打造学生社团集群，开发地球科学校本课程
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作者:沈新荣
摘 要：作为《普通高中地理课程标准（2017年版）》必修“地理1”模块的重要内容，地球科学基础具有“宽而浅”“不追求系统性”的特点。文章从教—学团队集群化建设、课程体系开发与建设和三大支持系统建设等方面进行地球科学校本课程建设探索，取得了明显的教学和社会效益。
关键词：社团集群;地球科学;校本课程
作為一门以地球系统的形成、演化及其相互作用为研究对象的基础学科，地球科学涉及地质地貌、地球物理、地球化学、遥感、天文与空间物理、大气、海洋、环境等诸多分支领域。长久以来，地球科学知识都是中学地理课程中的重要组成部分。根据国家发展的需要和众多学者的建议，《普通高中地理课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）将地球科学基础作为必修“地理1”模块的重要内容，从国家课程的高度确立了地球科学知识在基础教育课程中的地位。
必修课程是全体学生必须修习的课程，具有“宽而浅”“不追求系统性”的特点[1]。因此，可以通过基于学生社团集群（天文社、矿石社、气象社、地理社、环境社等）的方式，开展地球科学相关的校本课程开发、实践和评价活动，以增强中学地球科学课程的专业性、系统性，满足社会经济发展对国民的地球科学素养需求，并助力地球科学领域未来人才的发现和早期培养。
一、团队集群化建设
1.地球科学社团集群
江苏省天一中学地理组（以下简称“天一地理组”）于2008年4月正式创办了天一天文社，并在其后的数年间将其发展壮大为江苏省优秀中学天文社团、无锡市首批十佳中小学生社团。此后，以天文社为样板，天一地理组根据地球科学的具体细分领域，结合学校、教师和学生的具体情况，先后创办了天一矿石社、天一气象社（原天文社竺可桢工作室）、天文社万户工作室、天一地理社等学生社团。计划在条件成熟时创办天一环境社等社团。2017年，天一地理组以天文社为核心，整合其他社团，组建了地球科学社团集群，开始探索各社团的整合、分工与集群化发展路径。
作为地球科学校本课程建设的重要载体和实施对象，学生社团团结了一批有共同学科志趣的学生。各社团除每周独立开展学术型集中培训课程外，还经常联合举办展览、讲座等普及型活动课程、课题研究等研究型项目课程，以及地理研学、大学先修等综合性学习活动。各社团成立有学生社团理事会，由学生自主管理社团的日常活动、学习和研究工作。
2.名师工作室群
为更好地指导地球科学社团集群建设，天一地理组探索并已成立了“沈新荣·天文巡星工作室”、“魏洁英·矿物探秘工作室”和“邓洪贤·药用植物工作室”等三个名师工作室。工作室成员不仅涵盖了地理组全体教师，而且联合了物理、艺术、生物、英语等其他学科的多名教师。
2013年，“沈新荣·天文巡星工作室”率先成功申报市级十二五规划“‘项目研究’驱动的‘天文巡星工作室’建设研究”课题，就教学组织建设（学生社团理事会、名师工作室），教学环境建设（创新实验室、E学习平台），教学资源建设（丰富课程体系、校本系列教材）等开展了卓有成效的研究，并于2018年底顺利结题。此后，“普通高中开放式地理课程特色研究”“课程思想下的校园生态建设和校本性课程开发研究”“基于学生社团的地球科学校本课程开发研究”等教育科研课题先后成功立项。
以教师教育科研课题研究为抓手，名师工作室的教师对社团发展进行整体设计和规划，引领各社团向学术性方向转变。名师工作室的组建，确保了地球科学校本课程开发、实施与评价等一系列工作的具体推进。
二、课程体系建设
1.丰富课程类型
依托美国心理学家兰祖利“丰富教学模式”理论，天一地理组初步建构了“3+1”课程群：普及型、学术型、研究型和大学先修课程。
普及型课程指利用学科典型表征，以活动体验为基本形式，以培养学生学科兴趣为主要目的的课程，包括面向全校学生开设的科普类讲座、展览和活动，如路边天文夜、校园矿石展等;学术型课程指结合学科核心知识，以集中培训为基本形式，以夯实学生学科素养为主要目的的课程，面向社团学生开展理论学习、观测实践和研学课程，如“矿物探秘”校本课程、“阿尔德”观星营等;研究型课程指面向学科分支领域，以课题研究为基本形式，以培养学生学科能力为主要目的的课程，面向项目团队或个人开展的实际问题探究、项目课题研究[2]，如月球表面小撞击坑形态研究、城市氮氧化物日均浓度变化研究等;大学先修课程指深入学科经典知识，结合活动体验、集中培训和课题研究等多种形式，以规划学生学科生涯为主要目的的课程，面向学有余力且有意向报考高校地学专业的优秀学生开展各类教学活动，如北京大学“地球科学概论”先修课程、美国大学“AP Environmental Science”先修课程等。
2.开发项目式课程
为提高学生解决实际问题的能力，天一地理组在校本课程教学中广泛实施项目学习，大力开发项目式课程，并在具体推进中明确了项目式课程建构的四个步骤[3]（以“月球地质年代学”项目为例）：第一，梳理核心知识，以确保项目设计的学习任务紧密围绕新课标中的内容要求，符合学科核心素养和关键能力培育的要求，如根据新课标必修“地理1”模块内容要求，梳理出“运用地质年代表等资料，简要描述地球的演化过程”这一核心知识;第二，融合交叉知识，在梳理核心知识的基础上，通过绘制知识地图等方式对核心知识及其知识结构进行整理和分析，寻找不同学科知识间的联结点，借助联结点对各分科的知识、能力和观念进行融合，如围绕“地质年代表”“地球的演化过程”等知识，挖掘出地质学中的“地层层序律”“岩层切割律”“放射性同位素年代法”、生物学中的“化石层序律”、农业科学中的“土壤成熟度法”、行星科学中的“统计定年法”等相关原理和方法;第三，引入真实情境，将各学科抽象化、模型化的科学知识，结合在真实的社会生产、生活情境之中，使学习问题能够与真实情境相融合，如引入“玉兔”“金蟾”的传说，发掘民间耳熟能详的月面上“先有玉兔还是先有金蟾”争论这一情境，来承载抽象知识;第四，建构研究项目，以交叉、融合的核心知识为基点，以真实问题为载体，经由知识的项目化改造开发出合适的学习项目，如经“玉兔金蟾孰先孰后”这一神话传说导入，建构“月球地质年代学”项目，通过“月坑叠覆”“月坑分布”“月坑退化、月壤成熟”等学习任务，在实验实践中探究玉兔和金蟾所在地层单元的相对地质年龄及其形成和演化的历史。 天一地理组在项目式课程的设计中区分了三个难度层级[4]：第一，验证型项目，问题提出、课题确定、活动设计、实践过程、预期结果等均由教师提出，学生仅需根据活动设计完成实践过程，如“月坑叠覆”实验;第二，探究型项目，问题提出、课题确定等一般由教师提出，活动设计、实践过程、研究结果等则由学生自主完成，如“月坑分布”实验;第三，创新型项目，问题提出、课题确定、活动设计、实践过程、预期结果等均由学生自主完成，教师仅负责方法指导和节点控制，如“月坑退化”“月壤成熟”实验。
3.开发研学课程
依托地球科学社团集群，天一地理组在原有野外天文觀测项目“天一观星营”的基础上，重新规划、设计开发了专注于天文专题研学的“阿尔德观星营”和专注于地球科学综合研学的“瑞德克里夫冬夏令营”（以下简称“阿营”“瑞营”）两个课程项目。
“阿营”“瑞营”研学课程开发和实施过程中，特别重视聚焦地理核心素养，以促进学生人地协调观、区域认知、综合思维和地理实践力的全面发展和终身发展为核心目标;指向学生关键能力，以引导学生认知能力、合作能力、创新能力和职业能力的充分发展为重要依据;围绕课程标准，以指导学生深化理解核心知识、提高学业成绩、解决实际问题为基本任务。[5]与多数学校问题导向的研学旅行不同，“阿营”“瑞营”以项目为导向开展课程实践活动，且特别重视探究型项目和创新型项目的研究活动。2014年起，“阿营”团队以“太阳黑子与地球环境响应研究”“太阳耀斑与地球电离层响应研究”“无锡城市夜空光度测量”等为主要项目走过了江苏盱眙、无锡，浙江安吉、舟山，上海南汇、崇明等长三角众多城市;“瑞营”团队以“野外天文观测点观测条件比较研究”“城市及周边地区夜天光亮度比较研究”“大山两翼植物多样性调查研究”等为主要项目先后赴西北环青海湖地区、东北长春至防川一线地区、西北环贺兰山地区开展研学考察，并取得了学生论文发表、成果获奖等一系列的成绩。
三、支持系统建设
1.创新实验室
依托学校已建和在建的天一科学院课程基地、天一生态学院课程基地等八大课程基地群，天一地理组联合南京信息工程大学、无锡市气象局、南京中医药大学、中国药科大学等高校院所，先后建设了天文创新实验室、矿物探秘实验室、校园智慧气象站和药用植物教学区等多个创新实验室（站/区）。创新实验室是在常规实验室基础上的拓展和提升，既能用于班级、社团为单位的集体教学和培训活动，又可以满足个人或小组的个性化项目研究。
与多数学校直接采用教育装备公司的套餐设计方案不同，天一地理组科学评价地球科学校本教育的现实需要及未来预期，客观征求地球科学社团集群下属各社团学生学习、活动和研究的要求与建议，围绕教师教育科研课题和学生项目研究课题开题报告，制定发展规划，分批次推进实验室建设并采购仪器设备（如矿石标本、自动气象站、夜天光测量仪等），以期化抽象为具体、化静态为动态，为地理课堂教学、校本课程教学、学生社团活动及真实项目研究提供可视化的物质平台。经过几年的建设完善，新课标中有关地球运动、太阳活动、天气、主要植被、天体观测、岩石矿物等内容的教学已可以依托上述实验室开展。每年，亦有近十个学生研究项目在实验室中进行孵化和培育。
2.智慧学习平台
原有的E学习平台，基本满足了学生学习、教师教学、家长沟通的需求，但仍存在智能不高的问题。因此，天一地理组正积极依托学校E智慧学院课程基地，着手建设智慧教育环境。当前，在有线网络的基础上，各创新实验室（站/区）已实现校园无线网络全覆盖。网络接入限制上的突破，为后续智慧气象站、夜天光监测站、电离层监测站等监测数据的跨区域共享提供了网络基础，可促进学生的移动学习、教师的移动办公，将为教研组对实验室（站/区）的信息化管理带来极大便利。
依托主流即时通讯软件、共享网盘，天文社已率先建设了校本课程资源库。数以千计的精品课件、精选习题、社刊社报、项目研究材料、奥赛集训资料、天文观测资料、学生成长案例等各类教育教学资源分门别类存放，教师和学生可以根据权限级别按需自由调用。未来，天一地理组将依托学校“自主自省、互联互动”的智慧校园云平台，进一步搭建基于地球科学社团集群的校本化教育大数据库，纳入教师教学、学生学习等各种个性化数据，一方面可以为相关职能部门提供大数据决策依据，另一方面也可依据每位师生的个人数据资源库对其开展精准指导。
未来，天一地理组将依托学校智慧校园系统，进一步探索智慧教学模式，通过互动课堂系统、校本资源系统等实现“智慧教”，通过在线作业系统、网络学习系统实现“智慧学”。智慧教学，不仅打破了时间和空间的壁垒，方便学生根据自己的需要安排学习时间和地点，实现移动学习和泛在学习;而且实现了线上学习和线下学习相结合、即时学习与即时反馈相结合，有助于提高教学反馈和学生指导的即时性和准确性。
3.三高合作
在学校的支持和推介下，天一地理组持续深化与高校院所、高新企业、一流高中的“三高合作”，通过横向合作共享、纵向有效衔接，积极开发并合理使用校内外各种优质教育资源，实现教育资源共建共享，提高教育资源内在品质，推进教育资源向社会延伸，实现教育领域内的共建共赢、教育领域外的社会支持。
近些年来，天一地理组主动开展“高中—高校院所”合作，以完善高中课程体系、衔接人才培养模式、提高教育资源内在品质。如参与中国科协、华东师范大学和中国科学院大学“中学教师再回大学”活动培训地理教师、与北京大学合作引进《地球科学概论》选修课，与南京信息工程大学合作建设校园智慧气象站、参与中国科协“中学生科技创新后备人才培养计划”培养地球科学类后备人才等。
天一地理组正积极寻求“高中—高新企业”合作，大力推进教育资源的社会延伸、寻找教育资源的生长点。如积极寻求天文科技公司、环保科技公司、航天科技公司等联合建设校内创新实验室（站/区）和校外实践基地，并为学生开展项目研究提供专业技术支持。
此外，天一地理组也正积极推进与一流高中的合作，以建立学校专业联盟、实现教育资源共建共享。如天一地理组发起成立的地区性中小学天文联合会、积极参与的省级课程基地联盟、合作开展的跨国天文项目合作、有意参与的全国或地区性研学旅行课程联盟等，都将成为探索突破优质教育资源匮乏问题、实现教育资源多样化的重要途径。
参考文献：
[1] 韦志榕，朱翔.普通高中地理课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018.
[2] 沈新荣.中学天文教育的校本探索——以江苏省天一中学为例[J].中学地理教学参考，2019（01）：4-6.
[3] 沈新荣.论STEM教育对学生研究项目开发的启示[J].创新人才教育， 2018（03）：38-42.
[4] 姚炳华，朱志刚.问题意识：让研学旅行回归正途[J].地理教育，2019（04）：11-13.
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