用探究式教學(xué)理論指導(dǎo)地質(zhì)研學(xué)旅行課程的設(shè)計

龔淼 鐘琦

摘 要 由湖南省地質(zhì)博物館發(fā)起組織的“微路客地質(zhì)探索研學(xué)游”地質(zhì)研學(xué)旅行是面向在校中小學(xué)生開展，在探究性教學(xué)理論指導(dǎo)下采用研究性學(xué)習(xí)和地學(xué)課程體驗相結(jié)合的校外教育活動模式，旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神的教育宗旨。研學(xué)課程內(nèi)容的設(shè)計緊密結(jié)合中小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)目標，遵循青少年身心發(fā)展規(guī)律，根據(jù)主題選定多個地質(zhì)科普實踐點，運用情境學(xué)習(xí)、PBL教學(xué)法、問題教學(xué)法、多感官教學(xué)法等多種探索性教學(xué)方法，較好地實現(xiàn)了地質(zhì)研學(xué)的預(yù)期目標，亦可為其他教學(xué)機構(gòu)完成此類主題研學(xué)課程設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞 地質(zhì)科普研學(xué) 探究式教學(xué) 青少年

0 引言

2016年12月19日，教育部等11個部門聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于推進中小學(xué)生研學(xué)旅行的意見》，對我國一些教育機構(gòu)組織的研學(xué)旅行進行了定義：“中小學(xué)生研學(xué)旅行是由教育部門和學(xué)校有計劃地組織安排，通過集體旅行、集中食宿方式開展的研究性學(xué)習(xí)和旅行體驗相結(jié)合的校外教育活動，是學(xué)校教育和校外教育銜接的創(chuàng)新形式，是教育教學(xué)的重要內(nèi)容，是綜合實踐育人的有效途徑?！毖袑W(xué)旅行的推行應(yīng)在教育性、實踐性、安全性和公益性四個原則下，積極打造一批示范性研學(xué)旅行精品線路，逐步形成布局合理、互聯(lián)互通的研學(xué)旅行網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)小學(xué)、初中、高中不同學(xué)段的研學(xué)旅行目標，有針對性地開發(fā)自然類、歷史類、地理類、科技類、人文類、體驗類等多種類型的活動課程。

隨著相關(guān)文件的頒布以及一系列政策的出臺，各地科研院所、學(xué)校、博物館以及教育機構(gòu)等紛紛結(jié)合自身優(yōu)勢開展研學(xué)旅行的實踐探索，試圖將研學(xué)與中小學(xué)學(xué)科教育有機融合，最大程度地利用社會資源進行研學(xué)課程的開發(fā)，并通過研學(xué)課程的體驗有效補充學(xué)校教育的局限性。

1 國內(nèi)研學(xué)旅行課程開發(fā)的現(xiàn)狀

近年來，在國家相關(guān)政策指導(dǎo)下，全國各類主題的研學(xué)基地、研學(xué)旅行試驗區(qū)如雨后春筍層出不窮，各地都進行了研學(xué)旅行產(chǎn)品開發(fā)的實踐，積累了諸多有益經(jīng)驗。研學(xué)課程的開發(fā)，有的是由學(xué)校主導(dǎo)的校本課程設(shè)計，也有的是由研學(xué)基地開發(fā)的主題研學(xué)線路，提出了以主題串聯(lián)研學(xué)內(nèi)容，形成立體式研學(xué)網(wǎng)絡(luò)[1]。從引入教學(xué)理論角度來講，部分研學(xué)課程主張以“探究式”的學(xué)習(xí)方式開展主題研學(xué)，分為在校集中研討、集中外出研學(xué)、小組分散考察、個體研究4種形式[2];有的引入了PBL（Problem-Based Learning method，縮寫PBL）教學(xué)法，按照“創(chuàng)設(shè)情境—提出問題—分析問題—形成假設(shè)—設(shè)計活動—制定計劃—合作探究—驗證假設(shè)—形成報告—匯報交流”流程進行實施[3];也有主張基于UbD模式進行研學(xué)課程設(shè)計，從預(yù)期結(jié)果、評估依據(jù)、學(xué)習(xí)計劃三個階段建構(gòu)，設(shè)計指導(dǎo)研學(xué)實踐活動[4]，為研學(xué)課程的設(shè)計提供了較好的思路和參考。

2 研學(xué)旅行課程的設(shè)計思路

長期以來，現(xiàn)代課程體系以學(xué)科進行劃分，存在割裂知識的完整性、知識的去情境化、限制學(xué)生全面而有個性的發(fā)展等問題，這也是研學(xué)旅行產(chǎn)生與發(fā)展的真正內(nèi)部原動力[5]。研學(xué)旅行產(chǎn)品設(shè)計雖然是新生事物，但需與學(xué)校的學(xué)科教育緊密結(jié)合，不僅要對接《課標》，還需貫徹《課標》先進的教育理念與教學(xué)方法，不但有效地保障研學(xué)課程的順利進行，而且通過研學(xué)實踐體驗來彌補學(xué)科教育的不足。

2017年頒布的《小學(xué)科學(xué)課程標準》中提出“倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)”，強調(diào)小學(xué)科學(xué)課程作為一門實踐性課程，應(yīng)突出創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生提供更多自主選擇的學(xué)習(xí)空間和充分的探究式學(xué)習(xí)機會。同時，課程目標圍繞“科學(xué)知識”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度”“科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境”4個方面提出了具體要求，即四維教學(xué)目標。在開發(fā)自然科學(xué)主題的研學(xué)課程時亦可參考該教學(xué)理念，深入分析不同研學(xué)環(huán)境的特點，有針對性地采用相應(yīng)的教學(xué)方法進行課程實施。研學(xué)旅行課程的設(shè)計思路可從以下幾個方面展開：一是以一個研學(xué)主題為主線突破單個基地的限制進行課程串連;二是以創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境為標準，盡量設(shè)計知情類、體驗類、科普類、互動類等項目[6];三是根據(jù)研學(xué)場地的特點引入教學(xué)理論，設(shè)計與《課標》相配套的研學(xué)課程。

3 研學(xué)旅行案例分析

湖南省地質(zhì)博物館開發(fā)的研學(xué)課程圍繞湖南省自然資源科普宣傳主題，密切結(jié)合小學(xué)《科學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容。本文以湖南省地質(zhì)博物館“微路客地質(zhì)探索研學(xué)游（郴州站）”中多項研學(xué)課程的教學(xué)方法應(yīng)用展開探討，希冀為其他機構(gòu)開展該類主題研學(xué)課程設(shè)計提供參考。

3.1 確定研學(xué)主題及地點

湖南省地質(zhì)博物館是湖南省唯一的一座省級自然科學(xué)博物館，在全省自然資源科普宣傳方面有著義不容辭的職責(zé)。從場館職能和人才優(yōu)勢方面分析，在研學(xué)產(chǎn)品主題選擇時，應(yīng)優(yōu)先考慮以自然資源省情的科普推廣，深化中小學(xué)生對于自然、家鄉(xiāng)、家國的認識與理解，從而在現(xiàn)實層面促使愛國主義意識的培養(yǎng)。地處郴州市境內(nèi)的飛天山國家地質(zhì)公園，發(fā)育有典型的紅色丹霞地貌，相鄰資興市的含煤地層中含有豐富的植物化石。此外，郴州市還擁有一座有色金屬專題博物館。鑒于以上地質(zhì)資源優(yōu)勢，研學(xué)旅行產(chǎn)品的選題確定為“湖南省地質(zhì)資源探秘”主題，串聯(lián)起飛天山國家地質(zhì)公園、資興市煤礦、郴州世界有色金屬博物館3個科普點，規(guī)劃為3天2晚的地學(xué)科普研學(xué)路線。

3.2 確定目標人群

湖南省的地質(zhì)資源豐富，本次選定的研學(xué)路線中有典型的丹霞地貌景觀、展示湖南省礦產(chǎn)資源特色的郴州世界有色金屬博物館和古植物化石產(chǎn)地。對照省內(nèi)小學(xué)《科學(xué)》教材，在湖南少年兒童出版社出版的六年級上冊《科學(xué)》教材“地球變化的奧秘”章節(jié)中介紹了巖石的變化、走進礦產(chǎn)等知識;教育科學(xué)出版社出版的五年級上冊《科學(xué)》教材中包括了“地球表面的變化”、六年級下冊中有“環(huán)境和我們”“生物的進化”章節(jié);湖南少年兒童出版社出版的五年級上冊《科學(xué)》教材選入了“我們的家園——地球”章節(jié)。鑒于參與的學(xué)生需要在新的集體中獨立進行3天時間的研學(xué)，因此明確了以5-6年級學(xué)生為主要研學(xué)開展對象。

3.3 設(shè)計課程內(nèi)容及教學(xué)目標

研學(xué)旅行中以“研學(xué)”作為區(qū)別于普通旅行的關(guān)鍵。因此對一個研學(xué)旅行產(chǎn)品來說，如何做好其中的研學(xué)課程是要著重思考的問題。在明確了以5-6年級學(xué)生為主要參與對象的前提下，湖南省地質(zhì)博物館確定了以“湖南省地質(zhì)資源探秘”為研學(xué)旅行的主題，并與《課標》及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資源相結(jié)合，綜合考慮設(shè)計具體的課程內(nèi)容及教學(xué)目標。小學(xué)科學(xué)課程目標涵蓋科學(xué)知識目標，科學(xué)探究目標，科學(xué)態(tài)度目標及科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標（表1），研學(xué)旅行課程可在此基礎(chǔ)上，選擇合適的研學(xué)點進行有效的科普課程內(nèi)容和教學(xué)目標設(shè)計。

3.3.1 《揭秘飛天山》研學(xué)課程

湖南飛天山的丹霞地貌久負盛名，地質(zhì)旅行鼻祖徐霞客曾贊嘆飛天山“無寸土不麗，無一山不奇”。飛天山丹霞地質(zhì)景觀的常規(guī)游覽線路中可觀測到大量的地質(zhì)遺跡，是利用自然資源進行情境學(xué)習(xí)（Situated learning）的首選。情境學(xué)習(xí)倡導(dǎo)“在哪里用，就在哪里學(xué)”，《揭秘飛天山》研學(xué)課程即是讓學(xué)生們在研學(xué)導(dǎo)師的帶領(lǐng)下，重復(fù)科學(xué)家在野外進行地質(zhì)考察的過程，觀察、體驗地質(zhì)現(xiàn)象，準確地獲得觀察數(shù)據(jù)和信息。在此基礎(chǔ)上，研學(xué)課程的第二階段引入PBL教學(xué)法。飛天山景區(qū)內(nèi)有各類地質(zhì)現(xiàn)象，可將學(xué)生分成若干小組，以小組形式進行現(xiàn)象觀察、提出課題，設(shè)計科學(xué)實驗進行命題驗證，團隊內(nèi)部進行交流形成統(tǒng)一觀點，并在研學(xué)導(dǎo)師的引導(dǎo)下進行成果展示和表達?！督颐仫w天山》具體課程設(shè)計思路見圖1。

對于低齡小學(xué)生來講，利用PBL教學(xué)法需要研學(xué)導(dǎo)師給予一定的知識背景介紹，并通過在飛天山實地觀察丹霞地貌各類地質(zhì)現(xiàn)象，由各小組根據(jù)學(xué)生的興趣和特長進行選題，及設(shè)計論證實驗。為了保障小組實驗的順利進行，可針對不同的課題提前將可能用到的實驗用具打包，形成“教育活動箱”[7]。這些實驗通常不能過于復(fù)雜，在地質(zhì)現(xiàn)象的研究過程中，可將復(fù)雜的問題拆解，每個小組完成一個小環(huán)節(jié)的論證，再通過小組代表發(fā)言的形式按照地質(zhì)發(fā)展的邏輯順序進行匯報，學(xué)員們通過參與小課題和聆聽匯報，對飛天山的地質(zhì)演化過程有所了解和領(lǐng)悟。

3.3.2 《神秘的植物世界》研學(xué)課程

郴州地區(qū)主要出露晚白堊世紅色砂巖，這也是丹霞地貌的基巖，但并非全市均為紅色巖層。三都鎮(zhèn)是郴州的煤炭資源產(chǎn)地，出露中三疊世黑色含煤地層，與紅色丹霞地層有明顯的區(qū)別。因此《神秘的植物世界》研學(xué)課程在《揭秘飛天山》課程的基礎(chǔ)上，采用問題教學(xué)法（Problem Teaching Method），提出地層顏色與形成年代之間是否相關(guān)的問題，并在化石產(chǎn)地實地開展化石挖掘體驗、中生代古地理、古環(huán)境恢復(fù)等課程。通過“古植物化石挖掘體驗”“植物化石與古植物復(fù)原圖版對照及鑒定”“古植物面貌恢復(fù)”“古環(huán)境、古氣候恢復(fù)”“古生物面貌恢復(fù)”等一系列層層遞進的教學(xué)環(huán)節(jié)，向?qū)W生介紹三都鎮(zhèn)2億年前的地質(zhì)歷史變遷。具體課程設(shè)計思路見圖2。

3.3.3 《地心游記》研學(xué)課程

《地心游記》研學(xué)課程是依托郴州世界有色金屬博物館的重要展項地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型而設(shè)計的。及時匯總知識線索和拓展討論是引導(dǎo)學(xué)生們進行思考和知識遷移運用的必備環(huán)節(jié)。本課程將學(xué)生三天來學(xué)到的地質(zhì)知識匯總糅合，學(xué)習(xí)地球的基本知識、探索地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征、討論地球的資源成因和用途，暢想各類資源的利用前景和地位，讓學(xué)生知道人類對地球的了解程度，激發(fā)他們熱愛科學(xué)、探索未知的熱情。

課程的設(shè)計思路如下：利用展廳的多媒體投影設(shè)備進行專題PPT演示，從地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)開始，展示地球的板塊運動及各類地質(zhì)資源的形成，重點圍繞湖南省境內(nèi)的重點礦山及礦產(chǎn)資源情況展開。觀察和觸摸礦產(chǎn)標本、礦產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品，通過觀看地質(zhì)勘探人員找礦采礦、綠色礦山、生態(tài)修復(fù)等主題視頻，組織學(xué)生動手制作地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)模型，并針對地質(zhì)資源的珍稀性和不可再生性展開分組討論。最后就展廳涉及的新能源如石墨烯等進行主題發(fā)言，暢想新能源對地球環(huán)境保護的積極作用。

以情境學(xué)習(xí)為主的《地心游記》課程，在研學(xué)導(dǎo)師的帶領(lǐng)下，學(xué)生積極進行討論、發(fā)言及動手操作，結(jié)合兒童發(fā)展指標[8]，5～6年級學(xué)生年齡為11～12歲，為童年中期，其認知能力已達到具體運思階段，語言能力和書面語言能力相對于童年早期已經(jīng)有較大幅度提高，其動作發(fā)展已達到復(fù)雜的精細動作，情感與社會意識加強，有集體意識。因此，在設(shè)計研學(xué)課程內(nèi)容時要準確把握兒童生理心理發(fā)展指標，圍繞主題開展不同形式的研學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。此課程具體設(shè)計思路見表2。

4 結(jié)語

“微路客地質(zhì)探索研學(xué)游（郴州站）”研學(xué)線路自2017年正式推出以來，已成為在湖南省內(nèi)進行地質(zhì)研學(xué)旅行的代表性線路之一。通過對參與研學(xué)的學(xué)生及研學(xué)導(dǎo)師的反饋意見收集，學(xué)生普遍認為，研學(xué)活動形式新穎，在旅行的過程中培養(yǎng)了獨立思考和研究能力，并在專業(yè)導(dǎo)師的帶領(lǐng)下學(xué)到了豐富的自然科學(xué)知識、動手體驗了科學(xué)家的研究過程;研學(xué)導(dǎo)師在組織實施活動的過程中普遍感覺學(xué)生的興趣和互動性得到了增強，且對知識的理解程度更加深刻，對以后設(shè)計同類型的研學(xué)旅行活動起到了參考和對標的作用。

總之，自然資源主題的研學(xué)旅行應(yīng)以培養(yǎng)科學(xué)探究精神為宗旨，積極為學(xué)生尋找和營造合適的探究環(huán)境和機會。研學(xué)課程的設(shè)計需緊密結(jié)合學(xué)?？茖W(xué)課程的四維教學(xué)目標，嚴格遵守青少年身心發(fā)展規(guī)律，積極引入合適的教學(xué)方法，打造出符合青少年核心素養(yǎng)發(fā)展和學(xué)校、家長需要的體驗式教育。

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第一作者簡介：龔淼（1984-），女，碩士，湖南省地質(zhì)博物館科教部部長，現(xiàn)從事博物館科普教育研究，E-mail：185246370@qq.com。

Guiding the Design of Geological Hands-on Inquiry Based Learning（HIBL） Trip with Educational Theory：A Case Study of "Welook Geological HIBL Trip"http:// GONG Miao， ZHONG Qi

First-Author's Address Hunan Museum of Geology，E-mail：185246370@qq.com

Abstract Initiated and organized by Hunan Museum of Geology， “WE LOOK Geological HIBL Trip” is carried out for primary and middle school students. Under the guidance of inquiry teaching theory， this paper adopts the mode of after-school education activity which combines inquiry learning and geosciences curriculum experience， aiming at cultivating students' scientific inquiry spirit. The design of curriculum is closely combined with the teaching objectives of science courses in primary and secondary schools， followed the rules of adolescent physical and mental development， selected several geological science popularization practice points according to the theme， Using situational learning， PBL teaching method， problem teaching method， multi-sensory teaching method and other exploratory teaching methods， The expected goals of geological HIBL Trip have been achieved. It can also provide reference for other teaching institutions to carry out geological HIBL Trip curriculum design.

Keywords Geological Hands-on Inquiry Based Learning， Inquiry Teaching，Teenager