用探究式教学理论指导地质研学旅行课程的设计

龚淼 钟琦

摘 要 由湖南省地质博物馆发起组织的“微路客地质探索研学游”地质研学旅行是面向在校中小学生开展，在探究性教学理论指导下采用研究性学习和地学课程体验相结合的校外教育活动模式，旨在培养学生科学探究精神的教育宗旨。研学课程内容的设计紧密结合中小学科学课程教学目标，遵循青少年身心发展规律，根据主题选定多个地质科普实践点，运用情境学习、PBL教学法、问题教学法、多感官教学法等多种探索性教学方法，较好地实现了地质研学的预期目标，亦可为其他教学机构完成此类主题研学课程设计提供参考。

关键词 地质科普研学 探究式教学 青少年

0 引言

2016年12月19日，教育部等11个部门联合下发了《关于推进中小学生研学旅行的意见》，对我国一些教育机构组织的研学旅行进行了定义：“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，是学校教育和校外教育衔接的创新形式，是教育教学的重要内容，是综合实践育人的有效途径。”研学旅行的推行应在教育性、实践性、安全性和公益性四个原则下，积极打造一批示范性研学旅行精品线路，逐步形成布局合理、互联互通的研学旅行网络。根据小学、初中、高中不同学段的研学旅行目标，有针对性地开发自然类、历史类、地理类、科技类、人文类、体验类等多种类型的活动课程。

随着相关文件的颁布以及一系列政策的出台，各地科研院所、学校、博物馆以及教育机构等纷纷结合自身优势开展研学旅行的实践探索，试图将研学与中小学学科教育有机融合，最大程度地利用社会资源进行研学课程的开发，并通过研学课程的体验有效补充学校教育的局限性。

1 国内研学旅行课程开发的现状

近年来，在国家相关政策指导下，全国各类主题的研学基地、研学旅行试验区如雨后春笋层出不穷，各地都进行了研学旅行产品开发的实践，积累了诸多有益经验。研学课程的开发，有的是由学校主导的校本课程设计，也有的是由研学基地开发的主题研学线路，提出了以主题串联研学内容，形成立体式研学网络[1]。从引入教学理论角度来讲，部分研学课程主张以“探究式”的学习方式开展主题研学，分为在校集中研讨、集中外出研学、小组分散考察、个体研究4种形式[2];有的引入了PBL（Problem-Based Learning method，缩写PBL）教学法，按照“创设情境—提出问题—分析问题—形成假设—设计活动—制定计划—合作探究—验证假设—形成报告—汇报交流”流程进行实施[3];也有主张基于UbD模式进行研学课程设计，从预期结果、评估依据、学习计划三个阶段建构，设计指导研学实践活动[4]，为研学课程的设计提供了较好的思路和参考。

2 研学旅行课程的设计思路

长期以来，现代课程体系以学科进行划分，存在割裂知识的完整性、知识的去情境化、限制学生全面而有个性的发展等问题，这也是研学旅行产生与发展的真正内部原动力[5]。研学旅行产品设计虽然是新生事物，但需与学校的学科教育紧密结合，不仅要对接《课标》，还需贯彻《课标》先进的教育理念与教学方法，不但有效地保障研学课程的顺利进行，而且通过研学实践体验来弥补学科教育的不足。

2017年颁布的《小学科学课程标准》中提出“倡导探究式学习”，强调小学科学课程作为一门实践性课程，应突出创设学习环境，为学生提供更多自主选择的学习空间和充分的探究式学习机会。同时，课程目标围绕“科学知识”“科学探究”“科学态度”“科学、技术、社会与环境”4个方面提出了具体要求，即四维教學目标。在开发自然科学主题的研学课程时亦可参考该教学理念，深入分析不同研学环境的特点，有针对性地采用相应的教学方法进行课程实施。研学旅行课程的设计思路可从以下几个方面展开：一是以一个研学主题为主线突破单个基地的限制进行课程串连;二是以创设学习环境为标准，尽量设计知情类、体验类、科普类、互动类等项目[6];三是根据研学场地的特点引入教学理论，设计与《课标》相配套的研学课程。

3 研学旅行案例分析

湖南省地质博物馆开发的研学课程围绕湖南省自然资源科普宣传主题，密切结合小学《科学》课程的教学内容。本文以湖南省地质博物馆“微路客地质探索研学游（郴州站）”中多项研学课程的教学方法应用展开探讨，希冀为其他机构开展该类主题研学课程设计提供参考。

3.1 确定研学主题及地点

湖南省地质博物馆是湖南省唯一的一座省级自然科学博物馆，在全省自然资源科普宣传方面有着义不容辞的职责。从场馆职能和人才优势方面分析，在研学产品主题选择时，应优先考虑以自然资源省情的科普推广，深化中小学生对于自然、家乡、家国的认识与理解，从而在现实层面促使爱国主义意识的培养。地处郴州市境内的飞天山国家地质公园，发育有典型的红色丹霞地貌，相邻资兴市的含煤地层中含有丰富的植物化石。此外，郴州市还拥有一座有色金属专题博物馆。鉴于以上地质资源优势，研学旅行产品的选题确定为“湖南省地质资源探秘”主题，串联起飞天山国家地质公园、资兴市煤矿、郴州世界有色金属博物馆3个科普点，规划为3天2晚的地学科普研学路线。

3.2 确定目标人群

湖南省的地质资源丰富，本次选定的研学路线中有典型的丹霞地貌景观、展示湖南省矿产资源特色的郴州世界有色金属博物馆和古植物化石产地。对照省内小学《科学》教材，在湖南少年儿童出版社出版的六年级上册《科学》教材“地球变化的奥秘”章节中介绍了岩石的变化、走进矿产等知识;教育科学出版社出版的五年级上册《科学》教材中包括了“地球表面的变化”、六年级下册中有“环境和我们”“生物的进化”章节;湖南少年儿童出版社出版的五年级上册《科学》教材选入了“我们的家园——地球”章节。鉴于参与的学生需要在新的集体中独立进行3天时间的研学，因此明确了以5-6年级学生为主要研学开展对象。

3.3 设计课程内容及教学目标

研学旅行中以“研学”作为区别于普通旅行的关键。因此对一个研学旅行产品来说，如何做好其中的研学课程是要着重思考的问题。在明确了以5-6年级学生为主要参与对象的前提下，湖南省地质博物馆确定了以“湖南省地质资源探秘”为研学旅行的主题，并与《课标》及当地地质资源相结合，综合考虑设计具体的课程内容及教学目标。小学科学课程目标涵盖科学知识目标，科学探究目标，科学态度目标及科学、技术、社会与环境目标（表1），研学旅行课程可在此基础上，选择合适的研学点进行有效的科普课程内容和教学目标设计。

3.3.1 《揭秘飞天山》研学课程

湖南飞天山的丹霞地貌久负盛名，地质旅行鼻祖徐霞客曾赞叹飞天山“无寸土不丽，无一山不奇”。飞天山丹霞地质景观的常规游览线路中可观测到大量的地质遗迹，是利用自然资源进行情境学习（Situated learning）的首选。情境学习倡导“在哪里用，就在哪里学”，《揭秘飞天山》研学课程即是让学生们在研学导师的带领下，重复科学家在野外进行地质考察的过程，观察、体验地质现象，准确地获得观察数据和信息。在此基础上，研学课程的第二阶段引入PBL教学法。飞天山景区内有各类地质现象，可将学生分成若干小组，以小组形式进行现象观察、提出课题，设计科学实验进行命题验证，团队内部进行交流形成统一观点，并在研学导师的引导下进行成果展示和表达。《揭秘飞天山》具体课程设计思路见图1。

对于低龄小学生来讲，利用PBL教学法需要研学导师给予一定的知识背景介绍，并通过在飞天山实地观察丹霞地貌各类地质现象，由各小组根据学生的兴趣和特长进行选题，及设计论证实验。为了保障小组实验的顺利进行，可针对不同的课题提前将可能用到的实验用具打包，形成“教育活动箱”[7]。这些实验通常不能过于复杂，在地质现象的研究过程中，可将复杂的问题拆解，每个小组完成一个小环节的论证，再通过小组代表发言的形式按照地质发展的逻辑顺序进行汇报，学员们通过参与小课题和聆听汇报，对飞天山的地质演化过程有所了解和领悟。

3.3.2 《神秘的植物世界》研学课程

郴州地区主要出露晚白垩世红色砂岩，这也是丹霞地貌的基岩，但并非全市均为红色岩层。三都镇是郴州的煤炭资源产地，出露中三叠世黑色含煤地层，与红色丹霞地层有明显的区别。因此《神秘的植物世界》研学课程在《揭秘飞天山》课程的基础上，采用问题教学法（Problem Teaching Method），提出地层颜色与形成年代之间是否相关的问题，并在化石产地实地开展化石挖掘体验、中生代古地理、古环境恢复等课程。通过“古植物化石挖掘体验”“植物化石与古植物复原图版对照及鉴定”“古植物面貌恢复”“古环境、古气候恢复”“古生物面貌恢复”等一系列层层递进的教学环节，向学生介绍三都镇2亿年前的地质历史变迁。具体课程设计思路见图2。

3.3.3 《地心游记》研学课程

《地心游记》研学课程是依托郴州世界有色金属博物馆的重要展项地球内部结构模型而设计的。及时汇总知识线索和拓展讨论是引导学生们进行思考和知识迁移运用的必备环节。本课程将学生三天来学到的地质知识汇总糅合，学习地球的基本知识、探索地球内部的结构特征、讨论地球的资源成因和用途，畅想各类资源的利用前景和地位，让学生知道人类对地球的了解程度，激发他们热爱科学、探索未知的热情。

课程的设计思路如下：利用展厅的多媒体投影设备进行专题PPT演示，从地球的内部圈层结构开始，展示地球的板块运动及各类地质资源的形成，重点围绕湖南省境内的重点矿山及矿产资源情况展开。观察和觸摸矿产标本、矿产的工业产品，通过观看地质勘探人员找矿采矿、绿色矿山、生态修复等主题视频，组织学生动手制作地球内部圈层结构模型，并针对地质资源的珍稀性和不可再生性展开分组讨论。最后就展厅涉及的新能源如石墨烯等进行主题发言，畅想新能源对地球环境保护的积极作用。

以情境学习为主的《地心游记》课程，在研学导师的带领下，学生积极进行讨论、发言及动手操作，结合儿童发展指标[8]，5～6年级学生年龄为11～12岁，为童年中期，其认知能力已达到具体运思阶段，语言能力和书面语言能力相对于童年早期已经有较大幅度提高，其动作发展已达到复杂的精细动作，情感与社会意识加强，有集体意识。因此，在设计研学课程内容时要准确把握儿童生理心理发展指标，围绕主题开展不同形式的研学环节，培养学生的综合能力。此课程具体设计思路见表2。

4 结语

“微路客地质探索研学游（郴州站）”研学线路自2017年正式推出以来，已成为在湖南省内进行地质研学旅行的代表性线路之一。通过对参与研学的学生及研学导师的反馈意见收集，学生普遍认为，研学活动形式新颖，在旅行的过程中培养了独立思考和研究能力，并在专业导师的带领下学到了丰富的自然科学知识、动手体验了科学家的研究过程;研学导师在组织实施活动的过程中普遍感觉学生的兴趣和互动性得到了增强，且对知识的理解程度更加深刻，对以后设计同类型的研学旅行活动起到了参考和对标的作用。

总之，自然资源主题的研学旅行应以培养科学探究精神为宗旨，积极为学生寻找和营造合适的探究环境和机会。研学课程的设计需紧密结合学校科学课程的四维教学目标，严格遵守青少年身心发展规律，积极引入合适的教学方法，打造出符合青少年核心素养发展和学校、家长需要的体验式教育。

参考文献

[1]杨伟，王欢.构建立体研学模式，助力学生寻找诗和远方[J].中国德育，2019，245（5）：65-68.

[2]欧阳唯能.初中博物馆课程的开发实施策略——以成都城市发展研究为例[J].教育科学论坛，2018，422（8）：31-33.

[3]孙羽，李维薇.PBL模式下的研学课程探索与实践——以昆明动物博物馆动物主题探究课程为例[J].科学教育与博物馆，2020，6（3）：198-202.

[4]王倩，葉茂.基于“UbD”模式的研学旅行课程设计——以“南山牧场研学”为例[J].地理教学，2020（17）：62-64.

[5]章全武.研学旅行纳入学校教学的两难困境及其超越[J].课程.教材.教法，2018，38（4）：121-125.

[6]沈和江，高海生，李志勇.研学旅行：本质属性、构成要素与效果考评[J].旅游学刊，2020，35（9）：10-11.

[7]朱莹，娄悠猷.“鸟类是如何适应飞行的”教育活动教案[J].自然科学博物馆研究，2017，2（2）：80-86.

[8]方富熹，方格.儿童发展心理学[M].北京：人民教育出版社，2004：397-502.

[9]周婧景，陆建松.博物馆6、7-11、12岁儿童教育指南初探[J].中国博物馆，2015，32（1）：33-40.

第一作者简介：龚淼（1984-），女，硕士，湖南省地质博物馆科教部部长，现从事博物馆科普教育研究，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"// 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