深度学习为导向的科普研学课程

胡若楠　金子明　戴苏云　王西敏

科普研学活动往往存在“只旅不学”或“只学不旅”的现象；学生在科普场馆的参观，也普遍出现“走马观花”或“碎片化学习”的困境。究其原因，在于促进科普研学活动的深度学习设计不足，正式和非正式科学教育资源的脱节错位。植物园为学生提供参与真实科学探究的场域，让学生在亲自观察、感知植物的过程中，学习植物学和生态学等科学知识，探究生命现象和生命规律，是植物学习的主阵地。为此，本研学课程以沙生植物为主题，以深度学习为设计理念，以融合校内外科学教育资源为线索，开展案例设计与实践，以期提升学生在科普研学课程中的学习成效，探索科普研学课程设计模式。

案例设计与实践

深度学习是指学习者实现理解性的学习、深层次的信息加工、主动的知识建构和知识转化、有效的知识迁移应用及真实问题的解决[1]。本案例以深度学习为理念指导，开展研学课程设计。

分析学习需要，诱发学习兴趣

学习需要来源于学校课程的需要、学生个体的需要，以及场馆科普深度的需要。

学校课程需要 生命观念是生物学课程的核心素养之一，“生物的多样性”主题是贯彻落实对青少年生命观念培养的重要内容。在“生物的多样性”主题中，学生要能够认识到“生物可以分为不同的类群”“生物具有多样性和统一性”“生物与环境相互依赖、相互影响”等重要概念[2]。对这些重要概念的理解，不仅需要理解其含义，更需要挖掘“为什么”，比如，为什么会有多种多样的生物？为什么要进行分类？而对这些背后问题的追问，就需要引导学生自主提问、开展有指导的探究。对“沙生植物的形态结构”所涉及的生物学科和地理学科教材知识进行分析发现，6—7 年级《地理》涉及世界上的荒漠分布、热带沙漠气候和温带大陆性气候的气候特点，我国温带大陆性气候的分布和成因等内容；《生物学》8 年级会涉及生物生存的条件，9 年级会涉及植物类群、生物和环境的关系等。基于此，该部分的研学课程设计可以聚焦于沙生植物所处地理、气候，沙生植物分类，沙生植物与环境的关系3 个方面内容。

学生学习需要

针对271 名初中生进行的关于学情的问卷调查结果发现，61.25% 的学生最想学习植物对人类的价值（如能不能吃、怎么吃等），56% 的学生都希望了解植物的形态结构特点，76.75% 的学生倾向于选择小组合作学习方式。因此，研学课程在内容设计上补充了关于沙生植物的应用、形态结构特点两方面内容，并选择小组合作探究作为主要活动形式，从而建立与学生的联系，激发内在学习兴趣。

植物园科普深度需要

上海辰山植物园作为物种多样、景观丰富的户外场所，为城市儿童提供了接触自然元素、丰富自然经验的机会。尽管辰山植物园举办的科普活动推出了保证知识体系性的“小植物学家训练营”系列课程，但是尚未与学校课程建立联系，难以探析是否学生可以实现正式和非正式知识的关联和迁移。因此，建立校内外成体系的课程显得尤为必要。

设定学习目标，形成知识体系

深度学习要求学习者将所学知识纳入自己的知识体系中，为此，本研学课程由浅入深、由识记、理解、应用、分析到创造，设定了4大学习目标。

通过对荒漠植物形态结构的观察、描述、比较，能够识别若干种常见沙生植物

通过列举、归纳世界和我国主要荒漠及其分布规律，能够说出沙生植物的分布情况

通过讨论沙生植物与环境相互适应的关系，能够运用结构与功能观对相关生物学现象进行解释说明

通过研讨、记录、归纳沙生植物的形态结构特点及这些特点与环境的相互适应，能够创造性地提出对荒漠的保护和对荒漠化的防治方案。

趣味学伴设计，全程学习支持

辰山植物园的沙生植物馆是华东地区最大的种植荒漠生活植物的场馆，馆内种植来自亚洲、非洲、大洋洲、美洲超过40 科500 余种（品种），并设有植物讲解牌，可以通过扫码观看植物介绍。除此之外，还提供了《辰小苗历险记》动画短片，以辰小苗这一卡通形象为学伴，通过充满趣味和童趣的情感设计方式伴随学生探究。除此之外，在先导课、研学课和总结课分别设置了学习单、研学单和研究报告写作单，分别支持学生的问题理解、调查实施、方案设计和科学解释。

由学校生物教师为学生提供的先導课学习单主要用于支持学生对基础知识的理解，研学计划单是作为让学生理解探究问题、开展实地探究的“脚手架”（见图1）。由辰山植物园提供的研学单为学生提供了观察、分析的支持，总结单为学生提供了方案设计和建立科学解释的“脚手架”（见图2）。

嵌套设计内容，助力知识生成

课程内容按照阶段分为先导课、研学课和总结课。每个阶段对应的内容如图3 所示。

先导课的内容为学生在研学课中的学习奠定基础，帮助学生以多学科视角综合看待植物与环境的关系。研学课的内容主要涉及对于沙生植物的较为全面的认识。总结课的主要任务是探讨沙生植物形态结构特点与环境的相互适应，及运用所学知识提出对现实问题的解决方案。

问题驱动实施，好奇驱动探究

课程以问题链贯穿实施过程，以具体任务驱动合作探究。以“植物如何适应荒漠环境”为核心问题，设计多个子问题，形成问题链，帮助学生在子问题的解决中逐渐形成对核心问题的认识。对每个子问题的解决，设计了不同的活动，组成了课程的各个环节，并根据学习时间和学习场所分为3 个阶段。先导课在学校开展，由学校生物教师主要引导，主要解决“是什么”的问题，为学生能够顺利完成研学课的科学实践奠定知识基础。研学课在植物园开展，由植物学专家主要引导，主要解决“怎么样”的问题。总结课由生物教师主要组织，主要解决“为什么”的问题，学生交流研学心得，分享探究结果，进行互评和自评。整个过程中，引导学生带着问题，由好奇心引领学习和合作探究。课程的问题链、教学流程，以及问题链和教学流程的相关性如图4 所示。

多元课程评价，引导自我反思

本研学课程的评价结合了表现性评价和总结性评价，结合自评、他评，以小组解决方案作为总结性评价对象，以研学过程中的表现和小组汇报作为表现性评价对象，通过对学生的图文笔记、科学解释进行自评、他评，促进自我学习反思。具体包括如下内容：

针对小组问题向全体同学作出解释，同伴和教师分别对解释的科学性、清晰度、流畅度、独到性和创造性进行评价。

对图文笔记进行评价，包括绘图是否科学、是否精细化、是否美观。

关于“荒漠分布在哪里”“荒漠植物为什么有奇特的形态”等问题阐释的合理性进行同伴互评和自评。

案例反思与启发

“荒漠奇遇记”研学课程能够锁定沙生植物这一主题，围绕生命观念这一核心学科素养，开展正式与非正式学习融合，具备跨学科特点的研学课程设计与实施，通过基础知识学习、深入问题探究、探究成果展评3 个阶段，使用建立知识经验关联、构建知识体系、螺旋式目标内容设计等策略，实现对沙生植物的深度学习。3 个阶段的校内外融合式科普研学课程设计可作为后续研学课程设计所遵循的模式。本案例的局限性在于未收集学生的测评数据，所以不能从量化角度证明学习成效，后续可以进一步丰富课程评价方式，打磨系列校内外融合研学课程案例。

参考文献

[1] 吴秀娟，张浩，倪厂清．基于反思的深度学习： 内涵与过程[J]．电化教育研究，2014，35（12）：23-28+33．

[2] 中华人民共和国教育部．义务教育生物学课程标准（2022 版）[M]．北京：北京师范大学出版集团，2022．

[3] 金子明，戴苏云．指向生物学核心素养的馆校合作跨学科实践课程[J]．教育参考，2023，No.301（01）：72-79+87．