用探究式教學理論指導地質研學旅行課程的設計

龔淼 鐘琦

摘 要 由湖南省地質博物館發起組織的“微路客地質探索研學游”地質研學旅行是面向在校中小學生開展，在探究性教學理論指導下采用研究性學習和地學課程體驗相結合的校外教育活動模式，旨在培養學生科學探究精神的教育宗旨。研學課程內容的設計緊密結合中小學科學課程教學目標，遵循青少年身心發展規律，根據主題選定多個地質科普實踐點，運用情境學習、PBL教學法、問題教學法、多感官教學法等多種探索性教學方法，較好地實現了地質研學的預期目標，亦可為其他教學機構完成此類主題研學課程設計提供參考。

關鍵詞 地質科普研學 探究式教學 青少年

0 引言

2016年12月19日，教育部等11個部門聯合下發了《關于推進中小學生研學旅行的意見》，對我國一些教育機構組織的研學旅行進行了定義：“中小學生研學旅行是由教育部門和學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習和旅行體驗相結合的校外教育活動，是學校教育和校外教育銜接的創新形式，是教育教學的重要內容，是綜合實踐育人的有效途徑。”研學旅行的推行應在教育性、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旅行精品線路，逐步形成布局合理、互聯互通的研學旅行網絡。根據小學、初中、高中不同學段的研學旅行目標，有針對性地開發自然類、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。

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

1 國內研學旅行課程開發的現狀

近年來，在國家相關政策指導下，全國各類主題的研學基地、研學旅行試驗區如雨后春筍層出不窮，各地都進行了研學旅行產品開發的實踐，積累了諸多有益經驗。研學課程的開發，有的是由學校主導的校本課程設計，也有的是由研學基地開發的主題研學線路，提出了以主題串聯研學內容，形成立體式研學網絡[1]。從引入教學理論角度來講，部分研學課程主張以“探究式”的學習方式開展主題研學，分為在校集中研討、集中外出研學、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）教學法，按照“創設情境—提出問題—分析問題—形成假設—設計活動—制定計劃—合作探究—驗證假設—形成報告—匯報交流”流程進行實施[3];也有主張基于UbD模式進行研學課程設計，從預期結果、評估依據、學習計劃三個階段建構，設計指導研學實踐活動[4]，為研學課程的設計提供了較好的思路和參考。

2 研學旅行課程的設計思路

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

2017年頒布的《小學科學課程標準》中提出“倡導探究式學習”，強調小學科學課程作為一門實踐性課程，應突出創設學習環境，為學生提供更多自主選擇的學習空間和充分的探究式學習機會。同時，課程目標圍繞“科學知識”“科學探究”“科學態度”“科學、技術、社會與環境”4個方面提出了具體要求，即四維教學目標。在開發自然科學主題的研學課程時亦可參考該教學理念，深入分析不同研學環境的特點，有針對性地采用相應的教學方法進行課程實施。研學旅行課程的設計思路可從以下幾個方面展開：一是以一個研學主題為主線突破單個基地的限制進行課程串連;二是以創設學習環境為標準，盡量設計知情類、體驗類、科普類、互動類等項目[6];三是根據研學場地的特點引入教學理論，設計與《課標》相配套的研學課程。

3 研學旅行案例分析

湖南省地質博物館開發的研學課程圍繞湖南省自然資源科普宣傳主題，密切結合小學《科學》課程的教學內容。本文以湖南省地質博物館“微路客地質探索研學游（郴州站）”中多項研學課程的教學方法應用展開探討，希冀為其他機構開展該類主題研學課程設計提供參考。

3.1 確定研學主題及地點

湖南省地質博物館是湖南省唯一的一座省級自然科學博物館，在全省自然資源科普宣傳方面有著義不容辭的職責。從場館職能和人才優勢方面分析，在研學產品主題選擇時，應優先考慮以自然資源省情的科普推廣，深化中小學生對于自然、家鄉、家國的認識與理解，從而在現實層面促使愛國主義意識的培養。地處郴州市境內的飛天山國家地質公園，發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。鑒于以上地質資源優勢，研學旅行產品的選題確定為“湖南省地質資源探秘”主題，串聯起飛天山國家地質公園、資興市煤礦、郴州世界有色金屬博物館3個科普點，規劃為3天2晚的地學科普研學路線。

3.2 確定目標人群

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

3.3 設計課程內容及教學目標

研學旅行中以“研學”作為區別于普通旅行的關鍵。因此對一個研學旅行產品來說，如何做好其中的研學課程是要著重思考的問題。在明確了以5-6年級學生為主要參與對象的前提下，湖南省地質博物館確定了以“湖南省地質資源探秘”為研學旅行的主題，并與《課標》及當地地質資源相結合，綜合考慮設計具體的課程內容及教學目標。小學科學課程目標涵蓋科學知識目標，科學探究目標，科學態度目標及科學、技術、社會與環境目標（表1），研學旅行課程可在此基礎上，選擇合適的研學點進行有效的科普課程內容和教學目標設計。

3.3.1 《揭秘飛天山》研學課程

湖南飛天山的丹霞地貌久負盛名，地質旅行鼻祖徐霞客曾贊嘆飛天山“無寸土不麗，無一山不奇”。飛天山丹霞地質景觀的常規游覽線路中可觀測到大量的地質遺跡，是利用自然資源進行情境學習（Situated learning）的首選。情境學習倡導“在哪里用，就在哪里學”，《揭秘飛天山》研學課程即是讓學生們在研學導師的帶領下，重復科學家在野外進行地質考察的過程，觀察、體驗地質現象，準確地獲得觀察數據和信息。在此基礎上，研學課程的第二階段引入PBL教學法。飛天山景區內有各類地質現象，可將學生分成若干小組，以小組形式進行現象觀察、提出課題，設計科學實驗進行命題驗證，團隊內部進行交流形成統一觀點，并在研學導師的引導下進行成果展示和表達。《揭秘飛天山》具體課程設計思路見圖1。

對于低齡小學生來講，利用PBL教學法需要研學導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現象，由各小組根據學生的興趣和特長進行選題，及設計論證實驗。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雜，在地質現象的研究過程中，可將復雜的問題拆解，每個小組完成一個小環節的論證，再通過小組代表發言的形式按照地質發展的邏輯順序進行匯報，學員們通過參與小課題和聆聽匯報，對飛天山的地質演化過程有所了解和領悟。

3.3.2 《神秘的植物世界》研學課程

郴州地區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。三都鎮是郴州的煤炭資源產地，出露中三疊世黑色含煤地層，與紅色丹霞地層有明顯的區別。因此《神秘的植物世界》研學課程在《揭秘飛天山》課程的基礎上，采用問題教學法（Problem Teaching Method），提出地層顏色與形成年代之間是否相關的問題，并在化石產地實地開展化石挖掘體驗、中生代古地理、古環境恢復等課程。通過“古植物化石挖掘體驗”“植物化石與古植物復原圖版對照及鑒定”“古植物面貌恢復”“古環境、古氣候恢復”“古生物面貌恢復”等一系列層層遞進的教學環節，向學生介紹三都鎮2億年前的地質歷史變遷。具體課程設計思路見圖2。

3.3.3 《地心游記》研學課程

《地心游記》研學課程是依托郴州世界有色金屬博物館的重要展項地球內部結構模型而設計的。及時匯總知識線索和拓展討論是引導學生們進行思考和知識遷移運用的必備環節。本課程將學生三天來學到的地質知識匯總糅合，學習地球的基本知識、探索地球內部的結構特征、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，讓學生知道人類對地球的了解程度，激發他們熱愛科學、探索未知的熱情。

課程的設計思路如下：利用展廳的多媒體投影設備進行專題PPT演示，從地球的內部圈層結構開始，展示地球的板塊運動及各類地質資源的形成，重點圍繞湖南省境內的重點礦山及礦產資源情況展開。觀察和觸摸礦產標本、礦產的工業產品，通過觀看地質勘探人員找礦采礦、綠色礦山、生態修復等主題視頻，組織學生動手制作地球內部圈層結構模型，并針對地質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言，暢想新能源對地球環境保護的積極作用。

以情境學習為主的《地心游記》課程，在研學導師的帶領下，學生積極進行討論、發言及動手操作，結合兒童發展指標[8]，5～6年級學生年齡為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有較大幅度提高，其動作發展已達到復雜的精細動作，情感與社會意識加強，有集體意識。因此，在設計研學課程內容時要準確把握兒童生理心理發展指標，圍繞主題開展不同形式的研學環節，培養學生的綜合能力。此課程具體設計思路見表2。

4 結語

“微路客地質探索研學游（郴州站）”研學線路自2017年正式推出以來，已成為在湖南省內進行地質研學旅行的代表性線路之一。通過對參與研學的學生及研學導師的反饋意見收集，學生普遍認為，研學活動形式新穎，在旅行的過程中培養了獨立思考和研究能力，并在專業導師的帶領下學到了豐富的自然科學知識、動手體驗了科學家的研究過程;研學導師在組織實施活動的過程中普遍感覺學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，對以后設計同類型的研學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旅行應以培養科學探究精神為宗旨，積極為學生尋找和營造合適的探究環境和機會。研學課程的設計需緊密結合學校科學課程的四維教學目標，嚴格遵守青少年身心發展規律，積極引入合適的教學方法，打造出符合青少年核心素養發展和學校、家長需要的體驗式教育。

參考文獻

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第一作者簡介：龔淼（1984-），女，碩士，湖南省地質博物館科教部部長，現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