許鋒華，康 樂，陳俊源

（1.中南民族大學 教育學院，湖北 武漢430074；2.華中師范大學 教育學院，湖北 武漢430079）

SOIL 土壤教學心法是由臺灣交通大學陳明璋教授與臺北大學李俊儀教授等專家學者跨校合作所共同提出，以多媒體學習理論、認知負荷理論為理論基礎，以大腦認知歷程為框架，在信息化環(huán)境下探索教學新生態(tài)，強調(diào)以學習者為中心，重構(gòu)了傳統(tǒng)課堂教學的重要方法。［1］本研究基于SOIL 土壤教學心法，重構(gòu)了研學旅行課程設計的關鍵要素，重視學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。通過探索挖掘SOIL 土壤教學心法的理論意蘊來指導研學旅行課程設計，對于落實研究性學習目標、優(yōu)化研學評價體系、轉(zhuǎn)變研學方式、實現(xiàn)深度研學具有重要的意義。

一、SOIL 土壤教學心法：課程設計新模式

SOIL 土壤教學心法是近年來興起的一種新的課程設計指導模式。該模式由臺灣交通大學陳明璋教授與臺北大學李俊儀教授等專家學者跨校合作所共同提出，是信息化環(huán)境下重構(gòu)教學生態(tài)的新探索。

（一）SOIL 土壤教學心法的內(nèi)涵與模式概述

SOIL 土壤教學心法以多媒體學習理論、認知負荷理論為基礎，融合腦科學、認知科學、學習科學等，充分體現(xiàn)了以學習者為中心的理念。［2］它是一項幫助教師有效認清教學因果與來龍去脈的新模式，該模式包括：教學信息設計理念與流程、SOIL 教學法、能有效改善課件設計效率與效果的PPT 插件AMA，其主旨是對教學信息的有效設計與應用?？傮w而言，SOIL 取向的課程設計指導模式包含兩大基礎：第一是學習認知歷程，第二是課程設計流程。

圖1 SOIL 取向課程設計的關鍵要素

SOIL 取向的學習認知歷程由選擇、組織、整合與學習四個部分所組成（如圖1 的順向箭頭），它順應了教學過程中學生大腦的認知過程。其中，選擇（Selection）在大腦認知過程中是指注意聚焦的過程。當外界刺激進入到知覺系統(tǒng)，只有部分刺激將被選擇至工作記憶之中進一步加工。組織（Organization）是指學習者將已選擇的信息在工作記憶內(nèi)組織成一個有內(nèi)在聯(lián)系的整體。整合（Integration）是指將組織的新信息與長時記憶中的先備知識建立一種外在聯(lián)系，從而建構(gòu)知識體系。學習（Learning）是指學習者在某一情境中獲得的知識、技能、理解、態(tài)度等在其他情境中產(chǎn)生的學習。［3］根據(jù)斯維勒（Sweller）提出的認知負荷理論，當有限容量的工作記憶區(qū)要處理大量的信息，就會造成認知負荷，不利于學習。依據(jù)認知負荷來源及其是否有助于圖式建構(gòu)分為三類。第一，內(nèi)在認知負荷來自于教材的難易程度與學習者自身的程度（先備知識）以及兩者之間交互作用的影響。第二，外在認知負荷來自于教材呈現(xiàn)的方式。第三，關聯(lián)認知負荷來自于教師提供額外信息或教學活動，協(xié)助學生對學習內(nèi)容建構(gòu)基模與自動化。［4］因此，可以通過降低內(nèi)在、外在認知負荷，增加關聯(lián)認知負荷，優(yōu)化課程設計來促進學生學習。

SOIL 取向的課程設計流程則與學習認知歷程的邏輯順序相反（如圖1 的逆向箭頭），它要求教師由頂層向底層進行設計，即以學習者為中心，與大腦認知歷程方向相反，從右至左設計課程。總體而言，SOIL 取向的課程設計流程依次包含學習愿景、統(tǒng)合證據(jù)、組織行動與選取策略四大要素。每一步驟內(nèi)部的設計也應當充分基于大腦認知歷程循序漸進的展開，由此既能統(tǒng)籌設計課程，又能結(jié)合學生的大腦認知歷程展開教學活動。

以上兩大基礎凸顯了SOIL 取向的課程設計指導模式的核心理念，即通過科學化、步驟化、結(jié)構(gòu)化的課程設計，排除無用信息與干擾信息，以最大程度地減輕學生的認知負荷，充分利用有效信息以增進知識聯(lián)結(jié)與優(yōu)化認知結(jié)構(gòu)。

（二）SOIL 土壤教學心法在課程設計中的具體運用及其實踐成效

作為一種新的課程設計指導模式，SOIL 土壤教學心法在近年來也接受了一些教學實驗與準實驗的檢驗，其教學效果具有一定的實證支撐。例如，一項針對臺灣新竹縣某中學九年級四個常態(tài)班的兩圓公切線標尺作圖教學準實驗研究表明，采用SOIL 理念課程設計的實驗組較之于采用一般教學模式的對照組，在后測中的表現(xiàn)優(yōu)于對照組，而在延后測中表現(xiàn)顯著優(yōu)于對照組。由此可見，運用SOIL 模式的課程設計與教學實施能夠有效降低學生的記憶負擔，并有更好的學習保留效果。［5］一項針對西安某小學三年級兩個班級的分數(shù)教學準實驗研究證明，基于SOIL 土壤教學心法的教學內(nèi)容呈現(xiàn)能夠促進學生理解數(shù)學，尤其對于中等及以下學生的學習效果具有顯著影響，并能在不同程度上提高學生的識記、領會以及分析能力。［6］

這些研究表明，基于SOIL 土壤教學心法的課程設計在降低認知負荷，增進學習與識記效果等方面具有顯著成效，符合現(xiàn)代教學所提倡的學習者中心與學習中心理念。當然，值得注意的是，目前關于土壤教學心法實踐效果的研究主要針對數(shù)學學科教學，SOIL 土壤教學心法在其他學科中的應用成效仍有待進一步檢驗。

二、研學旅行課程設計的品質(zhì)提升呼喚SOIL 土壤教學心法

2016 年11 月，以《教育部等11 部門關于推進中小學生研學旅行的意見》的發(fā)布為標志，研學旅行在我國各類中小學校廣泛開展。然而，作為一種新的教育形式，研學旅行的實施成效卻不甚理想，而這與研學旅行課程設計的偏失有著密切關聯(lián)。基于此，深入推進研學旅行，需要引入SOIL 土壤教學心法作為其課程設計的指導模式。

（一）傳統(tǒng)研學旅行課程設計的弊端

“中小學生研學旅行是由教育部門和學校有計劃地組織安排，通過集體旅行、集中食宿方式開展的研究性學習和旅行體驗相結(jié)合的校外教育活動”［7］。這一定義指出了研學旅行的幾大顯著特征：一是學習性，二是體驗性，三是校外性。其中，第一點最為關鍵，因為學習性體現(xiàn)了研學旅行的教育立場，意指研學旅行是一項與休閑式旅行有著顯著區(qū)別的教育活動。同時，研學旅行的體驗性與校外性亦不容忽視，二者共同表明研學旅行是有別于常規(guī)學校教育的獨特育人活動。

作為一種新的教育元素，研學旅行的學習性與教育性需要通過課程化來加以實現(xiàn)與保障。［8］已有研究與實踐在研學旅行課程設計與實施方面作出了一些有益探索，如結(jié)合各類研學基地的優(yōu)勢開發(fā)了特色化研學課程，豐富了學生的實踐體驗等。與此同時，現(xiàn)存的研學課程也存在不少顯著問題?？傮w來看，研學旅行在我國中小學作為一門課程剛剛起步，缺乏科學的設計與規(guī)劃，實施過程變得雜亂無章，產(chǎn)生了只“游”不學、不研等負面效應，也引起了家長與學生的不滿。［8］歸根結(jié)底，研學旅行課程實踐的種種弊端皆可歸因于課程設計的失敗，而研學旅行課程設計失敗的癥結(jié)在于學習者立場的缺位。細究之，研學旅行設計學習者立場的缺位表現(xiàn)之一是不注重學生的學習效果，表現(xiàn)之二是不尊重學生的認知規(guī)律。

1.價值定位上，缺乏對學習效果的深切關注

近年來，多數(shù)學校與研學基地缺乏對研學旅行課程價值導向的精準把握與深刻認識，最常見的就是將研學旅行僅僅看作是一種從知識學習的苦海中暫時放松身心的游玩活動，從而在課程設計與實施上忽視了對學生進行有意義的教育引導與明確的學習要求。例如，部分學校組織的研學活動“學”的成分較少，與國外學校的交流活動僅停留在參觀校園、合影留念的淺層次上。某些機構(gòu)組織的海外夏令營實為海外旅游的變異，研學變成了住豪華酒店、吃異國大餐、逛特賣場、買奢侈品的高價旅游。參加這樣的活動，花費不菲，卻鮮有學習收獲，學生和家長怨言不斷。［9］同時，與“有游無學”相對應的，是“只學不游”的異化現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為在課程設計中教師往往根據(jù)自己制定的教學目標和內(nèi)容對學生提出諸多要求，將本該輕松愉快的旅行變成了機械、急躁完成教學計劃的過程；在開展過程中從維持紀律的角度對學生提出了較多限制，剝奪了學生的自主權(quán)利。［10］

由上可知，價值定位的偏誤，使當下的研學旅行課程設計缺乏對學生學習效果的深切關注，從而在實施中遮蔽了這一特殊教育實踐所應有的教育效果。

2.內(nèi)容安排上，缺乏對認知規(guī)律的基本尊重

當下，研學旅行的課程設計以旅行社、研學基地等機構(gòu)為主，學校主要負責選擇與購買成型的研學課程方案。然而，這些非教育類機構(gòu)所進行的研學旅行課程設計往往存在教育性淡化與學生立場缺失等問題，其中，課程設計未考慮研學旅行中學生的認知需要與思維過程是較為凸顯的問題。一項多案例研究表明，研學旅行課程設計未能彰顯學生的主體地位，導致研學旅行實施過程中學生的特殊認知需求難以得到有效滿足。［11］

研學旅行的性質(zhì)決定了學生在此過程中將經(jīng)歷多模態(tài)體驗，在具體的研學場景中，學生的視覺、聽覺、觸覺與嗅覺等感官隨時具有被激活的可能。然而，由于課程設計的缺失，這種多模態(tài)體驗的優(yōu)勢在現(xiàn)實中不僅沒有得以充分發(fā)揮，反而成為了學生在研學旅行中深化學習的阻礙。這是因為，限于中小學生的認知與思維水平，若無恰當?shù)囊龑c精巧的設計，研學場地潛藏的多模態(tài)信息對于置身其中的學生而言，一方面會造成信息過量，學生難以提取有效學習信息而處于茫然無措的狀態(tài)，另一方面也可能導向沉迷游玩，忽略信息負載的學習意義的問題。此外，由于研學旅行的課程設計與開發(fā)主體多為缺乏教育經(jīng)驗的研學基地與旅行社，這些機構(gòu)難以將研學旅行與學生已有的先備知識建立系統(tǒng)關聯(lián)，也難以深度契合教育系統(tǒng)內(nèi)部對此學段的學生意欲指引的成長方向，這也是學生在研學旅行中往往只能獲得淺層化學習體驗的根源之一。

基于以上分析，缺乏學習效果的考慮與要求以及缺乏對學生認知規(guī)律的尊重是研學旅行成效低下的重要原因，二者共同指向了當下研學旅行課程設計中學習者立場的缺位問題。由此，在新時期深入推進研學旅行，迫切需要轉(zhuǎn)向?qū)W習者中心視角。SOIL 土壤教學心法是基于學習者信息加工與思維發(fā)生的內(nèi)在視角，以增進學習成效為根本出發(fā)點所開創(chuàng)的一種新的課程設計模式，該模式對于緩解當下研學旅行課程設計中的立場缺失與實效低下等問題具有強烈的現(xiàn)實針對性。

（二）SOIL 土壤教學心法之于研學旅行課程設計的獨特優(yōu)勢

SOIL 土壤教學心法基于認識規(guī)律，強調(diào)科學性；減輕認知負荷，體現(xiàn)生本性；注重學習效果，彰顯學習性與實效性，其應用于研學旅行課程設計具有獨特的價值，具體體現(xiàn)在以下四個方面：

1.以學生為中心，提升核心素養(yǎng)

基于SOIL 土壤教學心法的研學旅行課程設計以學生為中心，結(jié)合學生身心發(fā)展特點、認知水平、學習興趣以及個人需求等確定研學主題和研究性學習目標，同時在研學內(nèi)容及研學評價的設計中，充分融合學生發(fā)展核心素養(yǎng)以及學科核心素養(yǎng)的相關要求。［12］在研學活動實施過程中，也注重通過豐富的活動方式以及組織形式引導學生掌握相關知識和技能，最終導向?qū)W生核心素養(yǎng)的提升。

2.結(jié)合大腦認知歷程，降低認知負荷

基于SOIL 土壤教學心法的研學旅行課程設計充分結(jié)合學生大腦認知歷程，從降低認知負荷的角度出發(fā)，首先，為降低內(nèi)在認知負荷，考慮學生已有的知識儲備及生活經(jīng)驗，設計與研學主題相關且符合學習者認知特點的研學內(nèi)容等；其次，為降低外在認知負荷，在先導、實地、延伸課程中的研學手冊設計上，將文字、符號等各種信息適當切割，逐步呈現(xiàn)且重點突出、顏色分明，以協(xié)助學習者選取、組織、整合信息；最后，為增加關聯(lián)認知負荷，設計了多種活動方式、組織形式以及評價體系?？傊?，通過降低認知負荷的方式，提高知識的連通性和連結(jié)性，以促進學習成效。［13］

3.整合跨學科知識，促進有意義學習

基于SOIL 土壤教學心法的研學旅行課程內(nèi)容最終能夠促進跨學科知識和研學內(nèi)容的整合，落實到學生的有意義學習，具體體現(xiàn)在研學活動的聯(lián)系性與完整性。首先，在先導活動中，對與研學主題相關的學科知識初步講解與分析，為實地研學活動積累先備知識。其次，到達研學實地后，學生的親身體驗在某種程度上會是一次嶄新的學習之旅，學生將先導活動中所學習的知識與所見所聞相融合，創(chuàng)生出新的思考與感悟。最后，在延伸活動中，引導學生將研學收獲靈活運用于實際，促進了學習正遷移。由此，跨學科知識在研學活動過程中能夠有效整合與建構(gòu)，有效避免了研學旅行中常見的“重游輕學”現(xiàn)象。

4.發(fā)揮動靜合力，優(yōu)化研學評價體系

基于SOIL 土壤教學心法的研學旅行課程評價重視學生在研學旅行全過程中的表現(xiàn)，包括先導、實地、延伸活動中的表現(xiàn)以及研學成果展示等。分別從評價工具、評價內(nèi)容以及評價效果三方面確定評價體系，主要分為靜態(tài)評價和動態(tài)評價，靜態(tài)評價表現(xiàn)為研學手冊內(nèi)容的填答或者學生階段性成果及最終的作品呈現(xiàn)；動態(tài)評價，即是教學主體，如教師、學生或者小組成員等對學生個人研學過程的表現(xiàn)進行相關評價或者在研學過程中小組之間進行交流與討論等。總之，結(jié)合SOIL 土壤教學心法的評價指標體系能夠科學、合理、全面地對學生在研學課程中的表現(xiàn)進行評價。

三、SOIL 土壤教學心法指引下的研學旅行課程設計構(gòu)想

SOIL 土壤教學心法視角下的研學課程設計以學生為中心，強調(diào)跨領域、跨學科的學習，是學校課堂學習的良好補充和延伸。如圖2 所示，共包含四個步驟，依次為明確研究性學習目標；統(tǒng)合學生表現(xiàn)，確立評價體系；組織研學內(nèi)容，開設研學活動；選取適當研學方式。

圖2 SOIL 視角下的研學旅行課程設計

（一）學習愿景：明確研究性學習目標

學習愿景是指教師期望學生在課程結(jié)束后能夠收獲的知識與技能、核心素養(yǎng)等目標。設計研學旅行課程時，應當從明確研究性學習目標出發(fā)，為降低學生的內(nèi)在認知負荷，本研究從學情分析、學科教材和課標以及研學資源三方面展開分析。

在學情分析方面，充分體現(xiàn)了以學習者為中心的理念。一方面，分析學生的身心特點和認知水平能夠了解學生的心理特征及現(xiàn)有的知識儲備；另一方面，基于學生的學習興趣以及需求對研學課程進行設計，能夠有效降低學生的內(nèi)在認知負荷，如教師與學生共同交流商議確定研學主題、地點、內(nèi)容等。在相關學科教材和課標方面，首先，各科教師可以共建研學課程開發(fā)小組，依據(jù)不同類型的研學主題，討論能與哪些學科取得聯(lián)系，進而探討學科教材主要內(nèi)容以及課程標準中的核心素養(yǎng)，最終融合進行設計，這樣有利于學生整合新舊知識并創(chuàng)生新的想法。當然，并不是所有研學課程必須融入學科知識，只是在課程目標的確立時，我們不能忽視這一重要信息來源。在研學資源方面，應從內(nèi)外在價值兩個維度進行考量：在內(nèi)在價值方面，是否能夠培養(yǎng)學生的價值體認以及責任擔當?shù)确矫娴囊庾R；外在價值方面，是否能夠提升學生的問題解決能力以及創(chuàng)意物化等方面的能力。

（二）統(tǒng)合證據(jù)：統(tǒng)合學生表現(xiàn)，確立評價體系

統(tǒng)合證據(jù)是指觀察學生在課程學習中的表現(xiàn)，需要通過評價去檢測學生是否獲得核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。這就要求研學旅行導師在研學過程中要引導學生的在場體驗，強化認知的過程，整合知識建構(gòu)，進行全面評價。本研究結(jié)合SOIL 土壤教學心法以學生為中心的核心要義以及項目式學習評價指標體系，確立了評價工具、評價內(nèi)容、評價效果三方面的研學評價體系，以此來增加學生關聯(lián)認知負荷。

首先，在評價工具方面包括以下三種形式：一是研學手冊的完成度（編制采用識記型、實踐型題目），主要用于客觀評價學生的知識掌握情況；二是表現(xiàn)性評價表，主要是通過使用檔案袋或其他方式記錄學生的研學過程，根據(jù)小組互評、學生自評、教師評價等對學生完成研學任務的過程進行相關評價；三是學術(shù)討論，主要是指針對某些問題進行深入研討而使用的評價工具。其次，評價內(nèi)容，包括研學最終作品、研學表現(xiàn)性評價以及對研學階段性目標、作品的評價。其中，研學最終作品是學生掌握知識與技能的綜合體現(xiàn)，能反映學生對知識理解運用的準確性和靈活性；研學表現(xiàn)性評價關注于學生過程中的真實表現(xiàn)，彌補了傳統(tǒng)紙筆評價的不足；對研學階段性目標、作品的評價可加快推進研學項目的進度，并能給學生帶來階段性的價值體驗，鼓勵學生更好地完成研學活動。［14］最后，評價效果，包括研學目標的實現(xiàn)程度以及學生核心素養(yǎng)的提升程度。其中，研學目標的實現(xiàn)程度考查學生是否掌握相關知識與技能、是否實現(xiàn)學科知識的社會性建構(gòu)、是否取得了預期的學習效果等；學生核心素養(yǎng)的提升程度主要依據(jù)核心素養(yǎng)以及學科核心素養(yǎng)的要求，結(jié)合研學課程內(nèi)容等要素逐一細化設計。

（三）組織行動：組織研學內(nèi)容，開設研學活動

組織行動是指教師對學生開展教學活動。在研學旅行課程設計中，為增加學生相關認知負荷，應當組織研學內(nèi)容，制作研學手冊。開設相關研學活動，具體包括先導、實地以及延伸趣味性研學活動。

在研學內(nèi)容方面，應當遵循自主性、開放性、整合性、連續(xù)性原則。研學手冊是研學內(nèi)容的重要依托，研學手冊主要由主題、目標、時間、地點、組織機構(gòu)、研學行程、安全評估、應急方案、紀律要求、研學內(nèi)容、總結(jié)評價等部分組成。［15］研學內(nèi)容應當與研學的真實情景緊密結(jié)合，同時注意合理選擇畫面字體，搭配顏色，將圖片、文字等各種信息適當切割，減輕學習者工作記憶的負擔。在研學活動方面，區(qū)別于傳統(tǒng)的研學課程設計，為增加學生關聯(lián)認知負荷，增設了先導以及延伸研學活動。具體而言，依據(jù)研學課程開展的時間順序，先導活動，即去往研學目的地前的研學預備性活動，如對實地研學內(nèi)容進行相關學科知識的導入，以激發(fā)學生學習興趣，此外，基礎的安全教育也不容忽視；實地活動，即在研學目的地開展的研學活動，重點突出研究性學習內(nèi)容；延伸活動，即離開實地后開展的研學活動，主要圍繞研學成果的展示以及對學生親身的收獲與感悟展開交流與討論。重點在于激發(fā)學生積極主動思考，進行知識構(gòu)建，從而促進學習遷移，將研學所獲運用于實際生活之中。

（四）選取策略：選取適當研學方式

選取策略是指依據(jù)不同的教學內(nèi)容選取恰當?shù)慕虒W策略，由此應當基于研學內(nèi)容和研學活動的階段性和差異性選擇恰當?shù)难袑W方式，以增加學生認知關聯(lián)負荷。研學方式包括研學課程活動方式與研學過程組織形式。

在活動方式方面，教育部印發(fā)的《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》中劃分為考察探究、社會服務、設計制作、職業(yè)體驗等活動方式，在研學活動設計時，可以依據(jù)研學內(nèi)容選擇一種或多種活動方式促進學習。［16］除此之外，研學旅行課程還可以采用探究式學習、體驗式學習、項目式學習、情景式學習、基于問題式學習等多樣化的活動方式來激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。在組織形式方面，研學活動應當以小組合作形式為主，個人單獨活動為輔。既能讓學生個體獨立思考，又能充分發(fā)揮集體合作學習的優(yōu)勢，可以同時培養(yǎng)學生的自主學習意識與協(xié)作學習能力。總而言之，要依據(jù)實際情況靈活運用各種活動方式以及組織形式來促進研學活動的開展。