开展海绵城市项目式学习 培育地理学科核心素养——以福州八中海绵城市建设为例

陈学锦

(福州第八中学，福建 福州 350004)

2013年12月12日，习近平总书记在中央城镇化工作会议讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。”从此，“海绵城市”这个概念就走入了人们的视野。[1]2016年3月，福州被列入国家级第二批“海绵城市”建设试点城市。在此背景下，福州八中地理组教师就在思考一个问题：如何借福州城市建设实例让高中学生了解什么是“海绵城市”，并通过“海绵城市”项目式学习培育学生的地理学科核心素养？于是，福州八中地理组以此为契机，开展海绵城市项目式学习的教学实践，取得良好的实践效果。

一、海绵城市项目式学习的内涵与意义

海绵城市项目式学习是一种以学生为中心、以项目为载体的新型的动态学习方式，旨在培养学生的综合素质、创新能力和团队合作精神，提高他们在海绵城市规划建设中的实践技能。这种学习方式有助于践行生态文明理念，推动海绵城市建设的进程，促进城市的可持续发展。

地理学科是一门实践性很强的综合性学科，其强调学生能够运用地理知识解决实际问题。海绵城市项目式学习有助于学生经历解决实际问题的过程，使学生深入理解地理知识，并将其应用于实践中；能够整合多学科的知识和技能，有助于学生从多个角度理解问题，培养学生综合运用多学科知识和方法解决问题的能力；有助于提升学生的主动性和参与性，通过主动探究、思考、发现和解决问题，从而培养他们的批判性思维和创新能力。海绵城市项目式学习通常以真实的问题和情境为背景，其有助于引导学生理论结合实际，启发学生在真实的情境中学习和应用地理知识，观察和认识地理环境，体验和感悟人地关系，培育人地协调观，有助于学生形成尊重和保护自然、绿色发展等观念，培育学生的地理学科核心素养。[2]

综上所述，海绵城市项目式学习能够促进学生地理学科核心素养的培育，因为它具有实践性强、跨学科性、以学生为中心和情境化学习等特点，这有助于培养学生的地理知识、地理技能和地理思维。

二、海绵城市项目式学习的一般实践路径

基于海绵城市项目式学习培育学生地理学科核心素养的一般实践路径如下：

在图1中，首先，教师根据地理学科的核心内容和学生的实际情况，选择一个具有实际意义和趣味性的主题(如海绵城市项目)，主题应该能够激发学生的学习兴趣和探究欲望；教师引导学生制订项目计划，包括项目的目标、任务、时间表和评价标准等，在制订项目计划的过程中，教师要强调地理学科的核心内容和技能，确保项目计划与地理学科核心素养相关。其次，学生按照项目计划实施项目，通过搜集地理信息、分析地理数据、制订地理方案等活动，解决实际问题。在实施项目的过程中，教师要鼓励学生积极参与、独立思考、合作交流，培育学生的地理学科核心素养。再次，学生展示和交流他们的项目成果，可以是报告、模型、图片、视频等形式。通过展示和交流，学生可以分享他们的学习经验和成果，也可以从其他学生的成果中获得启示和提高。[3]最后，教师和学生一起对项目进行评价和反思，包括项目的目标是否达成、学生的地理知识和技能是否得到提高、学生的合作交流和创新能力是否得到培养等。通过评价和反思，可以不断改进和完善项目式学习的方式，促进学生地理学科核心素养的培育。

图1 海绵城市项目式学习实践路径图

三、基于海绵城市项目式学习培养学生地理核心素养的实践研究

海绵城市是当今城市发展的重要趋势，它通过构建城市生态系统，实现雨水资源的利用和环境保护，对城市可持续发展起到了积极的推动作用。福州八中地理组以海绵城市建设为例，探索新课标下地理跨学科教学模式的实践和探索，旨在提高学生的综合思维和地理学科的核心素养。

(一)构建概念图，彰显生态文明新理念

在地理跨学科教学模式的设计中，首先需要构建概念图，明确学科之间的关系和交叉点，引导学生理解海绵城市项目式学习的含义和意义。海绵城市是指通过优化城市规划和建设方式，使城市具有像海绵一样的吸水能力和排水能力，从而有效应对雨水和洪涝等问题。海绵城市项目式学习是一种以实际问题为驱动的学习方式，旨在培养学生的创新思维和实践能力，同时推动海绵城市理念的普及和实践。以海绵城市的建设为例，可以将地理学科和生态学科进行有机结合，构建如下的概念图(见图2)。

图2 海绵城市概念图

在这个概念图中，可以看到，海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。[4]地理学科和生态学科之间存在着密切的关系，地理学科涉及城市规划、自然环境、人文地理等方面的知识，而生态学科则涉及生态系统、生态平衡、环境保护等方面的知识。

构建海绵城市概念图可以彰显生态文明理念，推动城市可持续发展，同时，它可以向公众传递海绵城市建设的意义和价值，提高公众对海绵城市的认识和理解。例如：福州八中的城市海绵项目建设可以结合体育馆现状，植入海绵元素，有效地收水、蓄水、渗水、净水，逐步构建一个完整、完善的海绵体系，使之成为福州公建类海绵提升示范项目，同时采用生态的设计手法，打造体育馆式生态微气候。最大限度使用当地和现场的材料和植被，结合领先设计手法，实现生态与美学的融合。

(二)制订学习任务，落实素养目标

上面通过构建概念图可以让我们明确海绵城市项目式学习的学习目标，即培养学生跨学科思维和综合素养。据此需要制订具体的学习任务，包括掌握海绵城市的基本理念、相关技术和应用案例等方面的知识，以及项目式学习的基本方法和实践技巧等。这些学习任务可以通过课程设计、课外阅读、实践操作等方式来实现。

例如，针对福州海绵城市项目式学习，可制订如下学习任务：(1)在线学习：学生可以通过在线学习平台，如慕课、网络课程等，学习海绵城市的相关知识和技术，如雨水收集技术、渗透技术、雨水储存技术等，并通过在线练习、模拟实验等方式加强对知识点的理解和应用。(2)研究性学习：结合高中地理课程中的水循环相关原理，通过实地考察校园海绵城市建设项目，了解水循环原理在海绵城市建设中的应用，提出自己的见解。(3)案例分析：学生可以通过分析国内外海绵城市的案例，如中国南方各地区的雨水利用工程、新加坡的花园城市项目等，了解海绵城市的规划、设计和运行管理等方面的知识。(4)小组讨论：学生可以根据所学知识和实际情况，组织小组讨论，提出海绵城市建设的方案，如建设雨水收集系统、推广绿色建筑、建设透水路面等，在讨论过程中，学生可以相互学习、借鉴，提高方案设计和实践操作的能力。(5)参观考察：学生可以参观海绵城市建设成功的案例，如福州、厦门等地的海绵城市建设项目，了解先进的规划设计理念、建设和运营管理经验等。选择一个具体的海绵城市建设项目，如福州八中的海绵改造方案，进行调研和实地考察，并进行数据搜集和分析。(6)跨学科研究：学生可以结合化学、生物、物理、政治等学科的知识，探讨海绵城市建设对环境治理的影响和可行性，要求学生运用不同学科的知识，分析海绵城市建设的利弊、挑战和前景。通过这些学习任务的制定，可以为海绵城市项目式学习制定学习任务和落实素养目标提供参考。根据学生的实际情况和需求，可以灵活调整和设计不同的学习任务，以落实相关的地理学科核心素养目标。

(三)投身项目学习，培育综合素养

福州八中组织学生投身海绵城市项目式学习，在学习的过程中有效地培育了学生的综合素养。首先，通过海绵城市项目式学习可以培养学生的地理学科核心素养，包括地图技能、空间分析、地理信息素养、地理实践力等。学生需要通过搜集地理信息、分析地理数据、制订地理方案等活动，解决实际问题。其次，通过海绵城市项目式学习可以培养学生的创新素养和合作交流素养，学生在合作和交流中，发挥自己的创意和表达能力，共同解决海绵城市建设中面临的实际问题，并展示自己的研究成果和创新思维。再次，通过海绵城市项目式学习培养了学生的信息素养和媒体素养。学生需要搜集和整理海绵城市的相关资料和案例，制订宣传推广计划等，从而提高自己的信息搜集和整理能力、公共演讲和宣传推广能力。因此，组织学生投身海绵城市项目式学习，可有效促进学生的地理学科核心素养、创新素养、合作交流素养、信息素养和媒体素养等综合素养的培育。

(四)展示学习成果，强化创新导向

海绵城市项目式学习的收获阶段可以通过展示、演示、模拟实验和研讨等方式呈现学生的学习成果，以此强化学生的创新意识，提高学生的综合能力。在设计学习任务和展示学习成果的过程中，教师可以引导学生借助现代技术手段，如使用地理信息系统(GIS)软件进行数据分析和空间展示，让学生更直观地理解和呈现海绵城市建设的效果和环境问题的分布情况。同时，可以鼓励学生使用多媒体和互联网资源进行信息搜集和数据分析，以提高他们的信息素养和独立思考能力。

我们采取了多种方式展示学习成果。(1)展示海绵改造方案设计。学生可以以小组为单位，展示他们的研究成果和方案设计。学生成果报告应包括对海绵城市建设的理解、方案设计的具体内容等。福州八中主要划分为四个汇水分区，包括教学楼区、图书馆广场区、生活区和体育场馆区。以教学楼区为例，改造方案如下：将教学楼南侧、东侧的部分绿地改造为下凹式绿地，将教学楼南侧、北侧、东侧的沥青路改造为透水沥青路，并且使道路坡向两侧的下凹绿地，在教学楼之间庭院绿地内设置雨水花园，调蓄教学楼之间硬化地面的雨水，现状雨水沟内雨水最终通过雨水管网储存在宿舍楼北侧调蓄池内(见图3、图4)。(2)探讨海绵城市改造的主要措施，包括雨水花园，下沉式绿地，透水铺装，植草沟等。以福州八中海绵改造的雨水花园为例：在成片绿地内设置雨水花园，通过局部下凹的微地形收集周边路面和屋面雨水，雨水花园下凹深度30cm，底部构造由上至下分别为蓄水层、护根层、介质层、透水土工布、砾石排水层等，雨水花园内设置雨水溢流井，溢流井标高高于蓄水层底部25cm，溢流雨水排入周边雨水管网。[5]栽植的植物配置选用福州当地的雨水花园植物，既能达到景观提升的目的，又能大幅降低初期雨水对承受水体的污染(见图5)。(3)通过海报、展板或视频形式展现学生的学习成果。海报或展板应包括有关海绵城市建设的背景、方案设计等重要内容(见图6)。

图3 福州八中教学楼海绵改造方案示意图

改造前

图5 福州八中海绵改造之雨水花园景观图

图6 福州八中海绵改造方案展板图

通过制作短视频，展示实地考察的过程，视频可以包括学生的访谈、实地拍摄等内容，生动形象地展现他们对海绵城市建设的理解。显然，展示海绵城市项目式学习成果，可以强化创新导向，提高学生的创新意识和能力，并培养他们的表达和沟通能力、团队协作能力和实践能力。这些素养在未来的学习和职业生涯中都非常重要，有助于学生个性而全面地发展。

四、实践反思

首先，需要把握项目式学习中关键点。可列举出在海绵城市项目式学习中所涉及到的所有知识点，如海绵城市理念、绿色基础设施、雨水收集与利用等。然后，整理、分类和归纳每个知识点的关键点和难点，并根据这些关键点和难点构建问题清单。通过不断地尝试和实践，逐渐解决问题，并在此过程中不断反思和总结，进而提升学习效果和水平。

其次，需要对整个过程进行反思总结，并总结出获得的经验和收获，即总结出在海绵城市项目式学习中，收获团队合作的重要性、学习如何解决问题的方法、海绵城市实践的成功经验等。例如，学习过程中要重视模拟实验和演示，即通过模拟实验和演示的方式，让学生亲身参与到海绵城市建设中来，了解不同方案的优缺点和实施效果，从而培养实践能力和创新能力。这些经验和收获将有助于学生更好地应用所学到的知识和经验，推动海绵城市理念的普及和实践。