深度學習為導向的科普研學課程

胡若楠　金子明　戴蘇云　王西敏

科普研學活動往往存在“只旅不學”或“只學不旅”的現象；學生在科普場館的參觀，也普遍出現“走馬觀花”或“碎片化學習”的困境。究其原因，在于促進科普研學活動的深度學習設計不足，正式和非正式科學教育資源的脫節錯位。植物園為學生提供參與真實科學探究的場域，讓學生在親自觀察、感知植物的過程中，學習植物學和生態學等科學知識，探究生命現象和生命規律，是植物學習的主陣地。為此，本研學課程以沙生植物為主題，以深度學習為設計理念，以融合校內外科學教育資源為線索，開展案例設計與實踐，以期提升學生在科普研學課程中的學習成效，探索科普研學課程設計模式。

案例設計與實踐

深度學習是指學習者實現理解性的學習、深層次的信息加工、主動的知識建構和知識轉化、有效的知識遷移應用及真實問題的解決[1]。本案例以深度學習為理念指導，開展研學課程設計。

分析學習需要，誘發學習興趣

學習需要來源于學校課程的需要、學生個體的需要，以及場館科普深度的需要。

學校課程需要 生命觀念是生物學課程的核心素養之一，“生物的多樣性”主題是貫徹落實對青少年生命觀念培養的重要內容。在“生物的多樣性”主題中，學生要能夠認識到“生物可以分為不同的類群”“生物具有多樣性和統一性”“生物與環境相互依賴、相互影響”等重要概念[2]。對這些重要概念的理解，不僅需要理解其含義，更需要挖掘“為什么”，比如，為什么會有多種多樣的生物？為什么要進行分類？而對這些背后問題的追問，就需要引導學生自主提問、開展有指導的探究。對“沙生植物的形態結構”所涉及的生物學科和地理學科教材知識進行分析發現，6—7 年級《地理》涉及世界上的荒漠分布、熱帶沙漠氣候和溫帶大陸性氣候的氣候特點，我國溫帶大陸性氣候的分布和成因等內容；《生物學》8 年級會涉及生物生存的條件，9 年級會涉及植物類群、生物和環境的關系等。基于此，該部分的研學課程設計可以聚焦于沙生植物所處地理、氣候，沙生植物分類，沙生植物與環境的關系3 個方面內容。

學生學習需要

針對271 名初中生進行的關于學情的問卷調查結果發現，61.25% 的學生最想學習植物對人類的價值（如能不能吃、怎么吃等），56% 的學生都希望了解植物的形態結構特點，76.75% 的學生傾向于選擇小組合作學習方式。因此，研學課程在內容設計上補充了關于沙生植物的應用、形態結構特點兩方面內容，并選擇小組合作探究作為主要活動形式，從而建立與學生的聯系，激發內在學習興趣。

植物園科普深度需要

上海辰山植物園作為物種多樣、景觀豐富的戶外場所，為城市兒童提供了接觸自然元素、豐富自然經驗的機會。盡管辰山植物園舉辦的科普活動推出了保證知識體系性的“小植物學家訓練營”系列課程，但是尚未與學校課程建立聯系，難以探析是否學生可以實現正式和非正式知識的關聯和遷移。因此，建立校內外成體系的課程顯得尤為必要。

設定學習目標，形成知識體系

深度學習要求學習者將所學知識納入自己的知識體系中，為此，本研學課程由淺入深、由識記、理解、應用、分析到創造，設定了4大學習目標。

通過對荒漠植物形態結構的觀察、描述、比較，能夠識別若干種常見沙生植物

通過列舉、歸納世界和我國主要荒漠及其分布規律，能夠說出沙生植物的分布情況

通過討論沙生植物與環境相互適應的關系，能夠運用結構與功能觀對相關生物學現象進行解釋說明

通過研討、記錄、歸納沙生植物的形態結構特點及這些特點與環境的相互適應，能夠創造性地提出對荒漠的保護和對荒漠化的防治方案。

趣味學伴設計，全程學習支持

辰山植物園的沙生植物館是華東地區最大的種植荒漠生活植物的場館，館內種植來自亞洲、非洲、大洋洲、美洲超過40 科500 余種（品種），并設有植物講解牌，可以通過掃碼觀看植物介紹。除此之外，還提供了《辰小苗歷險記》動畫短片，以辰小苗這一卡通形象為學伴，通過充滿趣味和童趣的情感設計方式伴隨學生探究。除此之外，在先導課、研學課和總結課分別設置了學習單、研學單和研究報告寫作單，分別支持學生的問題理解、調查實施、方案設計和科學解釋。

由學校生物教師為學生提供的先導課學習單主要用于支持學生對基礎知識的理解，研學計劃單是作為讓學生理解探究問題、開展實地探究的“腳手架”（見圖1）。由辰山植物園提供的研學單為學生提供了觀察、分析的支持，總結單為學生提供了方案設計和建立科學解釋的“腳手架”（見圖2）。

嵌套設計內容，助力知識生成

課程內容按照階段分為先導課、研學課和總結課。每個階段對應的內容如圖3 所示。

先導課的內容為學生在研學課中的學習奠定基礎，幫助學生以多學科視角綜合看待植物與環境的關系。研學課的內容主要涉及對于沙生植物的較為全面的認識。總結課的主要任務是探討沙生植物形態結構特點與環境的相互適應，及運用所學知識提出對現實問題的解決方案。

問題驅動實施，好奇驅動探究

課程以問題鏈貫穿實施過程，以具體任務驅動合作探究。以“植物如何適應荒漠環境”為核心問題，設計多個子問題，形成問題鏈，幫助學生在子問題的解決中逐漸形成對核心問題的認識。對每個子問題的解決，設計了不同的活動，組成了課程的各個環節，并根據學習時間和學習場所分為3 個階段。先導課在學校開展，由學校生物教師主要引導，主要解決“是什么”的問題，為學生能夠順利完成研學課的科學實踐奠定知識基礎。研學課在植物園開展，由植物學專家主要引導，主要解決“怎么樣”的問題。總結課由生物教師主要組織，主要解決“為什么”的問題，學生交流研學心得，分享探究結果，進行互評和自評。整個過程中，引導學生帶著問題，由好奇心引領學習和合作探究。課程的問題鏈、教學流程，以及問題鏈和教學流程的相關性如圖4 所示。

多元課程評價，引導自我反思

本研學課程的評價結合了表現性評價和總結性評價，結合自評、他評，以小組解決方案作為總結性評價對象，以研學過程中的表現和小組匯報作為表現性評價對象，通過對學生的圖文筆記、科學解釋進行自評、他評，促進自我學習反思。具體包括如下內容：

針對小組問題向全體同學作出解釋，同伴和教師分別對解釋的科學性、清晰度、流暢度、獨到性和創造性進行評價。

對圖文筆記進行評價，包括繪圖是否科學、是否精細化、是否美觀。

關于“荒漠分布在哪里”“荒漠植物為什么有奇特的形態”等問題闡釋的合理性進行同伴互評和自評。

案例反思與啟發

“荒漠奇遇記”研學課程能夠鎖定沙生植物這一主題，圍繞生命觀念這一核心學科素養，開展正式與非正式學習融合，具備跨學科特點的研學課程設計與實施，通過基礎知識學習、深入問題探究、探究成果展評3 個階段，使用建立知識經驗關聯、構建知識體系、螺旋式目標內容設計等策略，實現對沙生植物的深度學習。3 個階段的校內外融合式科普研學課程設計可作為后續研學課程設計所遵循的模式。本案例的局限性在于未收集學生的測評數據，所以不能從量化角度證明學習成效，后續可以進一步豐富課程評價方式，打磨系列校內外融合研學課程案例。

參考文獻

[1] 吳秀娟，張浩，倪廠清．基于反思的深度學習： 內涵與過程[J]．電化教育研究，2014，35（12）：23-28+33．

[2] 中華人民共和國教育部．義務教育生物學課程標準（2022 版）[M]．北京：北京師范大學出版集團，2022．

[3] 金子明，戴蘇云．指向生物學核心素養的館校合作跨學科實踐課程[J]．教育參考，2023，No.301（01）：72-79+87．