化学视角下高品质研学旅行活动的设计与实施策略研究

［摘 要］为引导学生关注人类面临的与化学有关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力，文章以那考河湿地公园研学旅行活动为例，提出化学视角下高品质研学旅行活动的实施策略，并对此次研学旅行活动进行反思。

［关键词］研学旅行；社会实践；学科核心素养；创新性

［中图分类号］    O6            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2024）15-0073-03

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课标》）明确提出，结合学生已有的经验和将要经历的社会生活实际，引导学生关注人类面临的与化学有关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。要想贯彻《课标》基本理念，仅靠传统课堂教学难以实现。研学旅行活动能让师生走出校园、走向社会，以亲身体验的方式替代传统的“满堂灌”教学模式，生动、直观且全面详尽地呈现课本知识在实际生活中的灵活应用。将化学课堂从校内搬到校外，开展以化学学科为主的科技研学旅行活动是培养学生科学观的重要途径。通过参观化工企业、科技馆、污水处理厂、水源保护地等，将研学旅行活动和社会资源连接，不仅可以激发学生学习化学的兴趣，还可以有效提升学生的化学学科素养。下文以广西南宁市第一中学（以下简称“我校”）组织学生参加的以化学学科为主体的那考河湿地公园研学旅行活动为例，浅谈高中研学旅行活动的设计与实施策略。

一、化学视角下高中研学旅行活动案例

（一）研学旅行活动目标和内容的设定

研学旅行活动目标的设定和内容的选材基于以下两点。

1.体现化学的学科价值。人教版高中化学教材有关水污染处理的内容较多，涉及必修一、必修二及选修一的多个章节，多角度、多维度、多层次地呈现了与水污染处理相关的知识点。水污染处理问题以及相关的化工流程题，是历年化学高考的高频考点，将那考河水污染处理问题的探究作为研学内容更能凸显“生活无处不化学”的学科价值。

2.凸显学科的社会价值。在研学旅行活动中，教师组织学生围绕水污染处理问题进行实地考察，引导学生设计探究方案开展实验验证，培养学生“绿色化学”的思想，树立学生的环境保护意识，增强学生的社会责任感，很好地体现了那考河湿地公园研学旅行活动的社会价值。

（二）研学旅行活动的前期准备

1.研学地点的确定。那考河湿地公园位于广西南宁市金川路旁，交通较为便利。2017年初，那考河湿地公园项目历经三年建成运营，成为国内首个实施并投入运营的城市水环境流域综合治理PPP项目。该项目使用了以PVDF为膜材料的膜丝，采用先进的热致相法制膜工艺，同时进行了特殊的亲水化处理。该材料具有产水质量好、使用寿命长、能耗低的优点。“海绵化”改造使南宁市片区溢流污染得到有效控制，将原来环境脏乱、水体黑臭、河道狭窄的“黑水河”，变成了“山水相依、城水相融、人水相亲”的湿地公园。这个融入了大量与化学学科相关知识的研学地点，可以有效弥补教材知识呈现方式单一、章节知识点不连贯的短板。

2.研学前的学习指导。在选定那考河湿地公园作为研学目的地后，我们首先向学生做了研学前的学习指导，介绍了那考河湿地公园的“前世今生”和改造历程，以及南宁市建设海绵城市所采取的一系列举措和这些举措取得的成效。其次，指导学生以学习小组为单位，积极上网查阅资料，找出污水整治过程中涉及的相关化学知识，如净水剂的原理、工业“三废”的处理、污水处理厂处理废水的流程等。最后，组织小组交流，针对交流过程中学生提出的问题，如那考河湿地公园有什么独特的措施、如何快速检测水质、如何设计小实验进行污水处理以及如何制作简易净水器等，设计解决方案，实现化工生产与环境保护相统一。

（三）研学旅行活动主体实践过程

1.全面体现化学学科的核心素养。高中化学学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任五个方面。

选择在那考河湿地公园开展研学旅行活动，通过参观科普园，了解前沿科技产品在水污染处理过程中的运用，可以激发学生的科学探究与创新意识；实地考察“净水梯田净雨水，潜湿地过滤杂质”等一系列整治污水的举措，有利于培养学生的科学态度与社会责任感；通过指导学生现场测定水质，在实验室还原污水处理的各个环节，可以提高学生证据推理与模型认知的能力；而现场的实地操作，对于水溶液中主要杂质离子的处理所涉及的诸多化学反应，能增强学生的宏观辨识与微观探析能力，最终全面提升学生化学学科的核心素养。

2.实现从教材知识到实践活动的感知。高中化学教材里与水污染处理相关的知识点众多，这些知识点贯穿整个课程体系。水污染处理涉及氧化还原反应、胶体的性质、盐类的水解、电化学等知识，相关实验操作包括溶液pH值的测定、酸碱中和滴定、物质的分离与提纯、沉淀的溶解和转化等。

对于水体污染的处理，相关化学资料呈现出来的情境有很多，如水体富营养化的除磷技术、工业废水含硫化合物的处理、金矿含氰废水的处理、化学方法降解水中有机物等。将这些看似枯燥的问题融入研学旅行活动，让学生在实践中解决遇到的问题，能增强研学旅行活动的有效性。

3.完成从实验室到现场实操的转换。与水污染处理相关的检测仪器除了教材上的简易过滤装置、简易净水器、pH计（试纸），还有数字化实验中各种先进的检测仪，利用这些检测仪可以进行快速科学的数据分析。学生通过查阅资料，了解污水处理所使用的浊度仪、分光光度仪、溶解氧分析仪、红外光谱仪、余氯检测仪、扫描镜、色谱分析仪等这些在大专院校实验室和工厂实验室才有的高端设备的操作方法，为开展深入探究奠定了基础。

学生通过实地取水样、现场快速检测水样的酸碱度、检测一些简单离子等操作，在实际生活中灵活运用教材上的知识，大大提高了自身的动手能力和实验技能，教师能在实验中适时指导学生进行规范操作。

4.结合教学需要，深入了解化工流程。化工流程是学生在课堂学习中的“拦路虎”。因为缺乏直观的教学模型，很多学生只能凭想象猜测。为此，我们先带领学生参观了广西科技馆，通过实地参观污水处理厂模型并亲自动手启动装置，生动还原了污水处理厂的整个运作流程，加深学生对必修二教材相关内容的理解。之后，多数学生能够口述污水处理厂工作原理并独立绘出大致的流程图。

5.领悟高科技的运用，坚持创新理念。那考河湿地公园除了使用先进的膜渗透技术处理废水，还采用了大量创新的立体生态环保理念，如处理调蓄池、雨水花园、植草沟等，这些海绵设施成为污水处理的利器。层次分明的“净水梯田”种满了各种植物，加上藏在绿地之下的植草沟，这些形成了自上而下的天然过滤通道，再往下还有专门的蓄水层。这些举措不仅创新了污水处理模式，而且带来了令人耳目一新的公园景观。这一过程能让学生近距离体验各种创新而有效的环保措施。

二、研学旅行活动的反思与延伸

（一）研学旅行活动的反思

1.课程化是研学旅行常态化的重要途径。受各种因素的限制，能够坚持全面而有效地开展研学旅行活动的学校并不多。为解决这个问题，可以从以下三个方面着手：（1）推动“家、校、生”三位一体、第三方平台规范有序地组织和参与研学旅行活动，多方协同，合作共赢，这对提高研学旅行的品质、普及率大有裨益。（2）通过研学手册，开展有效的学习评价；通过多学科知识的综合运用，强化理论知识和技能的结合，设计高效的学科融合活动方案。（3）坚持主题式探究与学科融合双管齐下，尽可能将课堂知识与社会实践相结合，注重课程设计的实践性、创新性，使学科价值及社会价值最大化。

研学旅行活动设计和实施过程应坚持贯彻“多学科并举、多专业综合、多知识贯通、多教法并用”的理念。同时，教师在设计相关研学课程时，应避免出现“只旅不学、只学不旅、学旅脱钩”的情况，努力提升研学旅行活动的品质。

2.推动高品质学科融合研学旅行活动的开发设计。

（1）基于主体学科教学主题的学科融合。在那考河湿地公园研学旅行过程中，除依托化学学科主体知识外，研学旅行的内容还可以和生物学科相结合，如对湿地公园植被的培育和生长条件的研究；与物理学科相结合，如在上游截水建坝的工作原理；与地理学科相结合，如建立污水处理厂对地势的要求等。多学科联动能使研学旅行活动内容更加丰富，更有利于学生的全面发展。

（2）基于生活主题的学科融合。近年来的高考命题侧重于关注社会热点，将理论知识和生活中的热点问题相结合，注重考查学生分析问题和解决实际问题的能力。

通过那考河湿地公园的研学旅行活动，学生对污水处理有了深刻的认识，了解到我国在环境保护方面所做的努力和取得的成果，增强了他们在日常生活中注重节水、垃圾分类的意识，树立“家事、国事、天下事，事事关心”的情怀。

（3）基于活动主题的学科融合。“活动型”课程是落实核心素养培养的关键抓手。建构主义理论认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，最好的办法是到现实世界中去感受、体验。研学旅行活动是对课内学科知识的延伸、拓展和深化。“课程内容活动化，活动设计内容化”这为学科融合提供了更多的时间和空间，为传统化学课程转变教学方式、提升学科核心素养奠定了良好的基础。

（二）研学旅行活动的延伸

1.精选研学主题，开展专题讲座和相关课外科技活动。高中化学学习难度大，理论内容相对枯燥，这使得部分学生对化学学习存在畏难情绪。在这种背景下，教师应充分利用各种资源，精选研学主题，开展专题讲座，采用多种教学形式吸引学生的注意力，激发学生的求知欲和学习兴趣。同时，结合学科特点，积极配合学校开展如趣味化学实验展示、原电池小车竞速比赛、水果电池的制作等活动，激发学生的学习热情。

2.与校本课程、研究性学习结合，构建立体化学习模式。学生知识体系的建立需要教师的不断引导。教师除了传授知识，还需要引导学生走出课堂，开展与之相关的校本课程的学习。

在校本课程的设计中，教师应结合教学进度选编一些与学科相关的内容，要注意知识的连贯性，不要一味追求趣味性。教师还可以有针对性地在研究性学习中选择相应的题材进行课外拓展，引导学生多渠道理解知识、应用知识。

三、高中化学研学旅行活动的成效与意义

研学旅行可以让学生运用课堂上掌握的知识去解决实际问题，让学生在实践过程中学以致用、开阔眼界，为成为一个全面发展的人奠定实践基础。研学旅行继承和发展了中国传统游学中“读万卷书，行万里路”的教育理念和人文精神，具有自主性、研究性、开放性、探究性等特点，能有效提升学生的创新能力、实践能力，增强学生的社会责任感。

那考河湿地公园研学旅行活动有利于培养学生的科学精神，强化学生的社会责任感，拓宽了学生的学科视野，激发了学生的科研热情，增强了学生的环保意识，让学生把人与自然和谐相处作为基本行为准则，认真践行“绿水青山就是金山银山”的理念。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准：2017年版2020年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］  赵泱旭. 高中化学研学旅行现状及案例设计研究［D］.石家庄：河北师范大学，2021.

［3］  孙蓉.学科融合的实践与思考［J］.教学月刊·中学版（政治教学），2017（Z1）：70-72.

（责任编辑    陈    明）

［基金项目］本文系广西教育科学“十四五”规划2022年度研学实践教育与劳动教育专项重点课题“基于广西本土资源的高品质研学旅行课程建设与实践研究”（2022ZJY1661）的研究成果。