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摘要：为了能让青少年亲身体验环保实践的快乐，认识到水环境对人类生存的重要性。本文设计并开发一个基于水生物的水环境监测与保护的科普移动应用，旨在指导青少年在科普实践活动中学习利用水生物指标评价水质和水体污染的方法和知识。借助科普移动应用的优势，鼓励他们回到大自然去观察水体污染对水生物和生态系统的影响，学习水环境保护知识，树立正确的环境保护信念。
关键词：水质监测；环境保护；科普；移动应用
本文引用格式：曹阳,等.面向拓展性实践活动的水环保科普移动应用开发[J].教育现代化,2019,6(16):145-148.
全球生态环境日益恶化，水体污染问题是当今最受关注的环保问题之一。面向青少年的环保科普工作是提高青少年的环保素质和环保意识的重要举措。然而国内传统的科普教育活动形式单一，渠道有限，趣味性不足[1]，不能充分调动学生学习的积极性。对于当代青少年环保行为的调查发现，青少年参与环保活动的能力总体水平偏低。由于缺乏参与性，使青少年对于环保的认识产生了局限性，进而导致其环保行为的缺乏[2]。
实践是最好的科普[3]。西方科普之所以做得比较好，一个很重要的原因就在于这些国家以实践体验为依托的常态化做法，将科学知识与实践探索融会贯通，可以激发青少年对科学发展的浓厚兴趣，形成了科学普及与实践体验的良好氛围[4]。
为了能让青少年亲身体验环保实践的快乐，认识到水环境对人类生存的重要性，本文采用移动互联网与科普相结合的新模式，设计并开发了一个基于水生物的水环境监测与保护的科普移动应用，指导青少年参与水环境监测的拓展性科普实践活动，鼓励他们回到大自然去观察水体污染对水生生物和水生态系统的影响，学习水环境保护知识，树立正确的环境保护信念。
一 水环保科普移动应用的需求分析
为了能够有效地保障和引导学生开展水环保的拓展性实践活动，水环保科普移动应用应该具备以下几点功能和特性。
（一）可行和有效的安全指引
安全是实施拓展性科普实践的最重要原则。因为科普实践活动是在郊外，移动应用应该及时提供可行和有效的安全指引，例如在地图上标注安全的可涉水溪流，介绍安全操作须知和应急措施等，帮助教师排查安全隐患，确保学生人身安全。
（二）实用简易的操作指导
底栖无脊椎动物作为水生态系统的重要组分，其优势种类、种群结构、生物量等参数可以反应环境因子的长期变化，是目前最理想的水质生物监测指标[5]，也是科普实践活动中采集的主要水生物。为了满足青少年的科普教育需求，移动应用应该以实用简易的操作步骤指导学生进行捕捞和鉴别溪水中的水生物，并生成科学易懂的水质报告。通过让学生亲自监测水质，引导学生去了解水环境的状况，在提高保护水环境意识的同时，锻炼他们的实践能力。
（三）生动有趣的科普教学内容
兴趣是最好的老师。科普移动应用中的核心教学内容要同时注重真实可靠性和丰富有趣性，多使用图片和视频的形式，增加知识的可阅读性和可理解性，增强科普知识与现实生活的联系，让学生在轻松快乐的情景下学习水环保知识，提升环保意识。
二 系统设计与实现
水环保科普移动应用的核心目标是指导用户进行基于水生物的水质监测，具体的操作步骤如图1所示。首先，用户参照图示或文字说明捕捞待检测水域的生物，然后将采集的生物根据其特征外形进行分类并记录。移动应用根据用户鉴别的生物种类和预设的判定规则，生成待检测水域的水质报告。
为了兼顾水环保科普和实践活动的需求，科普移动应用主要分为水科普知识、水生物采集指引、水生物鉴别、水质报告、个人中心、系统信息六个功能模块，如图2所示。
（一）水科普知识
该模块主要是以生动的形式展示水环境保护和水生物水质监测的科普知识。通过搜索框，用户可以检索感兴趣的内容并进行收藏，所有收藏内容显示在个人中心模块。
（二）水生物采集指引
该模块主要是通过连贯的图片演示和详细的文字描述，指导用户如何选址，如何采集目标水域中的水生物等，如图3所示。
（三）水生物鉴别
该模块实现了水环境监测中底栖动物种类的在线对比和识别辅助。科普移动应用访问后台数据库中底栖无脊椎动物的图谱特征数据，如图4所示，为用户提供不同种类底栖动物的图片和鉴别方法，如图5所示。
（四）水质报告
该模块根据用户在监测点采集的水生物样本种类和数量，依据Izaak Walton League提出的水质生物评价方法[6]生成该水域的水质健康报告，如图6所示。
（五）个人中心
该模块包含登录、注册、以及登录成功后显示个人信息等功能。个人信息记录了用户收藏的科普知识，用户参与科普活动的轨迹、拍摄的图片和撰写的心情札记等。该模块还提供了社交和分享功能，可以实现好友之间的交流和互动，吸引更多的青少年关注水环境的保护。
（六）系统信息
该模块包含移动应用的系统信息，如作者和版本信息、用户意见反馈等。
三 基于移动应用的科普教学设计
青少年群体大脑活跃，喜欢动手，接受能力强，而纯粹的科学普及有时候显得比较单调呆板，因此，针对青少年的科普需以实践体验为依托，用一些更加直观的实践体验传授水环境保护知识。为了能让青少年亲身体验环保实践的快乐，认识到水环境对人类生存的重要性，基于移动应用的水环境科普实践教学活动可以分为以下几阶段开展。
（一）宣传发动阶段
运用有效的宣传工具和渠道广泛进行宣传推广活动，让学生了解水环境保护对人类生存的重要意义，树立正确的环境保护信念。
（二）活动阶段
指导老师基于安全方便的原则，选择组织拓展性科普实践活动的地点和涉水溪流，准备采集和存放水生物的工具。学生在老师的带领下，走出户外，并通过科普移动应用的引导，学习水质监测的方法和步骤，参与水生物的采集、识别、样本数据记录的过程。
学生将记录的水生物采集数据上传到移动应用后台服务器，系统依据水质生物评价方法生成该水域的水质健康报告，让学生进一步了解水体污染对水生生物和水生态系统的影响。
（三）总结阶段
实践活动结束后，学生和学生之间、学生和老师之间交流心得，撰写科普实践活动的总结报告，并通过科普移动应用进行分享和交流。
四 结论
水环保科普移动应用通过新颖的形式设计、丰富的精美图片、探索性的引导步骤，指导学生参与水环境监测的拓展性科普实践活动，传播水环境科普知识。
学生借助科普移动应用，实现了对科学实验的参与，也学会了科学调查研究的基本方法。通过回归大自然观察水体污染对水生物和水生态系统的影响，激发了保护水环境的热情，有助于树立正确的环境保护信念。
参考文献
[1]远新蕾.青少年科普教育活动的实践与探索[J].才智,2017(30):138.
[2]孙蕾.环保科普基地建设模式探讨[J].管理观察,2017(18):68-70.
[3]钧声.实践是最好的科普[N].解放军报,2017-04-22(004).
[4]邵天骏.科普需以实践体验为依托[N].科技日报,2017-05-12(008).
[5]戴纪翠,倪晋仁.底栖动物在水生生态系统健康评价中的作用分析[J].生态环境,2008,17(05):2107-2111.
[6]Middleton J V.The Stream Doctor Project:Community-Driven Stream Restoration:Through the SOS program,the Izaak Walton League is working to increase public awareness of water pollution issues and to build an active network of watershed stewards to monitor and restore community streams and rivers[J].AIBS Bulletin,2001,51(4):293-296.
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