科學主題研學實踐活動的開發策略

劉曉宇 張小平

從2016年教育部等11部門發布《關于推進中小學生研學旅行的意見》以來，社會各界對研學實踐教育頗為重視。研學實踐在學習方式上強調在真實的情境下學習，強調在生活中、在社會中學習，強調動手實踐和體驗探究式學習。當前的研學實踐活動多從人文和科學兩個角度來分類。人文類研學實踐活動開展的學校較多，有較為成熟的主題和線路，如紅色文化之旅——延安線，徽州文化之旅——黃山線等。而科學類研學實踐活動開展的學校相對較少，需要一定的資源支持和更加精心的設計。研究性學習是研學實踐最重要的學習方式，科學類研究性學習與學科課程結合得更加緊密，學生選取的研究性問題是科學問題，大多需要一段時間的觀測和定量實驗，對學生的抽象思維要求比較高，對學校和教師來說需要更加精細的規劃。同時，可能還需要借助高校、科研院所、科技企業等資源單位的力量共同開發課程。海淀區部分中小學在研學實踐中開展了科學主題學習并形成了豐富的開發策略。

1.選定與實踐地點匹配的科學主題

研學實踐需要將學習空間拓展到校園之外，讓學生在自然社會中學習和研究。不同的校外場所會有不同的功能，如科技館的科普功能、植物園的植物觀賞和研究功能，以及動物園的科普和動物保護功能。因此，應當選定與實踐地點匹配的主題。例如，選定的主題為天文觀測，那么選擇的實踐地點是內蒙古草原和貴州黔南就比較適合。內蒙古草原觀星配以天文專家的講解和攝影專家的指導，低、中、高學段的學生都可以參與。位于貴州黔南的FAST作為世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡，了解它記錄下的星體輻射信號如何進行處理、分析是很好的研學體驗。它本身的巨大尺寸帶給學生的視覺沖擊以及FAST工程首席科學家兼總工程師南仁東的故事都是極富教育意義的，適合有一定知識儲備的高中學生。學生通過天文觀測主題下的這兩條線路，都會收獲或拓展一定的天文學知識，也會在觀測方面有一定的科技體驗和職業體驗。

校外實踐活動是一個復雜的、多交互的過程，其包含的主題不是單一的，考慮到學生出行短暫，線路更需要盡可能地優化、集中。因此，學校在實踐中，會先定線路，發掘線路上的資源、特色，最終確定線路可以承載的主題?？茖W主題研學活動一般會深度參觀科技館、自然博物館、展覽館、科研院所、地質公園等資源單位，開展科學實驗、與科學家交流等體驗性活動，進行自然環境中的地質特征、生物多樣性探索等探究性活動，還可能會去往一些重要科技事件的發生地學習參觀，如衛星發射地等。在確定實踐地點和可以開展的活動后，再聚焦一個大的主題或者設計讓學生們選擇的若干小主題，平衡旅行參觀與研究性學習的關系，凸顯研學實踐課程獨特的育人價值。

2.確定與課標關聯的探究學習內容

2017年版的普通高中科學類學科課程標準，強調了教學中的真實情境創設，強調了科學、技術、社會、環境之間的聯系。2022年版的義務教育科學課程標準更是強調了開設跨學科主題學習活動的要求。研學實踐活動的實踐場景就是真實的情境，天然具有跨學科學習優勢。但真實的情境包含了多元的學習內容，學生能夠學習哪些內容，能夠做哪些研究，需要學校教師做出少而精的內容選擇，才可能留出更多的空間和時間讓學生自主積極地探究，讓學生在研學實踐活動中有生成性的體驗，而不是在有限的時間和空間內學習更多的零碎知識以及完成一項項布置的任務。同時，研學實踐活動作為學校的教育活動，同校內學習一樣需要有明確的教育目的和教育意義，學習內容需要教師精心設計以符合學生的身心發展水平。因此，科學主題研學實踐活動的學習內容需要與課標相關聯，能夠讓學生在實踐中遷移應用學科知識和技能，能夠讓學生在問題研究和解決中認識學科間的聯系，基于一定的學習經驗開展研究性學習和探究體驗活動。例如，植物觀察主題研學實踐主要關聯小學科學和初中生物學課標中“植物的生存和生長條件”“植物的器官與功能”“植物與環境關系”等內容。海淀區第四實驗小學，將小學科學中的“植物與環境關系”作為國家植物園水杉林研學的主要學習內容，圍繞“生物多樣性”核心概念設計5課時的探究和學習活動，讓學生在問題研究中完成宣傳保護“孓遺植物——水杉”的校園展覽任務。

雖然，科學主題研學實踐活動的學習內容選擇需要依托課標，但是在具體的內容設計上，不能只是了解科學知識，也不能完全是讓學生完成科學學科的題目，要注重發展性、綜合性、生成性和實踐性?？梢砸詫W習內容是否需要離開學校去目的地完成作為內容開發的檢測標準之一，如果在校內就可以完成，那么學習內容就需要調整。也就是說，研學實踐活動的學習內容不能只是知識的積累、原理的說明和實驗的設計，還需要有學生在目的地才能完成的體驗活動和探究任務。

3.在學習任務中完成學生學習評價

從學習過程角度看，評價一般分為終結性評價和形成性評價。形成性評價主要在過程中進行，也是研學旅行這類綜合實踐活動課程應該主要采用的評價類型。形成性評價通過觀察、問答、訪談、作品展示等方式對學生在研學旅行過程中的表現進行記錄。科學主題研學實踐除了一般性的表現，還涉及研究態度、安全操作、研究小組的合理分工等方面的記錄。同時，科學主題研學實踐最終還會讓學生提交研究報告、研究小論文、研究作品等研究成果，并進行研究成果展示或匯報作為終結性評價內容。在國家植物園水杉林研學實踐活動中，學生圍繞“水杉是否可以在北京大面積推廣種植”這一總驅動性問題，解決一系列的子研究問題，過程中形成小組活動規劃方案、觀察記錄單、圖片拍攝、研究資料搜集等過程性記錄作為過程性評價材料，最終還需要生成利用信息技術制作的“保護水杉”宣傳海報在校園展覽，以互評、師評的方式開展終結性評價。實際上，學生完成海報制作總任務的過程就是研究和學習的過程，也是自我評估和改進的過程。學生自己可以通過學習任務的達成度來自我評估研究性學習的進展，明確是否需要更多的幫助和更深度的研究，在真實的自主研究和自主學習過程中實現突破和提升。

本文系北京市海淀區教育科學“十四五”規劃一般課題“學校教師主題課程開發能力提升研究”（課題編號：HDGH20210630）的階段成果