自然科學(xué)類博物館中研究性學(xué)習(xí)的實踐探索_第1頁
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文檔簡介

1、自然科學(xué)類博物館中研究性學(xué)習(xí)的實踐探索【摘要】本文以水族達(dá)人訓(xùn)練營活動為例,從研究問題的提出、研究對象的選擇、研究 方法和過程的確定和實踐及研究資源的獲得等角度,探討博物館與研究性學(xué)習(xí)的關(guān)系,提 出基于博物館資源的研究情境的構(gòu)建。以組織開展研究性學(xué)習(xí)的角度,從參與學(xué)校研究性 學(xué)習(xí)實踐活動到建設(shè)博物館研究性學(xué)習(xí)實踐課程,拓展現(xiàn)有館校合作項目,深化博物館教 育的內(nèi)涵。【關(guān)鍵詞】自然科學(xué)類博物館;博物館課程;館校合作;研究性學(xué)習(xí)一、研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)涵研究性學(xué)習(xí),是個體仿照研究的過程來學(xué)習(xí) 知識,從而在掌握知識的同時,體驗、理解和應(yīng) 用研究方法,獲得研究能力的一種學(xué)習(xí)方式,簡 單說,就是個體以研究的方式

2、學(xué)習(xí)的過程回$針 對未成年人的研究性學(xué)習(xí),是學(xué)生在教師的指導(dǎo) 下,從自然、社會和生活中選擇和確定課題來進(jìn) 行研究,并在研究過程中去主動獲取知識、應(yīng)用 知識、解決問題的一種學(xué)習(xí)活動或課程由于 其與分科課程、講授式教學(xué)以及標(biāo)準(zhǔn)化測評等的 差異,受到廣泛關(guān)注,由高中學(xué)段逐漸向初中、 小學(xué)學(xué)段拓展。研究性學(xué)習(xí)倡導(dǎo)發(fā)揮學(xué)生的主體 意識和主動性,在研究實踐中提升學(xué)生的科學(xué)素 養(yǎng)和綜合能力,其中學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,知識 (包括描述性知識、程序性知識和策略性知識等) 的理解和應(yīng)用是學(xué)習(xí)的目標(biāo),研究是學(xué)習(xí)的過程, 這三部分在研究主題和研究過程中實現(xiàn)整合,具 備自主性、實踐性、過程性、情境性、問題性和 探究性等特點

3、。提到研究性學(xué)習(xí),常與探究性學(xué)習(xí)(hands- on inquiry based learning, HIBL) 產(chǎn)生聯(lián)系,二 者源于對探究學(xué)習(xí)(inquiry-earning)的理解并 拓展而來,有時未加以區(qū)分被視為同義詞而通 用,學(xué)習(xí)的內(nèi)容一般指向科學(xué)。但在中文語境 中,科學(xué)探究是指通過社會調(diào)查、實地觀察和 實驗等進(jìn)行猜想、假設(shè)、檢驗假設(shè)的實踐活動; 科學(xué)研究則指為了增進(jìn)人類的知識以及利用這 些知識去發(fā)明新的技術(shù)而進(jìn)行的系統(tǒng)的創(chuàng)造性 工作$前者是一種實踐體驗,后者具備職業(yè)屬 性。結(jié)合本土化的使用情境,前者普遍用于針 對未成年人學(xué)習(xí)的過程、方式以及教學(xué)法的教 育學(xué)范疇,后者普遍適用于成人的專

4、業(yè)性工作。 基于科學(xué)探究的探究式學(xué)習(xí)強調(diào)通過基于已有 認(rèn)知和生活經(jīng)驗(生活概念、準(zhǔn)科學(xué)概念)的 實踐活動促進(jìn)科學(xué)概念(包括科學(xué)知識概念和 科學(xué)本身的概念)的建構(gòu)和理解回,關(guān)注初級 認(rèn)知;而研究性學(xué)習(xí)更強調(diào)科學(xué)概念在對真實、 復(fù)雜問題分析、評價和創(chuàng)造中的應(yīng)用,強調(diào)高 級認(rèn)知。此外,二者在起點、過程、目標(biāo)等方 面均存在一定差異性,后文將詳述??紤]科學(xué) 研究的先進(jìn)性、模范性及學(xué)生與科學(xué)家從事探 究活動的共性罔,筆者認(rèn)為:在未成年人階段, 將研究和學(xué)習(xí)并列提出的研究性學(xué)習(xí)包含了科 學(xué)研究的全方面,需要具備一定的專業(yè)背景, 包括學(xué)科背景和能力背景(研究基礎(chǔ)或職業(yè)基 礎(chǔ)),還包括知識和能力的再習(xí)得,獲得判

5、斷、 分析和應(yīng)用的能力(研究能力或職業(yè)能力),體 現(xiàn)職業(yè)性、社會性和科學(xué)倫理等科學(xué)本質(zhì)中關(guān) 于科學(xué)事業(yè)的描述,是一種集考察探究、職業(yè) 體驗和社會參與為一體的綜合性學(xué)習(xí)體驗。二、博物館研究情境的創(chuàng)設(shè)2017年,教育部辦公廳推出首批204家全 國中小學(xué)生研學(xué)實踐教育基地,2018年增加了 377家$全部581家研學(xué)實踐教育基地中,105 家實踐基地名稱中含“博物館”,此外還包括多 家科技館、紀(jì)念館、陳列館、科普館等反7 $各 省市結(jié)合自身的實際情況,陸續(xù)搭建省、市級 的科普場館研學(xué)實踐平臺,場館作為研學(xué)實踐 基地建設(shè)的重要組成部分,開發(fā)、組織和實施 了眾多研究性學(xué)習(xí)實踐活動和課程,通過教育 部門和

6、學(xué)校有計劃地組織安排,以館校結(jié)合方 式開展的研究性學(xué)習(xí)實踐,是學(xué)校教育和校外 教育銜接的創(chuàng)新形式,成為博物館教育活動的 形式之一 $為充分理解博物館研究性學(xué)習(xí)活動的內(nèi)涵和 特點,本文以北京自然博物館“水族達(dá)人訓(xùn)練 營”活動為例,對基于博物館資源開展研究性學(xué) 習(xí)實踐活動的內(nèi)容設(shè)計和形式組織進(jìn)行了探索。(-)“水族達(dá)人訓(xùn)練營”活動簡介“水族達(dá)人訓(xùn)練營”是北京自然博物館依托 展廳資源一水生生物廳,結(jié)合義務(wù)教育生 物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),參考以大概念理念進(jìn)行科學(xué) 教育設(shè)計和實施的面向初中一、二年級學(xué)生, 以館校結(jié)合方式開展的研究性學(xué)習(xí)活動(見表 1)。活動以初中生物學(xué)的學(xué)科核心概念和 內(nèi)容為主體,結(jié)合可操作性和

7、可實現(xiàn)性,從 “如何養(yǎng)活一缸觀賞魚”出發(fā)組織開展?;顒尤?流程共分九個階段,根據(jù)需要分別在博物館和 學(xué)校完成,每一階段從知識技能、過程方法和 情感態(tài)度價值觀角度,設(shè)置了階段性目標(biāo)供活 動組織者設(shè)計表現(xiàn)性評價標(biāo)準(zhǔn)(見表2)。本項活動的靈感來源于博物館和學(xué)校教師的 交流(館校合作的出發(fā)點),從校園內(nèi)的真實問 題出發(fā)(階段九),結(jié)合博物館資源條件向上拓 展延伸形成活動整體。活動選擇的研究對象、 研究內(nèi)容、研究方法以及研究過程等符合參與 者的知識水平、智力水平和能力水平,問題的 提出、過程的執(zhí)行和結(jié)果的實現(xiàn)能夠由學(xué)生直 接接觸、快速學(xué)習(xí)并親身實踐,確保學(xué)生在過 程中的真實參與和理解,學(xué)習(xí)維度中+表示

8、各個維度之間的直接遞進(jìn)關(guān)系“回憶+理解 表示對已有科學(xué)概念(生物多樣性)的回憶并 理解現(xiàn)實情境(水族館中的生物多樣性),“回 憶+記憶+理解”表示回憶已有科學(xué)概念、記憶 新內(nèi)容及對新內(nèi)容的理解$根據(jù)活動需要,結(jié) 合化學(xué)、物理、工程實踐等內(nèi)容,在真實性任 務(wù)中實現(xiàn)跨學(xué)科整合$學(xué)生在一個學(xué)期內(nèi),圍繞一個研究問題拆分 形成九個階段或單元開展深度學(xué)習(xí)和實踐,知 識和能力不斷遞進(jìn)和累積,滿足了研究的過程 性,也體會了研究工作的單調(diào)、枯燥,以及在 團隊合作和分工過程中需要承擔(dān)責(zé)任等情感、 態(tài)度、價值觀內(nèi)容?;顒幼詈蟮拈_放性任務(wù)和 實踐性任務(wù),重新將研究過程整合并遷移,屬 于活動效果評價的一部分$長時間、多

9、次的連階段活動內(nèi)容課時學(xué)習(xí)維度一1.水族館內(nèi)多樣的魚2回憶+理解2.水族館的幕后工作回憶+理解3.布置養(yǎng)魚任務(wù),在實踐中試錯(生活經(jīng)驗)應(yīng)用+判斷二1.分享養(yǎng)魚的實踐過程和結(jié)果2回憶+交流+表達(dá)2.借助卡牌游戲理解魚類特征與環(huán)境的關(guān)系回憶+記憶+理解三1.魚類生存所需的生物因素和非生物因素2回憶+記憶+理解2.觀賞魚生存所需的生物因素和非生物因素回憶+記憶+理解3.水質(zhì)檢測及人工調(diào)控記憶+理解+應(yīng)用四1.結(jié)合觀賞魚生活的環(huán)境因素,了解一套完善的水族箱需要建 立的物理、生物系統(tǒng)并搭建2記憶+理解+應(yīng)用2.觀賞魚轉(zhuǎn)入技術(shù)及原理,日常養(yǎng)護技術(shù)及原理記憶+理解+應(yīng)用五觀賞魚日常養(yǎng)護、觀察、檢測和記錄4

10、應(yīng)用+分析+判斷六1.分享實踐過程2交流+表達(dá)2.解剖和診斷分析死亡原因記憶+理解+應(yīng)用七觀察細(xì)菌、真菌、寄生蟲,了解抗生素等知識并應(yīng)用于觀賞魚的治療2記憶+理解+應(yīng)用+判斷八抽取一種水生生物,忽略經(jīng)濟因素,制定飼養(yǎng)計劃作業(yè)回憶+遷移+創(chuàng)造九完善學(xué)校的校園環(huán)境,針對現(xiàn)有設(shè)施提出改進(jìn)意見,并開展實踐回憶+遷移+創(chuàng)造表1“水族達(dá)人訓(xùn)練營”研究性學(xué)習(xí)實踐課程主要內(nèi)容表2階段三學(xué)習(xí)目標(biāo)階段問題影響魚類生活的生物因素和非生物因素?影響觀賞魚(三湖慈鯛)生活的生物因素和非生物因素?觀賞魚生活所需要的水質(zhì)條件?活動材料學(xué)生自帶水樣(養(yǎng)殖缸內(nèi)的水或野外采集)、自來水、礦泉水和水族館中水樣。溫度計、光 學(xué)鹽度計

11、、電子pH計、氨氮快速檢測試劑盒、亞硝酸鹽快速檢測試劑盒、余氯快速檢測試 劑盒、魚樂寶等?;顒幽繕?biāo)知識技能:結(jié)合生活經(jīng)驗和學(xué)習(xí)積累,參考水族館的情境,列舉、說明和解釋影響魚類生 存的生物因素和非生物因素并將相關(guān)概念在自然條件和養(yǎng)殖條件間遷移;可以列舉不同 水樣的理化指標(biāo),分析觀賞魚養(yǎng)殖過程中水體理化指標(biāo)的變化,推斷產(chǎn)生變化的原因; 過程方法:使用溫度計、光學(xué)鹽度計、電子pH計、氨氮快速檢測試劑盒、亞硝酸鹽快速檢 測試劑盒、余氯快速檢測試劑盒等手段對不同水體進(jìn)行檢測,得出數(shù)據(jù)并比較分析得出 結(jié)論;嘗試不同理化指標(biāo)水的調(diào)制;情感態(tài)度價值觀:生物需要特定的生存條件,保護物種多樣性需要人類和自然的和諧

12、相 處;技術(shù)的進(jìn)步推動人類從經(jīng)驗走向科學(xué)的科學(xué)本質(zhì)觀$續(xù)活動,保證了學(xué)習(xí)的深度和廣度及目標(biāo)的實 現(xiàn),但也占用了大量的校內(nèi)課時,對學(xué)校(特 別是中學(xué)階段)的教學(xué)計劃和組織提出了挑戰(zhàn)。(二) “水族達(dá)人訓(xùn)練營”中的研究情境 創(chuàng)設(shè)基于自然、生活和社會提出研究性問題,確 定研究對象、組織研究內(nèi)容,選擇研究方法, 在過程中實踐、分析、判斷,共同組成了研究 性學(xué)習(xí)的研究情境。在研究情境中,學(xué)生是具 備能力背景的“研究者”(研究基礎(chǔ)),活動組 織者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者、監(jiān)督者和評價者,博物館 資源(實物、文字、圖片、人員等)是知識和方法的提供者,學(xué)生通過真研究、真實踐,將 知識和方法的習(xí)得、能力的提高融入具體的應(yīng)

13、用、遷移、分析和判斷等研究實踐中(職業(yè)能 力)“水族達(dá)人訓(xùn)練營”活動借助博物館的多種資源,從以下幾個方面為研究性學(xué)習(xí)的開展 創(chuàng)設(shè)了研究情境:研究問題的提出和研究對象的選擇研究性學(xué)習(xí)實踐,學(xué)生主體性和自主性的體 現(xiàn)需要學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、智力水平與研究的內(nèi) 容和環(huán)境條件相匹配$因此,研究問題應(yīng)來源 于自然、社會和生活等身邊事物,通過對真實 世界的觀察和思考引發(fā)問題并確定研究對象, 能讓學(xué)生通過實踐解決復(fù)雜問題,研究的對象 和內(nèi)容(或主要對象和內(nèi)容)應(yīng)該可直接獲得、 接觸和理解$本活動通過階段一的“試錯”,保 證學(xué)生的生活經(jīng)驗和生活實踐位于同一起點, 自主發(fā)現(xiàn)問題和提出問題,確定和理解研究對 象,并將

14、研究問題與研究對象和博物館資源建 立聯(lián)系。在完全開放的條件下,如何將問題的 提出限定在一定范圍、環(huán)境和條件下,而非天 馬行空,需要組織者的智慧。本活動的試錯過 程雖是教師設(shè)計安排的,但學(xué)生在試錯中聚焦 和確認(rèn)問題,仍能感到自己發(fā)現(xiàn)并提出問題的 成就感,從而實現(xiàn)學(xué)生的自主性$后續(xù)研究問 題的回答需要基于學(xué)生過往學(xué)習(xí)經(jīng)歷中對生物 個體、生物與環(huán)境、生物與能量等科學(xué)概念的 理解及其他綜合實踐能力,體現(xiàn)學(xué)生具備研究 基礎(chǔ)。研究方法和研究過程的確定和實踐研究方法包括觀察法、調(diào)查法、實驗法、文 獻(xiàn)法、實踐法、思辨法等$在研究性學(xué)習(xí)過程 中,根據(jù)具體的研究問題和內(nèi)容,可供選擇的 學(xué)習(xí)和實踐方法是多樣的$在“

15、水族達(dá)人訓(xùn)練 營活動中,學(xué)生基于實驗和實踐,進(jìn)入水生 館的真實情境,將博物館資源作為“參考文 獻(xiàn)”,通過閱讀文字、圖片等“文獻(xiàn)學(xué)習(xí)獲得 信息,通過訪談、觀察等直接借鑒博物館從業(yè) 者(飼養(yǎng)員)的工作經(jīng)驗,并結(jié)合生活實踐、 學(xué)科知識,分階段解決問題,在博物館科學(xué)教 師的講授、指導(dǎo)(調(diào)查法)下快速掌握信息、 提升能力,多種方法合力推動研究進(jìn)程,從而 促進(jìn)研究問題的解決$以本活動中探究三湖慈 鯛的生存環(huán)境為例,學(xué)生基于已有認(rèn)知和生 活經(jīng)驗”,可以作出溫度、陽光、空氣等環(huán)境因 素具有影響力的假設(shè)(科學(xué)探究),但并不具備 提出和探究水環(huán)境(包括氨氮、亞硝酸鹽等理 化因素和具體指標(biāo))以及最適溫度、pH值等內(nèi)

16、 容具體影響的能力,而需通過“文獻(xiàn)研究”、調(diào) 查、訪談等方法快速獲得科學(xué)信息,并在實踐 和實驗中具體應(yīng)用、分析和判斷,從而實現(xiàn)研 究過程(科學(xué)研究)。通過直接講授、設(shè)備操 作、閱讀和理解展覽內(nèi)容以及對話經(jīng)驗從業(yè)者 獲取間接經(jīng)驗等等,學(xué)生可以將多數(shù)研究方法 應(yīng)用在自己的研究中,并在研究實踐過程中不 斷作出分析、判斷、重復(fù)、調(diào)整等。同理,科 學(xué)家通過文獻(xiàn)研究,結(jié)合專業(yè)背景,提出具體 研究方法并通過實踐檢驗研究的過程,體現(xiàn)了 研究性學(xué)習(xí)在高級認(rèn)知學(xué)習(xí)過程中的教育價值$研究資源的獲得在研究性學(xué)習(xí)活動中,涉及研究對象、實驗 材料、儀器等多種研究資源,研究資源要符合 現(xiàn)實可獲得性。義務(wù)教育階段,特別是以國

17、家 課程、地方課程或校本課程為基礎(chǔ),針對學(xué)生 開展的學(xué)習(xí)內(nèi)容,應(yīng)具有普適性,即全體學(xué)生 能夠參與并完成$選擇的研究方法,研究對象, 過程中所需的各類材料、儀器,應(yīng)由課程的組 織者提供支持,并符合學(xué)生的能力水平,保證 學(xué)生能理解和駕馭。活動目標(biāo)指向的不是研究 成果,而是過程中的高級認(rèn)知,因此不強調(diào)獲 得突破性、創(chuàng)新性的研究成果$此外,個性化 的需求和內(nèi)容(如大型儀器設(shè)備、大額資金投 入),更適合個體的深入學(xué)習(xí),例如個別學(xué)生的 個別活動,但缺乏普遍意義$博物館作為公益 性社會教育機構(gòu),一方面,大多數(shù)向公眾免費 開放;另一方面,基本陳列的形式和內(nèi)容及其 深度、廣度經(jīng)過廣泛的觀眾調(diào)查和專業(yè)策劃, 可以

18、滿足不同年齡和知識結(jié)構(gòu)的觀眾,兩方面 合力保證了博物館資源的普適,I生“水族達(dá)人訓(xùn) 練營的活動設(shè)計,通過博物館的基本陳列、 工作人員的參與,結(jié)合博物館簡易、快捷、高 效、易得的學(xué)習(xí)資源,從而使得研究性學(xué)習(xí)內(nèi) 容具有普適性$三、研究性學(xué)習(xí)課程實踐對館校合作 的啟示(-)基于博物館資源的研究性學(xué)習(xí)實踐為 館校合作提供了新的思路博物館包括現(xiàn)象類博物館和物質(zhì)類博物館, 前者以現(xiàn)象的再現(xiàn)為主體,后者以物的呈現(xiàn)為 主體國。自然科學(xué)類博物館,區(qū)別于科學(xué)中心, 本質(zhì)上更偏向于物質(zhì)類博物館。它借助陳列, 通過對實物的呈現(xiàn),輔以圖片、文字和多媒體 等多種動、靜態(tài)展現(xiàn)形式,客觀陳述了特定主 題的基本信息、價值判斷、

19、研究成果等內(nèi)容, 呈現(xiàn)史實、證據(jù)、結(jié)論、現(xiàn)象、過程、爭議等, 突出真實性和科學(xué)性,具備作為“科學(xué)文獻(xiàn) 或“文獻(xiàn)綜述”的價值。作為服務(wù)于科學(xué)傳播 和科學(xué)普及的社會教育資源,展覽內(nèi)容的科普 化表達(dá),使之成為一種區(qū)別于專業(yè)論文、經(jīng)過 “科普翻譯”、更容易被理解的“科學(xué)文獻(xiàn)”,是 未成年人或非專業(yè)人士獲取信息并對信息進(jìn)行 篩選、整合、關(guān)聯(lián)、加工處理的優(yōu)良載體,同 時有助于培養(yǎng)未成年人面對博物館等社會資源 的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)能力,助力其終身學(xué)習(xí)$針對已具備一定科學(xué)概念和科學(xué)思維的未成 年人,重視歷史資料,應(yīng)用已有科學(xué)概念,結(jié)合 他人研究成果,學(xué)習(xí)新內(nèi)容并將學(xué)習(xí)經(jīng)驗遷移, 進(jìn)而應(yīng)用、分析、判斷、評價,開展實

20、踐、進(jìn)行 驗證、提出質(zhì)疑,甚至開展發(fā)明創(chuàng)新的研究性學(xué) 習(xí),實現(xiàn)對“科學(xué)是基于證據(jù)的”科學(xué)本質(zhì)觀的 理解,提升高階認(rèn)知,是研究性學(xué)習(xí)的價值體現(xiàn)。 博物館中標(biāo)本收藏、科學(xué)研究、展覽陳列的“文 獻(xiàn)價值”為未成年人的科學(xué)研究提供了 “肩膀 和“腳手架”,提高了起點,提供了支撐,提升 了效率,與學(xué)校的研究性學(xué)習(xí)實踐活動相呼應(yīng), 可以為館校結(jié)合提供新思路。(二)充分理解研究性學(xué)習(xí),組織開展有教 育意義的館校合作研究性學(xué)習(xí)實踐近些年,博物館行業(yè)結(jié)合自身優(yōu)勢資源和特 色資源,特別是參考課程標(biāo)準(zhǔn),引入教育學(xué)理 念和教育方法,借助基于問題(項目、實踐等) 的學(xué)習(xí)、5E教學(xué)法等,設(shè)計和組織開展了多樣 化的優(yōu)質(zhì)場館教

21、育活動和教育課程內(nèi)容,價值 不斷提升。但區(qū)別于傳統(tǒng)的場館教育活動,研 究性學(xué)習(xí)活動從研究情境的構(gòu)建,主題的選擇、 內(nèi)容的設(shè)計、過程的實施到教育目標(biāo)的實現(xiàn)等 均對博物館提出了更高的要求,不能簡單理解 為教育活動的疊加和拼湊,而應(yīng)是圍繞一個主 題的系統(tǒng)性、綜合性、漸進(jìn)式的學(xué)習(xí)過程(全 環(huán)節(jié)),或者是基于學(xué)校研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容整 體,完成內(nèi)容整體中的一個或幾個環(huán)節(jié)(部分 環(huán)節(jié)),兩種方式代表了利用博物館資源開展研 究性學(xué)習(xí)中場館和學(xué)校之間關(guān)系的不同維度$全環(huán)節(jié)參與的研究性學(xué)習(xí)活動基于場館中的 藏品、展示和研究等特色資源,重點關(guān)注博物 館中研究情境的可實現(xiàn)性,為學(xué)生提供提出研 究問題、搜集和篩選研究信息、確定研究對象、 實踐研究方法、體驗研究過程、得出研究結(jié)論 的全流程$博物館中的資源要能夠提供完善的 內(nèi)容鏈條,呼應(yīng)研究問題,內(nèi)容的選擇要參考 和結(jié)合學(xué)校的教學(xué)計劃,實現(xiàn)館校結(jié)合,如 “水族達(dá)人訓(xùn)練營”活動。部分環(huán)節(jié)參與的研究性學(xué)習(xí)活動可僅選擇研 究性學(xué)習(xí)課程整體中的一個或幾個環(huán)節(jié),博物 館作為資源提供者參與其中,重點發(fā)揮和利用 博物館的“文獻(xiàn)”價值。以開展生物多樣性的 研究性學(xué)習(xí)為例,學(xué)校制定教學(xué)內(nèi)容和計劃, 可以利用自然博物館中的相關(guān)展示內(nèi)容,結(jié)合 藏品和展品中蘊含的地理區(qū)域性特征,綜合提 取便于研究性學(xué)習(xí)開展的信息、內(nèi)容和形式, 為學(xué)生研究校園、社區(qū)或公園中的生物多樣性 提供支撐$以上

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