基于核心素養視角下的中學自然地理戶外研學方案設計：以太原市東山為例*

董 苗 ，趙燕翹 ，王曉旭 ，鈔錦龍 ，劉 敏 **

（1.太原師范學院地理科學學院，山西 晉中 030619；2.北京師范大學地表過程與資源生態國家重點實驗室，北京 100875；3.北京師范大學地理科學學部，北京 100875；4.中國科學院西北生態環境資源研究院沙坡頭沙漠研究試驗站，甘肅蘭州 730000；5.中國科學院大學資源與環境學院，北京 101408）

0 引 言

隨著地理課程改革的不斷推進，地理核心素養對中學教育教學提出了全新的要求，地理實踐力、人地協調觀、區域認知和綜合思維組成了四大核心素養的基本方面，而地理學科的戶外研學是培養和提高學生地理核心素養的重要方式之一［1-3］.我國的中學教育注重系統地理知識的學習，忽視了地理傳統課堂教學與戶外實踐活動的結合［4-7］，不適于新課程改革背景下地理戶外實踐課程的實施，限制了學生充分理解地理知識和提升地理技能，不利于培養學生的地理興趣.

日本、英國及意大利等國開展戶外研學較早，其研學過程的設置及研學的管理體制較為健全［8-14］.近年來隨著我國逐漸豐富的教育需求，加上政府對研學活動的積極引導，戶外研學也逐漸成為課外教育的一種重要方式［15-21］.美國杰出的體驗式學習專家大衛·庫伯提出著名的“體驗式學習循環圈”，包括具體體驗、反思觀察、抽象概括和行動應用4個循環學習階段.尤其關注學生在體驗過程中產生的想法與觀念，并反饋指導實踐，統一其自我成長過程［22］.同時，建構主義學習理論也提倡學生將所學知識與真實的自然環境相結合，拋出問題并獨立思考，促進其自主學習［22-23］.

我國的相關研究主要停留在理論層面，針對戶外研學線路的選擇、方案設計和研學活動實施的案例較少［24-26］.戶外研學將課堂從教室轉移到校外復雜的地理環境，拓寬了學生的視野，可以充分發揮學生的主動性，引導學生將理論知識與實際相結合，從而增加了學生的學習興趣［1-3，25-26］，因此，開展中學自然地理戶外研學活動對地理實踐教學具有重要的指導意義和實踐價值［27-28］.本文基于大衛·庫伯的體驗式學習理論和建構主義理論，從研學線路選擇、研學任務與內容、課后評價和反饋3個方面對太原市東山戶外實踐活動進行設計，以期為山西省中學地理戶外教學的實施提供科學指導.

1 研學點概況

東 山 地 處 太 原 市 以 東（37°54′30.00″N，112°45′46.44″E），隸屬于太行山支脈（系舟山）延伸的低山丘陵地區［29］，山體走向為NE-WS，地勢東北高西南低，東山的地質構造為斷裂構造，是沁水臺陷區的西北部邊緣部分，故呈現出單斜構造，巖層傾向為南或南西方向，其中又有次級平緩的向斜和背斜構造，巖層依次由奧陶系、石炭系及二迭系組成［29-30］.東山屬于溫帶季風氣候，四季分明且光照充足，年均降水量約462 mm且主要集中于7—9月份.年平均氣溫10.1℃，1月平均氣溫-14.6℃，7月平均氣溫24.4℃.主要土壤類型為褐土［31］，溫帶落葉闊葉林廣布，植物達到了400多種.其中，喬灌木種類達到了100多種，草本植物300多種，如中華卷柏、大丁草等多種草本植物分布在海拔1 000～1 800 m，該區植物資源種類多樣，包含有多種種子植物、苔蘚以及蕨類植物等［32-33］，豐富的地質地貌與植被景觀是開展戶外研學的良好場所.

2 研學線路選擇的原則

（1）安全性原則.由于戶外研學活動是一種較新的教學方法，確保師生的安全問題是其順利展開的基本前提［31］.一是選址的安全，教師在選取戶外考察點時應遵循安全性原則，遠離潛在發生滑坡、泥石流、坍塌、溺水及跌落等危險的地點［22］；二是出行安全，出行人員盡量注意安全，指導教師可向學校申請為參加戶外研學的學生購買意外險，并得到學生和家長的支持.本案例選取的東山戶外實踐路線大部分位于東山旅游環道上，考察點無安全隱患.

（2）便利性原則.考察點的選擇應符合便利性原則，布設考察點既要科學合理，更要突出地理事物的典型性.便利性原則一方面體現在車輛或步行易于達到，降低發生事故的概率；另一方面是便于達到研學目的.東山戶外研學考察點距離太原市區約40 min車程，道路開闊，交通便捷，步行可到達每個考察點，符合便利性原則.

（3）教育性原則.戶外研學的目標是提升學生的地理核心素養，培養學生的地理分析能力.形象直觀的地理現象有助于提出和解決地理問題，研學考察點的設計要突出教育性原則并符合學生的認知規律［27-33］.既能吸引學生提出值得思考的地理問題，又能便于教師引導學生將理論知識應用于分析相關地理現象.

（4）學科性原則.研學內容的選擇要突出地理學綜合性、多樣性和區域性的特點，因此戶外實踐考察點的選取要均衡搭配各種地理要素（包含地質考察、地貌過程和植被類型等）.豐富有趣的地理事物有助于調動學生積極性，刺激學生感官、提高思考能力和團隊協作能力，實現地理核心素養的綜合培養，完成課程預期目標［22］.此外，多樣性原則還體現在運用考察工具和方法的選取上，如地形圖、地貌圖、遙感影像圖、水文圖和土地利用類型等各類地圖；運用野外記錄本統計和記錄相關地理信息；學會使用專業工具（水溫計、羅盤和地質錘等）；學會使用相關APP及軟件.

3 研學線路的設計與實踐流程

3.1 線路設計

（1）教師預考察.指導教師提前對研學線路進行考察，一方面是結合野外地理環境和研學培養目標，確定合理的考察點，設置科學的研學任務；另一個方面是摸排研學路線中的安全隱患.在前期預考察時邀請資深專家同行，確保線路的有效性和可行性［22］.綜合考慮預考察結果及同行意見，詳細制定行程方案及緊急預案，保障地理戶外研學的順利完成.同時，在研學實踐出發前，對學生進行實踐課程的培訓，講明相關注意事項，如安全問題、研學路線和調查實驗等.

（2）研學時間及線路設計.東山戶外研學的主題是“地理視角看東山”.全程步行研學大約需要5 h，其中各考察點間隔較近，均勻分布于整個考察線路中，具體活動時間可選擇休息日，本次研學的集合地點是學校，考察任務點的行走線路為：七里溝—東山煤礦—森林公園—小窯頭村—東大窯—石柱溝村—河道（圖1底圖來自91衛星地圖）.

圖1 東山研學線路

3.2 研學實踐流程

隨著新課標的改革，培養和提升中學生的地理核心素養勢必將貫穿于整個地理教學過程中，而戶外實踐是實現該目標的重要途徑.東山戶外研學的流程主要包括實踐環節和評價過程2個環節，其中，實踐過程包括教師考察線路，選取考察點，設置考察任務，研學前準備（學生分組、安全事項和器材工具），開展實踐任務和總結匯報，評價環節主要包括教師評價和學生反饋2個方面.

（1）實踐過程.①教師考察線路：指導教師考察路線并排除安全隱患.②選取考察點：教師根據核心素養需求和學情，選取科學合理的地理現象和地理事物.③學生分組：每組安排學生5～6人，明確分工，使全員參與到研學考察中.其中，組長負責推進完成小組總考察手冊，督促組員認真聽講、記錄和清點人數；字跡清晰工整的同學負責撰寫本組提交的考察手冊；繪畫功底強的同學為考察手冊繪圖；選擇攝影技術較高的同學拍攝重要的地理事物和景觀；剩余同學負責地理要素調查和記錄.教師與學生的比例為1∶6.④安全事項：強調研學的安全事項，禁止研學過程中擅自離隊、玩手機、插耳機和嬉戲打鬧，禁止靠近河邊、靠近臨空地等，教師準備基本醫藥箱（包含創可貼、暈車藥、消毒酒精和醫用紗布等）.⑤器材工具：手機（安裝好活動中用到的APP：高德地圖、兩步路戶外和形色等）、溫度計、羅盤（在出發前教會學生使用）、采水瓶、標本夾、自封袋、小鐵鍬、鋼卷尺、考察任務手冊（紙筆）和評價反饋表等.⑥開展研學任務：教師帶領學生開展實踐研學，學生以小組為單位進行合作探究，完成研學任務，對考察點地理景觀的形成機制與演化過程進行分析.⑦總結匯報：各小組以PPT、研學報告的方式總結匯報.

（2）課程評估.①學生評價：學生及時完成評價量表，對個人表現和研學任務的完成情況進行評價，并對本次研學活動提出建議.②教師評價：根據匯報內容和評價量表，分析課程目標達成度，進一步完善戶外研學方案.

4 東山戶外研學的課程設計

4.1 課程目標、重點及難點

培養學生的地理核心素養并提升其實踐能力是戶外研學的目標.學生通過合作完成教師設計的活動方案及考察點任務，提升學生的野外動手能力，激發學生思考地理現象背后的地理原理，樹立學生團隊合作精神，培養學生的鄉土地理情懷.

課程重點：（1）區域認知.讓學生自主收集東山的資料，考察該區的地理位置、自然資源和交通線路等.（2）綜合思維.引導學生獨立分析腕足類化石指示的環境特征和河岸彎曲的原因.（3）戶外實踐.引導學生獨立完成野外數據采集、試驗和數據分析.（4）樹立人地協調觀.根據考察記錄內容，小組完成研學報告，讓學生樹立合理利用自然資源、保護自然環境的觀念.

課程難點：（1）學生缺乏地質地貌的基礎知識和野外試驗技能；（2）學生缺乏戶外研學團隊協作經驗；（3）學生數據處理及報告撰寫能力不足.

4.2 課程內容與教學目標

科學合理地設置考察內容是有效完成戶外研學的關鍵，為體現每個考察點所涉及的地理核心素養，教師精心設計研學任務.本案例共設置了7個考察點，落實好每個考察點的任務是完成戶外研學教學目標的重要途徑，每個考察點所培養的地理核心素養如圖2所示.在每個考察點學生都要通過手機APP記錄其地理信息（經緯度、海拔、溫度和主要植被類型），各小組長用“兩步路戶外”APP記錄航跡，鍛煉學生的地理思維和區域認知.

（1）考察點a：①七里溝砂巖屬于沉積巖類，讓學生觀察巖石類型，并用地質錘敲打感受砂巖的性質，引導學生說出3大類巖石的成因與差異；②教師提示砂巖是一種使用廣泛的建筑材料，讓學生查閱并說出使用砂巖建造的建筑.

（2）考察點b：東山煤礦從20世紀初開始開采，改革開放后進入了大規模的開采階段，煤礦殘渣堆積嚴重，生態環境遭到很大破壞，礦區周邊地表植被多為草本植物.①讓學生記錄觀察煤礦周邊的地形、植被及交通狀況，并以小組為單位，估算2.5 m×2.5 m方格內植被覆蓋度，采集制作植被標本，用“形色”APP查閱植物名稱和生活習性.②用詢問和查資料的方法，小組一起探究為何煤礦周邊的植被類型與其他地方的不同，引導學生深刻思考人類活動對大自然的影響.

圖3 東山戶外研學課程考察點核心素養示意

（3）考察點c：森林公園綠意濃濃，吸引了眾多市民登山健身賞花，園內共栽植油松、白皮松和國槐等各類苗木5 000余株，丁香、連翹等灌木4萬余株，道路兩側桃花、槐花齊放，是學生開展植物學習的良好地點.①以小組為單位，記錄觀察主要的植被類型，查閱其生活習性，各小組比賽描述生活習性，通過植被類型引導學生總結東山的氣候特征.②在教師的指導下，各小組制作優勢種的標本.③分組測量公園內河流、泉水的水溫并采集水樣.

（4）考察點d：小窯頭村附近有出露的無碳柱（由破碎的巖石碎屑組成），是煤系地層下部可溶性巖石在地下水和重力作用下所產生的坍塌現象，是巖溶塌陷多次反復長期積累的結果.①讓學生真實地感受巖溶地貌，感受地下水的神奇力量.②教師提示學生巖溶坍塌與地下水位的頻繁升降和侵蝕基準面的變化密切相關，引導學生推測地質歷史時期在這里可能經歷了哪些過程.

（5）考察點e：東大窯分布有泥質石灰巖，內含有晚古生代腕足類化石.①讓學生認真觀察并拍照記錄，查閱相關資料，各小組談一談化石的形成環境與形成過程，聯想喜馬拉雅山頂的三葉蟲化石代表著什么地質過程.②教師講述太原地質時期的4次海進和海退現象，加深學生對海陸變遷、地殼運動的理解.進一步通過開展小組合作，引導學生根據看到的地理現象思考背后的地理知識，建立區域特性認知.

（6）考察點f：①石柱溝村有典型的褶皺地貌和黃土沉積，學生認真觀察并繪制向斜和背斜示意圖，并判斷巖層的時間序列，指導教師分小組傳授使用羅盤測量褶皺地貌的產狀（傾角、傾向和走向）.②發散思維讓學生思考修建隧道、尋找天然氣分別如何選擇地層.③引導學生通過觀察和觸摸黃土，概括黃土的主要成分和粒徑大小.④小組協作探究黃土的物質來源和形成過程，并畫出黃土剖面的示意圖.⑤學生自由活動20 min，拍攝喜愛的自然風景.繪制褶皺地貌、黃土地貌示意圖、測量褶皺地貌的產狀等，均可以培養學生的動手能力，提升其野外實踐能力.發散思維和小組協作活動，能夠充分調動所學理論知識，從時空尺度綜合分析地理現象的形成機制和演化過程，感知地理事物的動態變化.

（7）考察點g：①讓學生觀察河流地貌，識別河漫灘、邊灘、階地、凸岸和凹岸，每組選一名學生繪制河流示意圖，再選一名學生測量水溫和采集水樣（記錄水質顏色、氣味、咸度和流速），說出此處河水水質如何，所屬類別（附水質分類標準）.②指導學生通過河床中石頭的傾斜方向判斷河流的流向.③小組協助探究我國水資源的現狀如何.參照國家水質劃分標準，分析河水的水質狀況，并查閱資料理清我國水資源現狀，樹立節水意識，認識人地協調發展的重要性.通過識別河流地貌的要素并繪制示意圖，測量水溫和采集水樣，提升了學生的地理實踐力；通過凹凸岸、河道中石頭長軸的傾向判斷出河流的流向，培養了學生的綜合思維能力.

4.3 考察任務類型

為了能涉及每一個核心素養并體現地理戶外實踐的學科性質，本案例設計了5種考察任務類型在7個考察點落實，具體包括記錄觀察類、分析思考類、測量采集類、繪圖拍攝類及協作探究類，每一類考察類型都有詳細的操作方法、具體任務和其所指向的地理素養（表1）.中學地理教師在今后的戶外研學課程實踐中可圍繞這5個方面設計考察任務，有效落實地理核心素養的培養目標.

表1 東山戶外研學考察任務類型

4.4 評價量表與反饋

通過評價反饋表中的研學過程表現和考察手冊完成情況，評價學生參與戶外實踐的狀態和成效，反映本次研學方案在培養學生核心素養中的優缺點，研學評價反饋如表2所示.

表2 東山研學評價反饋表

從研學過程表現來看，各小組分工明確，學生參與積極性較高，小組討論激烈，探究學習氛圍較好，尤其在考察點c進行頭腦風暴比賽時，組員都能積極補充發言.在實踐動手能力方面，學生均可通過觀察，借助工具和儀器獲取相應的地理信息，但野外地貌圖的繪制技能還需進一步加強，缺乏獨立思考、發現問題和解決問題的能力，平均分數為2.7分.在戶外研學過程中，學生都能夠尊重和保護自然環境，不獨自行動維護自身安全，并對大自然充滿好奇和敬畏，看到新奇的自然景觀互相交流，忽視了指導教師的某些講解.但這種現象符合體驗式學習教育的原理，教師可以尊重學生的這種狀態.

從考察手冊的完成情況來看：在考察點a，學生對砂巖用途、3大類巖石的成因分析分別獲得20.0、30.0分，表明學生平時缺乏觀察自然的習慣，對知識的綜合歸納能力還有待提高；在考察點b，學生能夠很好地測量植被覆蓋度，但制作草本植物標本還不太嫻熟，通過對礦區的植被類型識別，能夠深刻體會到合理利用資源和保護生態環境必要性；在考察點c，學生可以較好地完成植物標本，也能總結出該地氣候類型，但有一定差異；從考察點d和e的得分來看，學生能夠準確記錄化石特征，并推測出該區可能經歷過滄海桑田的地殼運動，但由于知識儲量的不足，需要指導教師對山西的海進海退歷史進行講解補充，對無碳柱與巖溶塌陷的關系不清，得分僅為0.3分；在考察點f，學生繪制的產狀圖和剖面圖缺少關鍵要素和數據，部分學生動手能力不足且未掌握羅盤的使用方法，并依賴其他同學的測量結果，導致褶皺地貌產狀的測量組間差異較大，表明學生的動手實踐能力還有待提升；在考察點g，學生均能很好地完成水樣的采集與測量，判斷河流流向，也能理解我國水資源不足的現狀.

綜上所述，本次戶外研學基本完成了教學目標，學生在小組協作、考察態度和安全意識方面表現較好，能夠圓滿完成基本的觀察、記錄、實踐和分析等任務.但對于綜合性較高的野外實踐和分析環節，大部分學生還待提高.研學結束后，教師應及時召開總結大會，向學生反饋本次研學的成效和不足，通過小組討論，集中解答研學過程中的問題；學生也應向教師反饋本次研學線路、方案及內容的優缺點，便于教師進一步完善研學計劃.同時，教師指導學生通過照片、手繪和標本等方式在學校宣傳欄、美篇和公眾號上展示，每個研學小組撰寫一份考察報告，并附心得體會.本文中的評價反饋表僅是指導教師針對本次戶外研學設計，在后續的實踐課程開展中，有待多次評估試驗，使評價反饋表更加客觀科學.

5 結束語

戶外研學作為一種新型的學習與教育方式，具有鮮明的地域性和實踐性，是新時期培養學生地理核心素養的有效途徑之一.本文以太原市東山戶外研學線路的考察、設計與實踐為線索，探究學生通過野外實踐課程獲取地理知識，提升核心素養的有效途徑.

（1）開展中學地理戶外研學存在較大的外界阻力，設計完善且具有成效性的研學實踐方案至關重要.本案例是基于大衛·庫伯的體驗式學習理論和建構主義理論，遵循研學線路選擇原則的基礎上而設計，結合高一地理將研學任務分為5類：記錄觀察類、分析思考類、測量采集類、繪圖拍攝類及協作探究類，充分凸顯了地理學綜合性、區域性和多樣性的學科特點，可為中學地理教師開展戶外研學計劃提供參考.

（2）戶外研學是體驗式學習，其教育場所和學習方式發生了改變，研學過程包含實踐過程和評價過程2個環節.其中，實踐過程包括教師預考察、選取考察點、設置考察任務、研學前準備、研學實踐和匯報總結，而評價環節包括教師對學生的評價、學生向教師的反饋.總結和評價環節在戶外研學中不可或缺，通過評價和總結，教師可集中解決在研學過程中的共性問題，及時調整研學計劃和培養目標.學生也能夠通過地理試驗、野外測量和記錄觀察等方式開展實踐學習，在自然環境中感知地理知識，培養其情感態度與價值觀，同時發現自身的不足并加以改進.

（3）本次地理戶外研學課程是針對高中人教版（必修一）部分內容設計，涉及內容包括板塊運動、觀察地貌景觀并描繪示意圖、判別區域氣候和巖石類型、河流地貌考察及測量水文特征、家鄉土壤調查、植被和土壤的地帶性分異規律和環境保護等知識點.同時也適用于人教版初中地理七年級上冊（第一章地形圖判讀、第二章海陸變遷、第三章氣溫、降水與氣候），七年級下冊（第六章自然環境），八年級上冊（第二章地勢與地形、氣候、河流和第三章自然資源）和八年級下冊（第五章黃土高原），本案例可為中學地理教師提供經驗指導.