要有适当的环境它就会茁壮成长。与此同时，我们倡导“低结构”设计，还在于我们对课程设计重心的把握，已经超越了教材、教案、讲授、训练、考核这五大常规的限制，更多地注入了包括课程资源、课程手段、课程环境、课程体例以及课程的过程性发展评价系统这新五大元素的追求。

2.怎样做到高低结构结合

我们追求的课堂可以形象地被称为“眼高手低”，这是教师“眼里目标清晰，手中智慧灵动”的课堂形态。“眼高”是指高结构设计，即教师依据课程标准和单元目标对课堂教学目标有清晰定位与把握，对课堂内容呈现的时序和组织形态有完整的考虑，对课堂上学生可能出现的各种生成性问题有充分的准备。而“手低”是指低结构实施，即在方法和技术层面，体现教师对民主课堂教学氛围的营造、充满支持性和启发性的课堂教学环境的建构、课堂教学中对学生主体的尊重、对生成性问题的灵活把握、对课堂活动过程的充分投入等，教师尽可能采取低结构、开放式的教学方法。

“高结构设计”与“低结构实施”不是并列关系，前者是内隐的，指课前充分、周密的准备；后者是外显的，指课堂生动、鲜活的呈现。因此，高低结构的结合应遵循“预设于课前，生成在课堂”的原则，在课前，教师精心预设情境与载体，营造开放包容的氛围，追求“高处创设情境，低处留足空间”的规律，让学生不再被动地接受知识，而是积极地参与学习；让学生在“过程”中学会学习，通过自己的观察、体验和反思“生产”知识，从而实现对知识的学习、理解和运用，完成智识互转互通的过程。

3.生态支撑+多维导引

正如上海市教委组织编撰的《2014年上海基础教育信息化趋势蓝皮书》所言：“在21世纪的今天，技术自身走出了附属或辅助的‘角色，第一次走上了教育改革的最前沿，推广着一场更为深刻的变革，这样的变革将撼动长久以来的学校体系，将有可能颠覆学校原本的形态，从而带来教育最根本的结构性变革。”如果说，过去及至今天这几年的办学生态还围绕着微课程、翻转课堂、MOOCS、虚拟实验、电子书包等应用的话，那么接下来的发展，就如《2014年上海基础教育信息化趋势蓝皮书》中所预言的，“围绕实验生态的校园教学改革将呈现给我们一个完全不同于我们在课堂内能够预见的未来，传感器将成为实验生态无所不在的元素，生态化校园的所有环节都会成为课堂的有机组成部分，而结合可穿戴技术、信息学、脑科学、虚拟现实、增强现实、大数据、物联网等手段向教育的移植，就在眼前”。因此，校园建设规划一定要把眼光放远，因为技术的迭代速度一定会超越我们的想象，我们原本以为五年之后才有可能拥抱教育的应用，已在今天展开大规模的实验研发。我们所说的明天，极有可能会提前出现在今天下午的课堂中。因此，“生态支撑”“多维导引”必将成为校园建设、校本课程的最直接借力之处。

未来已来，只待流行……