基于SOIL 土壤教学心法的研学旅行课程设计

许锋华，康 乐，陈俊源

（1.中南民族大学 教育学院，湖北 武汉430074；2.华中师范大学 教育学院，湖北 武汉430079）

SOIL 土壤教学心法是由台湾交通大学陈明璋教授与台北大学李俊仪教授等专家学者跨校合作所共同提出，以多媒体学习理论、认知负荷理论为理论基础，以大脑认知历程为框架，在信息化环境下探索教学新生态，强调以学习者为中心，重构了传统课堂教学的重要方法。［1］本研究基于SOIL 土壤教学心法，重构了研学旅行课程设计的关键要素，重视学生核心素养的培养。通过探索挖掘SOIL 土壤教学心法的理论意蕴来指导研学旅行课程设计，对于落实研究性学习目标、优化研学评价体系、转变研学方式、实现深度研学具有重要的意义。

一、SOIL 土壤教学心法：课程设计新模式

SOIL 土壤教学心法是近年来兴起的一种新的课程设计指导模式。该模式由台湾交通大学陈明璋教授与台北大学李俊仪教授等专家学者跨校合作所共同提出，是信息化环境下重构教学生态的新探索。

（一）SOIL 土壤教学心法的内涵与模式概述

SOIL 土壤教学心法以多媒体学习理论、认知负荷理论为基础，融合脑科学、认知科学、学习科学等，充分体现了以学习者为中心的理念。［2］它是一项帮助教师有效认清教学因果与来龙去脉的新模式，该模式包括：教学信息设计理念与流程、SOIL 教学法、能有效改善课件设计效率与效果的PPT 插件AMA，其主旨是对教学信息的有效设计与应用。总体而言，SOIL 取向的课程设计指导模式包含两大基础：第一是学习认知历程，第二是课程设计流程。

图1 SOIL 取向课程设计的关键要素

SOIL 取向的学习认知历程由选择、组织、整合与学习四个部分所组成（如图1 的顺向箭头），它顺应了教学过程中学生大脑的认知过程。其中，选择（Selection）在大脑认知过程中是指注意聚焦的过程。当外界刺激进入到知觉系统，只有部分刺激将被选择至工作记忆之中进一步加工。组织（Organization）是指学习者将已选择的信息在工作记忆内组织成一个有内在联系的整体。整合（Integration）是指将组织的新信息与长时记忆中的先备知识建立一种外在联系，从而建构知识体系。学习（Learning）是指学习者在某一情境中获得的知识、技能、理解、态度等在其他情境中产生的学习。［3］根据斯维勒（Sweller）提出的认知负荷理论，当有限容量的工作记忆区要处理大量的信息，就会造成认知负荷，不利于学习。依据认知负荷来源及其是否有助于图式建构分为三类。第一，内在认知负荷来自于教材的难易程度与学习者自身的程度（先备知识）以及两者之间交互作用的影响。第二，外在认知负荷来自于教材呈现的方式。第三，关联认知负荷来自于教师提供额外信息或教学活动，协助学生对学习内容建构基模与自动化。［4］因此，可以通过降低内在、外在认知负荷，增加关联认知负荷，优化课程设计来促进学生学习。

SOIL 取向的课程设计流程则与学习认知历程的逻辑顺序相反（如图1 的逆向箭头），它要求教师由顶层向底层进行设计，即以学习者为中心，与大脑认知历程方向相反，从右至左设计课程。总体而言，SOIL 取向的课程设计流程依次包含学习愿景、统合证据、组织行动与选取策略四大要素。每一步骤内部的设计也应当充分基于大脑认知历程循序渐进的展开，由此既能统筹设计课程，又能结合学生的大脑认知历程展开教学活动。

以上两大基础凸显了SOIL 取向的课程设计指导模式的核心理念，即通过科学化、步骤化、结构化的课程设计，排除无用信息与干扰信息，以最大程度地减轻学生的认知负荷，充分利用有效信息以增进知识联结与优化认知结构。

（二）SOIL 土壤教学心法在课程设计中的具体运用及其实践成效

作为一种新的课程设计指导模式，SOIL 土壤教学心法在近年来也接受了一些教学实验与准实验的检验，其教学效果具有一定的实证支撑。例如，一项针对台湾新竹县某中学九年级四个常态班的两圆公切线标尺作图教学准实验研究表明，采用SOIL 理念课程设计的实验组较之于采用一般教学模式的对照组，在后测中的表现优于对照组，而在延后测中表现显著优于对照组。由此可见，运用SOIL 模式的课程设计与教学实施能够有效降低学生的记忆负担，并有更好的学习保留效果。［5］一项针对西安某小学三年级两个班级的分数教学准实验研究证明，基于SOIL 土壤教学心法的教学内容呈现能够促进学生理解数学，尤其对于中等及以下学生的学习效果具有显著影响，并能在不同程度上提高学生的识记、领会以及分析能力。［6］

这些研究表明，基于SOIL 土壤教学心法的课程设计在降低认知负荷，增进学习与识记效果等方面具有显著成效，符合现代教学所提倡的学习者中心与学习中心理念。当然，值得注意的是，目前关于土壤教学心法实践效果的研究主要针对数学学科教学，SOIL 土壤教学心法在其他学科中的应用成效仍有待进一步检验。

二、研学旅行课程设计的品质提升呼唤SOIL 土壤教学心法

2016 年11 月，以《教育部等11 部门关于推进中小学生研学旅行的意见》的发布为标志，研学旅行在我国各类中小学校广泛开展。然而，作为一种新的教育形式，研学旅行的实施成效却不甚理想，而这与研学旅行课程设计的偏失有着密切关联。基于此，深入推进研学旅行，需要引入SOIL 土壤教学心法作为其课程设计的指导模式。

（一）传统研学旅行课程设计的弊端

“中小学生研学旅行是由教育部门和学校有计划地组织安排，通过集体旅行、集中食宿方式开展的研究性学习和旅行体验相结合的校外教育活动”［7］。这一定义指出了研学旅行的几大显著特征：一是学习性，二是体验性，三是校外性。其中，第一点最为关键，因为学习性体现了研学旅行的教育立场，意指研学旅行是一项与休闲式旅行有着显著区别的教育活动。同时，研学旅行的体验性与校外性亦不容忽视，二者共同表明研学旅行是有别于常规学校教育的独特育人活动。

作为一种新的教育元素，研学旅行的学习性与教育性需要通过课程化来加以实现与保障。［8］已有研究与实践在研学旅行课程设计与实施方面作出了一些有益探索，如结合各类研学基地的优势开发了特色化研学课程，丰富了学生的实践体验等。与此同时，现存的研学课程也存在不少显著问题。总体来看，研学旅行在我国中小学作为一门课程刚刚起步，缺乏科学的设计与规划，实施过程变得杂乱无章，产生了只“游”不学、不研等负面效应，也引起了家长与学生的不满。［8］归根结底，研学旅行课程实践的种种弊端皆可归因于课程设计的失败，而研学旅行课程设计失败的症结在于学习者立场的缺位。细究之，研学旅行设计学习者立场的缺位表现之一是不注重学生的学习效果，表现之二是不尊重学生的认知规律。

1.价值定位上，缺乏对学习效果的深切关注

近年来，多数学校与研学基地缺乏对研学旅行课程价值导向的精准把握与深刻认识，最常见的就是将研学旅行仅仅看作是一种从知识学习的苦海中暂时放松身心的游玩活动，从而在课程设计与实施上忽视了对学生进行有意义的教育引导与明确的学习要求。例如，部分学校组织的研学活动“学”的成分较少，与国外学校的交流活动仅停留在参观校园、合影留念的浅层次上。某些机构组织的海外夏令营实为海外旅游的变异，研学变成了住豪华酒店、吃异国大餐、逛特卖场、买奢侈品的高价旅游。参加这样的活动，花费不菲，却鲜有学习收获，学生和家长怨言不断。［9］同时，与“有游无学”相对应的，是“只学不游”的异化现象，具体表现为在课程设计中教师往往根据自己制定的教学目标和内容对学生提出诸多要求，将本该轻松愉快的旅行变成了机械、急躁完成教学计划的过程；在开展过程中从维持纪律的角度对学生提出了较多限制，剥夺了学生的自主权利。［10］

由上可知，价值定位的偏误，使当下的研学旅行课程设计缺乏对学生学习效果的深切关注，从而在实施中遮蔽了这一特殊教育实践所应有的教育效果。

2.内容安排上，缺乏对认知规律的基本尊重

当下，研学旅行的课程设计以旅行社、研学基地等机构为主，学校主要负责选择与购买成型的研学课程方案。然而，这些非教育类机构所进行的研学旅行课程设计往往存在教育性淡化与学生立场缺失等问题，其中，课程设计未考虑研学旅行中学生的认知需要与思维过程是较为凸显的问题。一项多案例研究表明，研学旅行课程设计未能彰显学生的主体地位，导致研学旅行实施过程中学生的特殊认知需求难以得到有效满足。［11］

研学旅行的性质决定了学生在此过程中将经历多模态体验，在具体的研学场景中，学生的视觉、听觉、触觉与嗅觉等感官随时具有被激活的可能。然而，由于课程设计的缺失，这种多模态体验的优势在现实中不仅没有得以充分发挥，反而成为了学生在研学旅行中深化学习的阻碍。这是因为，限于中小学生的认知与思维水平，若无恰当的引导与精巧的设计，研学场地潜藏的多模态信息对于置身其中的学生而言，一方面会造成信息过量，学生难以提取有效学习信息而处于茫然无措的状态，另一方面也可能导向沉迷游玩，忽略信息负载的学习意义的问题。此外，由于研学旅行的课程设计与开发主体多为缺乏教育经验的研学基地与旅行社，这些机构难以将研学旅行与学生已有的先备知识建立系统关联，也难以深度契合教育系统内部对此学段的学生意欲指引的成长方向，这也是学生在研学旅行中往往只能获得浅层化学习体验的根源之一。

基于以上分析，缺乏学习效果的考虑与要求以及缺乏对学生认知规律的尊重是研学旅行成效低下的重要原因，二者共同指向了当下研学旅行课程设计中学习者立场的缺位问题。由此，在新时期深入推进研学旅行，迫切需要转向学习者中心视角。SOIL 土壤教学心法是基于学习者信息加工与思维发生的内在视角，以增进学习成效为根本出发点所开创的一种新的课程设计模式，该模式对于缓解当下研学旅行课程设计中的立场缺失与实效低下等问题具有强烈的现实针对性。

（二）SOIL 土壤教学心法之于研学旅行课程设计的独特优势

SOIL 土壤教学心法基于认识规律，强调科学性；减轻认知负荷，体现生本性；注重学习效果，彰显学习性与实效性，其应用于研学旅行课程设计具有独特的价值，具体体现在以下四个方面：

1.以学生为中心，提升核心素养

基于SOIL 土壤教学心法的研学旅行课程设计以学生为中心，结合学生身心发展特点、认知水平、学习兴趣以及个人需求等确定研学主题和研究性学习目标，同时在研学内容及研学评价的设计中，充分融合学生发展核心素养以及学科核心素养的相关要求。［12］在研学活动实施过程中，也注重通过丰富的活动方式以及组织形式引导学生掌握相关知识和技能，最终导向学生核心素养的提升。

2.结合大脑认知历程，降低认知负荷

基于SOIL 土壤教学心法的研学旅行课程设计充分结合学生大脑认知历程，从降低认知负荷的角度出发，首先，为降低内在认知负荷，考虑学生已有的知识储备及生活经验，设计与研学主题相关且符合学习者认知特点的研学内容等；其次，为降低外在认知负荷，在先导、实地、延伸课程中的研学手册设计上，将文字、符号等各种信息适当切割，逐步呈现且重点突出、颜色分明，以协助学习者选取、组织、整合信息；最后，为增加关联认知负荷，设计了多种活动方式、组织形式以及评价体系。总之，通过降低认知负荷的方式，提高知识的连通性和连结性，以促进学习成效。［13］

3.整合跨学科知识，促进有意义学习

基于SOIL 土壤教学心法的研学旅行课程内容最终能够促进跨学科知识和研学内容的整合，落实到学生的有意义学习，具体体现在研学活动的联系性与完整性。首先，在先导活动中，对与研学主题相关的学科知识初步讲解与分析，为实地研学活动积累先备知识。其次，到达研学实地后，学生的亲身体验在某种程度上会是一次崭新的学习之旅，学生将先导活动中所学习的知识与所见所闻相融合，创生出新的思考与感悟。最后，在延伸活动中，引导学生将研学收获灵活运用于实际，促进了学习正迁移。由此，跨学科知识在研学活动过程中能够有效整合与建构，有效避免了研学旅行中常见的“重游轻学”现象。

4.发挥动静合力，优化研学评价体系

基于SOIL 土壤教学心法的研学旅行课程评价重视学生在研学旅行全过程中的表现，包括先导、实地、延伸活动中的表现以及研学成果展示等。分别从评价工具、评价内容以及评价效果三方面确定评价体系，主要分为静态评价和动态评价，静态评价表现为研学手册内容的填答或者学生阶段性成果及最终的作品呈现；动态评价，即是教学主体，如教师、学生或者小组成员等对学生个人研学过程的表现进行相关评价或者在研学过程中小组之间进行交流与讨论等。总之，结合SOIL 土壤教学心法的评价指标体系能够科学、合理、全面地对学生在研学课程中的表现进行评价。

三、SOIL 土壤教学心法指引下的研学旅行课程设计构想

SOIL 土壤教学心法视角下的研学课程设计以学生为中心，强调跨领域、跨学科的学习，是学校课堂学习的良好补充和延伸。如图2 所示，共包含四个步骤，依次为明确研究性学习目标；统合学生表现，确立评价体系；组织研学内容，开设研学活动；选取适当研学方式。

图2 SOIL 视角下的研学旅行课程设计

（一）学习愿景：明确研究性学习目标

学习愿景是指教师期望学生在课程结束后能够收获的知识与技能、核心素养等目标。设计研学旅行课程时，应当从明确研究性学习目标出发，为降低学生的内在认知负荷，本研究从学情分析、学科教材和课标以及研学资源三方面展开分析。

在学情分析方面，充分体现了以学习者为中心的理念。一方面，分析学生的身心特点和认知水平能够了解学生的心理特征及现有的知识储备；另一方面，基于学生的学习兴趣以及需求对研学课程进行设计，能够有效降低学生的内在认知负荷，如教师与学生共同交流商议确定研学主题、地点、内容等。在相关学科教材和课标方面，首先，各科教师可以共建研学课程开发小组，依据不同类型的研学主题，讨论能与哪些学科取得联系，进而探讨学科教材主要内容以及课程标准中的核心素养，最终融合进行设计，这样有利于学生整合新旧知识并创生新的想法。当然，并不是所有研学课程必须融入学科知识，只是在课程目标的确立时，我们不能忽视这一重要信息来源。在研学资源方面，应从内外在价值两个维度进行考量：在内在价值方面，是否能够培养学生的价值体认以及责任担当等方面的意识；外在价值方面，是否能够提升学生的问题解决能力以及创意物化等方面的能力。

（二）统合证据：统合学生表现，确立评价体系

统合证据是指观察学生在课程学习中的表现，需要通过评价去检测学生是否获得核心素养的培养。这就要求研学旅行导师在研学过程中要引导学生的在场体验，强化认知的过程，整合知识建构，进行全面评价。本研究结合SOIL 土壤教学心法以学生为中心的核心要义以及项目式学习评价指标体系，确立了评价工具、评价内容、评价效果三方面的研学评价体系，以此来增加学生关联认知负荷。

首先，在评价工具方面包括以下三种形式：一是研学手册的完成度（编制采用识记型、实践型题目），主要用于客观评价学生的知识掌握情况；二是表现性评价表，主要是通过使用档案袋或其他方式记录学生的研学过程，根据小组互评、学生自评、教师评价等对学生完成研学任务的过程进行相关评价；三是学术讨论，主要是指针对某些问题进行深入研讨而使用的评价工具。其次，评价内容，包括研学最终作品、研学表现性评价以及对研学阶段性目标、作品的评价。其中，研学最终作品是学生掌握知识与技能的综合体现，能反映学生对知识理解运用的准确性和灵活性；研学表现性评价关注于学生过程中的真实表现，弥补了传统纸笔评价的不足；对研学阶段性目标、作品的评价可加快推进研学项目的进度，并能给学生带来阶段性的价值体验，鼓励学生更好地完成研学活动。［14］最后，评价效果，包括研学目标的实现程度以及学生核心素养的提升程度。其中，研学目标的实现程度考查学生是否掌握相关知识与技能、是否实现学科知识的社会性建构、是否取得了预期的学习效果等；学生核心素养的提升程度主要依据核心素养以及学科核心素养的要求，结合研学课程内容等要素逐一细化设计。

（三）组织行动：组织研学内容，开设研学活动

组织行动是指教师对学生开展教学活动。在研学旅行课程设计中，为增加学生相关认知负荷，应当组织研学内容，制作研学手册。开设相关研学活动，具体包括先导、实地以及延伸趣味性研学活动。

在研学内容方面，应当遵循自主性、开放性、整合性、连续性原则。研学手册是研学内容的重要依托，研学手册主要由主题、目标、时间、地点、组织机构、研学行程、安全评估、应急方案、纪律要求、研学内容、总结评价等部分组成。［15］研学内容应当与研学的真实情景紧密结合，同时注意合理选择画面字体，搭配颜色，将图片、文字等各种信息适当切割，减轻学习者工作记忆的负担。在研学活动方面，区别于传统的研学课程设计，为增加学生关联认知负荷，增设了先导以及延伸研学活动。具体而言，依据研学课程开展的时间顺序，先导活动，即去往研学目的地前的研学预备性活动，如对实地研学内容进行相关学科知识的导入，以激发学生学习兴趣，此外，基础的安全教育也不容忽视；实地活动，即在研学目的地开展的研学活动，重点突出研究性学习内容；延伸活动，即离开实地后开展的研学活动，主要围绕研学成果的展示以及对学生亲身的收获与感悟展开交流与讨论。重点在于激发学生积极主动思考，进行知识构建，从而促进学习迁移，将研学所获运用于实际生活之中。

（四）选取策略：选取适当研学方式

选取策略是指依据不同的教学内容选取恰当的教学策略，由此应当基于研学内容和研学活动的阶段性和差异性选择恰当的研学方式，以增加学生认知关联负荷。研学方式包括研学课程活动方式与研学过程组织形式。

在活动方式方面，教育部印发的《中小学综合实践活动课程指导纲要》中划分为考察探究、社会服务、设计制作、职业体验等活动方式，在研学活动设计时，可以依据研学内容选择一种或多种活动方式促进学习。［16］除此之外，研学旅行课程还可以采用探究式学习、体验式学习、项目式学习、情景式学习、基于问题式学习等多样化的活动方式来激发学生学习兴趣，培养学生的核心素养。在组织形式方面，研学活动应当以小组合作形式为主，个人单独活动为辅。既能让学生个体独立思考，又能充分发挥集体合作学习的优势，可以同时培养学生的自主学习意识与协作学习能力。总而言之，要依据实际情况灵活运用各种活动方式以及组织形式来促进研学活动的开展。