科学主题研学实践活动的开发策略

刘晓宇 张小平

从2016年教育部等11部门发布《关于推进中小学生研学旅行的意见》以来，社会各界对研学实践教育颇为重视。研学实践在学习方式上强调在真实的情境下学习，强调在生活中、在社会中学习，强调动手实践和体验探究式学习。当前的研学实践活动多从人文和科学两个角度来分类。人文类研学实践活动开展的学校较多，有较为成熟的主题和线路，如红色文化之旅——延安线，徽州文化之旅——黄山线等。而科学类研学实践活动开展的学校相对较少，需要一定的资源支持和更加精心的设计。研究性学习是研学实践最重要的学习方式，科学类研究性学习与学科课程结合得更加紧密，学生选取的研究性问题是科学问题，大多需要一段时间的观测和定量实验，对学生的抽象思维要求比较高，对学校和教师来说需要更加精细的规划。同时，可能还需要借助高校、科研院所、科技企业等资源单位的力量共同开发课程。海淀区部分中小学在研学实践中开展了科学主题学习并形成了丰富的开发策略。

1.选定与实践地点匹配的科学主题

研学实践需要将学习空间拓展到校园之外，让学生在自然社会中学习和研究。不同的校外场所会有不同的功能，如科技馆的科普功能、植物园的植物观赏和研究功能，以及动物园的科普和动物保护功能。因此，应当选定与实践地点匹配的主题。例如，选定的主题为天文观测，那么选择的实践地点是内蒙古草原和贵州黔南就比较适合。内蒙古草原观星配以天文专家的讲解和摄影专家的指导，低、中、高学段的学生都可以参与。位于贵州黔南的FAST作为世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，了解它记录下的星体辐射信号如何进行处理、分析是很好的研学体验。它本身的巨大尺寸带给学生的视觉冲击以及FAST工程首席科学家兼总工程师南仁东的故事都是极富教育意义的，适合有一定知识储备的高中学生。学生通过天文观测主题下的这两条线路，都会收获或拓展一定的天文学知识，也会在观测方面有一定的科技体验和职业体验。

校外实践活动是一个复杂的、多交互的过程，其包含的主题不是单一的，考虑到学生出行短暂，线路更需要尽可能地优化、集中。因此，学校在实践中，会先定线路，发掘线路上的资源、特色，最终确定线路可以承载的主题。科学主题研学活动一般会深度参观科技馆、自然博物馆、展览馆、科研院所、地质公园等资源单位，开展科学实验、与科学家交流等体验性活动，进行自然环境中的地质特征、生物多样性探索等探究性活动，还可能会去往一些重要科技事件的发生地学习参观，如卫星发射地等。在确定实践地点和可以开展的活动后，再聚焦一个大的主题或者设计让学生们选择的若干小主题，平衡旅行参观与研究性学习的关系，凸显研学实践课程独特的育人价值。

2.确定与课标关联的探究学习内容

2017年版的普通高中科学类学科课程标准，强调了教学中的真实情境创设，强调了科学、技术、社会、环境之间的联系。2022年版的义务教育科学课程标准更是强调了开设跨学科主题学习活动的要求。研学实践活动的实践场景就是真实的情境，天然具有跨学科学习优势。但真实的情境包含了多元的学习内容，学生能够学习哪些内容，能够做哪些研究，需要学校教师做出少而精的内容选择，才可能留出更多的空间和时间让学生自主积极地探究，让学生在研学实践活动中有生成性的体验，而不是在有限的时间和空间内学习更多的零碎知识以及完成一项项布置的任务。同时，研学实践活动作为学校的教育活动，同校内学习一样需要有明确的教育目的和教育意义，学习内容需要教师精心设计以符合学生的身心发展水平。因此，科学主题研学实践活动的学习内容需要与课标相关联，能够让学生在实践中迁移应用学科知识和技能，能够让学生在问题研究和解决中认识学科间的联系，基于一定的学习经验开展研究性学习和探究体验活动。例如，植物观察主题研学实践主要关联小学科学和初中生物学课标中“植物的生存和生长条件”“植物的器官与功能”“植物与环境关系”等内容。海淀区第四实验小学，将小学科学中的“植物与环境关系”作为国家植物园水杉林研学的主要学习内容，围绕“生物多样性”核心概念设计5课时的探究和学习活动，让学生在问题研究中完成宣传保护“孓遗植物——水杉”的校园展览任务。

虽然，科学主题研学实践活动的学习内容选择需要依托课标，但是在具体的内容设计上，不能只是了解科学知识，也不能完全是让学生完成科学学科的题目，要注重发展性、综合性、生成性和实践性。可以以学习内容是否需要离开学校去目的地完成作为内容开发的检测标准之一，如果在校内就可以完成，那么学习内容就需要调整。也就是说，研学实践活动的学习内容不能只是知识的积累、原理的说明和实验的设计，还需要有学生在目的地才能完成的体验活动和探究任务。

3.在学习任务中完成学生学习评价

从学习过程角度看，评价一般分为终结性评价和形成性评价。形成性评价主要在过程中进行，也是研学旅行这类綜合实践活动课程应该主要采用的评价类型。形成性评价通过观察、问答、访谈、作品展示等方式对学生在研学旅行过程中的表现进行记录。科学主题研学实践除了一般性的表现，还涉及研究态度、安全操作、研究小组的合理分工等方面的记录。同时，科学主题研学实践最终还会让学生提交研究报告、研究小论文、研究作品等研究成果，并进行研究成果展示或汇报作为终结性评价内容。在国家植物园水杉林研学实践活动中，学生围绕“水杉是否可以在北京大面积推广种植”这一总驱动性问题，解决一系列的子研究问题，过程中形成小组活动规划方案、观察记录单、图片拍摄、研究资料搜集等过程性记录作为过程性评价材料，最终还需要生成利用信息技术制作的“保护水杉”宣传海报在校园展览，以互评、师评的方式开展终结性评价。实际上，学生完成海报制作总任务的过程就是研究和学习的过程，也是自我评估和改进的过程。学生自己可以通过学习任务的达成度来自我评估研究性学习的进展，明确是否需要更多的帮助和更深度的研究，在真实的自主研究和自主学习过程中实现突破和提升。

本文系北京市海淀区教育科学“十四五”规划一般课题“学校教师主题课程开发能力提升研究”（课题编号：HDGH20210630）的阶段成果