从煤都到绿色硅谷-德国鲁尔区可持续发展研学设计（高中地理 选择性必修2 示范课教案）

从煤都到绿色硅谷——德国鲁尔区可持续发展研学设计（高中地理选择性必修2示范课教案）

一、教学基本信息（一）课题：从煤都到绿色硅谷——德国鲁尔区可持续发展研学设计（二）课时安排：2课时（每课时45分钟）（三）授课年级：高中二年级（四）教材版本：湘教版选择性必修2《区域发展》二、教学目标（核心素养导向）【基础】【核心素养】人地协调观：通过鲁尔区从工业污染区到生态宜居区的转型案例分析，深刻理解人类活动与地理环境之间的相互作用关系，树立绿色、低碳、可持续发展理念，增强生态文明意识，激发建设美丽中国的责任感与使命感。【重要】【核心素养】综合思维：从地理环境整体性的视角，综合分析鲁尔区兴衰的自然与人文区位因素，系统评价传统工业区发展的环境代价与社会问题，辩证看待产业结构升级、科技创新与环境治理之间的内在逻辑，培养多维度、系统性分析区域问题的综合思维能力。【重要】【核心素养】区域认知：运用时空综合分析方法，探究鲁尔区在不同历史发展阶段（兴起、鼎盛、衰落、转型）的区域特征演变规律，准确识别鲁尔区的空间位置、资源禀赋与区位优势，构建资源枯竭型地区可持续发展的认知框架，提升区域分析与区域比较能力。【基础】【核心素养】地理实践力：通过模拟研学活动，运用地理信息技术和调查研究方法，搜集、整理、分析德国鲁尔区转型相关资料，开展模拟汇报展示活动，并在课后完成“我为家乡出良策”实践作业，培养地理信息获取能力、合作探究能力和真实情境中解决地理问题的实践能力。（五）教学重难点【难点】教学重点：鲁尔区兴起的区位条件、衰落的原因以及综合治理的成功措施与经验。【难点】教学难点：从鲁尔区转型案例中提炼出资源枯竭型地区可持续发展的普适性规律与分析方法，并能迁移应用于分析我国资源枯竭型城市的转型发展问题。（六）教学方法与手段教法：问题链驱动法、案例分析法、比较地理教学法、讲授与探究相结合，以驱动性问题贯穿课堂始终，引导学生在探究中建构知识、锤炼思维。学法：项目式学习法、小组合作探究法、角色扮演法、资料分析法，学生在真实情境任务中主动参与、深度思考、合作分享。教学手段：多媒体课件、AI教学辅助工具、GIS地图数据平台、工业遗存虚拟导览互动演示系统、鲁尔区转型纪录片片段、研学任务单、小组评价量规。（七）教学准备【高频考点】教师准备：深入研读《普通高中地理课程标准（2017年版2025年修订）》中关于“区域发展”模块的课标要求与学业质量水平标准；搜集鲁尔区经济转型、生态环境治理、工业遗产保护等方面的最新学术研究成果与新闻报道；筛选鲁尔区从19世纪工业鼎盛到21世纪绿色转型的代表性图像与数据资料；设计项目式研学任务单与小组合作学习评价量规；精心制作多媒体课件，整合视频、图像、地图、数据图表等多种资源；设计分层递进的问题链，引导学生深度学习。学生准备：预习教材《资源枯竭型地区的可持续发展——以德国鲁尔区为例》一节，梳理鲁尔区的基本概况与转型历程；以小组为单位搜集鲁尔区转型的相关图片或小故事，准备课堂展示分享；课前登录相关地理信息平台，浏览鲁尔区地理区位与产业分布地图。三、教学过程【第一课时】（一）情境导入：从“工业心脏”到“绿色之都”——唤醒区域变迁的时空记忆（5分钟）师生活动：教师播放一段时长约2分钟的鲁尔区从19世纪工业鼎盛到21世纪绿色转型的对比影像资料（含关税同盟煤矿工业区昔日机器轰鸣与今日红点设计博物馆游客如织的对比镜头、埃姆舍尔河昔日黑臭水渠与今日清水潺潺的对比画面、高炉林立与绿树成荫的航拍对比）。播放结束后，教师以直观的视觉冲击引发认知冲突，抛出核心驱动问题：“同学们，一个曾经以‘黑色煤炭’和‘滚滚浓烟’闻名世界的欧洲最大工业区，如今却以‘绿色生态’和‘创意文化’享誉全球。鲁尔区究竟经历了怎样的蜕变？是什么力量让这片土地重新焕发生机？它在半个多世纪的转型历程中给我们留下了哪些宝贵的经验？”学生观看影像资料后自由发言，分享初步感受与思考，激活已有认知经验，自然聚焦本课探究主题。设计意图：【思维方法】以强烈的视觉对比创设教学情境，迅速吸引学生注意力，拉近学生与本课的时空距离和心理距离，激发探究兴趣与探究欲望；以核心驱动问题开启项目式学习，为后续研学活动奠定问题基础。（二）任务一：鲁尔区前世今生——探秘传统工业区的兴衰机理（18分钟）1.知概况：定位鲁尔区的地理坐标（3分钟）【基础】师生活动：教师利用GIS数字地图动态展示德国鲁尔区的空间位置，请学生在学案地图上标注鲁尔区的地理位置，引导学生从纬度位置、海陆位置、交通位置等维度描述鲁尔区的区位特征。学生结合教材文字与地图资料，快速定位鲁尔区位于德国西部的北莱茵—威斯特法伦州，地处莱茵河、鲁尔河、利珀河之间，水陆交通极为便利，是欧洲大陆最重要的交通枢纽之一。2.析区位：解码鲁尔区崛起的五大优势（8分钟）【高频考点】【重要】师生活动：教师引导学生从自然与社会经济双重视角，运用区域综合分析框架——资源禀赋、交通条件、市场因素、劳动力供给、技术支撑与国家政策，系统梳理鲁尔区在19世纪中后期迅速崛起成为“德国工业心脏”的五大区位优势条件。教师以问题链形式驱动思考——“为什么鲁尔区能够成为欧洲最大的硬煤开采区和钢铁生产基地？”“鲁尔区拥有哪些独特的区位条件支撑了它的工业繁荣？”学生在小组讨论后依次汇报：第一，丰富的煤炭资源，鲁尔区蕴藏着欧洲最优质的硬煤，开采条件优越；第二，便利的水运交通，莱茵河纵贯南北，鲁尔河联通东西，可直通世界最大港口鹿特丹，为原材料进口与工业制成品出口提供了低成本运输通道；第三，靠近法国洛林铁矿区，便于进口铁矿石进行钢铁冶炼，形成煤—铁—钢—机械制造的完整产业链；第四，欧洲广阔的市场腹地，德国统一后国内市场需求旺盛，紧邻法国、比利时、荷兰等工业国家，产品输出方便快捷；第五，雄厚的工业基础与充足的劳动力供给，鲁尔大学等高校为产业发展提供了强有力的人才与技术支撑。教师适时板书区位分析思维导图，强调【综合思维】方法的培养——分析任何区域问题都应兼顾自然因素和人文因素，坚持系统性、整体性的综合分析眼光。3.探困境：透视鲁尔区衰落的多重根源（7分钟）【高频考点】【重要】师生活动：教师展示20世纪50—70年代鲁尔区煤矿关闭、钢铁减产、失业率攀升、人口外流等一系列数据图表，引导学生在数据中发现问题——“鲁尔区的煤炭钢铁产业曾经如此辉煌，为什么会在20世纪后半叶走向衰落？”学生以小组合作方式，从内部因素和外部因素两个维度展开探究分析。探究结论应至少涵盖：其一，生产结构单一，鲁尔区的工业长期以煤炭、钢铁、电力、化工等重化工业为主，轻重工业比例严重失调，过度依赖少数支柱产业，“一煤独大”“一钢独大”的产业结构缺乏抗风险能力；其二，煤炭开采成本日益上升，随着浅层煤炭资源日渐枯竭，煤炭开采深度不断加大，开采成本持续攀升，在国际市场的竞争力逐年削弱；其三，世界能源消费结构发生重大变革，以石油、天然气为代表的清洁能源逐渐取代煤炭成为主流能源，钢铁市场上来自日本、韩国、中国等新兴工业国的竞争日益激烈，鲁尔区的煤炭和钢铁产品面临“量价齐跌”的严峻局面；其四，【易错点】在煤炭和钢铁产业衰退引发连锁反应的同时，传统产业带来的环境污染、生态破坏、土地塌陷等问题日益严重，高昂的环境治理成本进一步加重了区域发展的负担。教师在此处特别提示学生注意“因果链条”的分析方法：资源枯竭→成本上升→竞争力下降→产业萎缩→失业增加→人口外流→区域衰退→环境恶化。鲁尔区的兴衰轨迹可以被概括为“资源诅咒”悖论的典型案例——丰富的自然资源在初期支撑了经济起飞，但过度依赖资源开发反而抑制了技术创新和产业结构优化，最终陷入“靠山吃山、山空人散”的被动局面。设计意图：【思维方法】通过区位优势分析、衰落原因探究两大认知环节，帮助学生系统构建资源型地区“兴起—鼎盛—衰退”的时空脉络，建立从“要素分析”到“因果推理”再到“规律归纳”的思维进阶链条，为深入探究转型阶段奠定方法论基础。（三）任务二：鲁尔区涅槃重生——解码可持续发展的转型密码（20分钟）【核心素养】师生活动：本环节采用项目式学习中的“专家小组”模式推进。教师将班级分为五个“专家小组”，每组聚焦鲁尔区转型的某一核心领域，承担“调研员”角色，负责搜集、整理并汇报该领域的转型举措与成效。各小组的探究任务如下：第一小组（产业结构调整组）：聚焦鲁尔区如何打破“煤钢独大”的产业格局，实现从传统重工业向多元化的高端制造业、现代服务业和科技创新产业的转型升级。查找鲁尔区新兴产业布局的新进展，重点关注新能源汽车、信息技术、生物医药、环保技术等领域的企业落地情况。第二小组（生态环境治理组）：聚焦鲁尔区如何治理“欧洲最脏河流”埃姆舍尔河、修复被煤炭开采破坏的生态环境。重点研究“埃姆舍尔河协作社”的治理机制、55亿欧元治污资金的来源与使用效率、“中央排污干线”工程的工程技术难题以及生态修复后的水质改善与生物多样性恢复成果。第三小组（工业遗产活化组）：聚焦鲁尔区如何将“工业锈带”改造为“文化秀带”。重点关注埃森关税同盟煤矿工业区的“活态博物馆”模式、红点设计博物馆的创意改造、“工业文化之路”的规划设计、年接待游客700万人次的游客量数据、25处工业遗存“锚点”串联成网的开发策略。第四小组（科技创新与教育发展组）：聚焦鲁尔区如何通过高校建设和科技创新驱动转型。重点研究鲁尔大学等高校在人才培养和技术研发中的支撑作用、“创新之桥”跨国合作项目的最新进展（2025年鲁尔区与大曼彻斯特启动合作，重点发展氢能、网络安全和数字健康三大领域）、北威州新能源转型中可再生能源占比从56%迈向80%的技术路径与政策保障。第五小组（中德转型对比组）：聚焦中国资源枯竭型城市如何借鉴鲁尔区经验推进转型实践。基于课前搜集的资料，选取辽宁阜新、江西萍乡、四川攀枝花、包头石拐区等典型案例，对比分析其转型路径与鲁尔区经验的异同，形成初步的中德比较分析结论。各小组利用课前搜集的资料和课堂上教师提供的素材包，开展约10分钟的合作探究，随后每组选派代表进行3分钟的成果汇报。教师在此过程中走下讲台参与小组研讨，适时提供指导与补充素材。例如，在产业结构调整组汇报时，教师补充北威州目前已吸引1200余家中资企业入驻的资讯-14-16。在生态环境治理组汇报时，教师展示埃姆舍尔河协作社的治理成果：一条全长51公里、内径2.8米的中央排污干线，4座污水处理厂，总长436公里的排污渠道-17。在工业遗产活化组汇报时，教师补充埃森关税同盟煤矿工业区工业区每年吸引超过150万参观者的数据，以及72%的博物馆模式应用率、年接待700万游客的成绩-12-13。【拓展延伸】各小组汇报结束后，教师引导学生从分散的举措中提炼鲁尔区转型的系统性框架，搭建“产业升级—环境修复—文化重塑—科技创新”四位一体的可持续发展模型，并引导学生归纳资源枯竭型地区的一般转型路径：诊断问题→制定规划→政策保障→产业结构调整→生态环境治理→科技创新引领→区域品牌重塑→国际合作赋能。设计意图：以小组研学和汇报展示充分体现学生的主体地位，培养信息搜集与处理能力、合作探究能力和口头表达能力；“专家小组”的分工设计实现了在有限课时内对鲁尔区转型“产业、生态、文化、科技”四大板块的全覆盖；各环节紧密联系核心素养，落实“教学评一体化”理念，教师根据学生的汇报内容进行即时评价与点拨。（四）第一课时小结与课后任务（2分钟）教师小结：本课时我们共同探究了德国鲁尔区的区位优势、兴衰原因以及转型实践。同学们深刻认识到——资源枯竭型地区的转型并非一朝一夕之功，而是经历了数十年、上百年的艰难探索与不懈努力。鲁尔区的成功经验告诉我们：唯有主动求变、多管齐下，方能在历史转折中化危为机，实现华丽转身。课后任务：各小组进一步完善研学汇报材料，准备第二课时的成果展评活动；课后搜集中国资源枯竭型城市的转型案例，完成“中德转型对比分析表”；思考并完成预习任务：“如果你的家乡是一座资源型城市，面临资源枯竭的困境，你会为家乡设计什么样的转型方案？”【第二课时】（一）复习导入：鲁尔区转型框架回顾与深化（5分钟）师生活动：教师以“鲁尔区转型经验卡片”活动开启第二课时，请各小组快速回顾第一课时的探究成果，每组用一句话概括鲁尔区转型的某一项成功经验。各组依次展示后，教师在板书上汇总形成鲁尔区可持续发展经验矩阵——“产业多元升级、生态综合治理、工业遗存活化、科技创新驱动、教育人才支撑、国际合作交流”六大支柱。（二）任务三：学以致用——为中国资源枯竭型城市把脉开方（25分钟）【高频考点】【重要】【核心素养】师生活动：本环节以“我当转型规划师”项目式学习任务为核心，充分体现“做中学、用中学、创中学”的教学理念。教师在介绍我国69座资源枯竭型城市的总体情况后，展示萍乡、攀枝花、石拐区三座城市的转型案例片段，然后组织各小组开展规划设计活动。【拓展延伸】中国资源枯竭型城市转型案例速览2008年，萍乡被纳入全国首批资源枯竭型城市。面对大批小煤矿关停退出、传统产业步履维艰的局面，萍乡走出一条以产业迭代为核心抓手、以生态提质为坚实支撑的高质量发展路径，2025年入选第二批国家碳达峰试点城市，新产业占比已突破50%，成功培育出新能源新材料、智能制造、节能环保和循环经济、食品医药四大百亿元产业-26-。攀枝花西区以“产业强区、灵秀新城”为双轮驱动，全球首条光解水制氢生产线进入调试阶段，地区生产总值从2020年的82.9亿元增至2024年的105.63亿元-27。包头石拐区从“地下”到“天上”，大力发展低空经济，通用航空产业园已集聚20余家低空经济企业，从“通航运营”到“通航+制造+服务”，再到研发设计、生产制造、试飞测试、飞行培训、文旅研学、低空应用、运维服务七大主攻方向-28。核心活动设计【核心素养】第二阶段：小组合作完成“中国资源枯竭型城市转型诊断报告”。每小组从“产业结构优化、生态环境修复、科技创新驱动、文化品牌塑造、人才引进培养、基础设施建设”六个维度中任选一个切入点，为一座指定的中国资源枯竭型城市（如辽宁阜新、江西萍乡、四川攀枝花、包头石拐区、海南昌江、湖南冷水江等）设计一套转型发展方案。教师向各小组提供该城市的基础资料卡（包括地理区位、资源禀赋、产业现状、人口数据、生态状况等基本信息），学生在此基础上开展合作探究。学生需在方案中明确回答以下核心问题：第一，该城市转型所面临的核心困境与关键瓶颈是什么？第二，转型的核心突破口应选在哪一领域？为什么？第三，转型方案应包含哪些具体、可操作的举措？第四，如何评价该转型方案的可行性与预期成效？第五，鲁尔区转型经验中的哪些要素可以被借鉴和迁移？哪些要素需要根据中国国情和地方特色进行本土化改造？第三阶段：小组代表以“城市规划师”的专家身份进行3分钟方案汇报，展示转型方案的核心内容与设计思路，其他小组和教师进行点评并评分。在成果互评环节，教师引导学生从“问题诊断的准确性”“方案设计的系统性与逻辑性”“本土化改造的适切性”“创新性与前瞻性”等维度展开评价。例如，有小组提出了“工业遗址利用+旅游+文创”的复合开发方案，从经济、社会、文化、环境等多角度进行了综合效益分析；还有小组分析了攀枝花西区的“光解水制氢”技术在氢能产业链构建中的战略价值，将科技创新视为转型的核心引擎。教师在中德对比环节引导学生深化对“因地制宜、因时制宜”理念的理解——每个资源枯竭型地区的地理区位、资源禀赋、产业基础、政策环境、文化传统各有差异，在借鉴鲁尔区经验时不能简单照抄照搬，必须充分结合本地的比较优势和发展阶段，设计出真正契合地方特色的转型路径。例如，河南焦作依托云台山的旅游资源实现从“煤城”到“山水旅游名城”的跨越，这与鲁尔区“工业文化+生态休闲”的思路有异曲同工之妙，但在具体实践中又呈现出不同的特色风貌。设计意图：通过中国资源枯竭型城市的案例分析，实现从“鲁尔区案例”到“中国经验”的知识迁移与能力跃迁，培养学生“因地制宜、因时制宜”的区域发展理念；项目式学习任务激发学生的创新潜能与高阶思维，将知识学习与能力培养融为一体，切实提升地理实践力的核心素养水平。（三）任务四：思维复盘——构建资源枯竭型地区可持续发展的认知模型（10分钟）师生活动：本环节以“思维模型构建”为核心任务。教师引导学生在白纸上以思维导图的形式复盘鲁尔区案例与中德转型实践的共性规律，尝试抽象出资源枯竭型地区可持续发展的普适性认知模型。学生在小组讨论中将分散的案例事实提炼为结构化的分析框架——包括“发展历程”（兴起—鼎盛—衰退—转型）、“问题诊断”（资源枯竭、产业单一、生态破坏、人口外流、社会问题）、“转型路径”（产业多元化、技术创新、生态修复、文化重塑、政策保障）、“实施主体”（政府引领、企业参与、民众支持、国际合作的多元共治格局）、“评价维度”（经济效益、环境质量、社会福祉、文化传承、发展潜力）等五大板块。各小组完成思维模型建构后进行交流展示，互相补充完善，最终形成班级共同认可的认知模型图谱。教师总结提炼资源枯竭型地区可持续发展的通用分析框架：第一，运用“区域认知”方法准确定位区域的地理位置和发展阶段；第二，运用“综合思维”方法系统分析区域发展的制约因素与发展潜力；第三，运用“人地协调观”处理经济发展与生态环境保护的关系；第四，结合地方实际和社会需求，制定因地制宜的产业规划、生态规划和社会发展规划；第五，在评估反馈中动态调整优化转型策略，实现从“一刀切”到“精准施策”的精细化治理转型。（四）课堂达标检测与素养提升（3分钟）【高频考点】【基础】教师分发即时检测题（限时3分钟），检测内容包括鲁尔区兴起的区位因素（自然条件与社会经济条件各两点）、衰落原因（至少写出三点）、转型举措（至少写出两个领域的具体措施），以及中国资源枯竭型城市转型的核心路径分析题（选择一座城市简要说明其转型方向）。设计意图：通过限时检测检验学生对本节课基础知识和核心概念的理解与掌握情况，同时反馈教学效果，为后续教学的优化调整提供依据。检测题目设计体现基础题与能力题相结合的分层理念，既关注全体学生的基础目标达成，也关注学有余力学生的拓展提升空间。（五）课后分层作业设计【基础】基础性作业：完成学案中“鲁尔区区位优势分析”的思维结构图，将鲁尔区转型的六项主要措施整理归纳为300字以内的要点摘要，配套完成教材课后“活动”习题第1—3题。【重要】探究性作业：从辽宁阜新、江西萍乡、四川攀枝花、包头石拐区、海南昌江五座中国资源枯竭型城市中选择其一，完成一份不少于500字的“城市转型诊断报告”，报告须包含城市基本概况、转型困境分析、转型举措建议和可行性评估等四个部分。【重要】实践性作业（二选一）：选项一——“我为家乡出良策”。假如果你的家乡或你熟悉的一座城市是资源型城市（或即将面临资源枯竭的挑战），请你以“城市规划师”的身份，在走访调研或查阅相关资料的基础上，为其设计一份可持续发展规划方案，可采用文字报告、规划示意图或宣传海报等多种形式呈现。选项二——“鲁尔区的未来瞭望”。结合当前世界能源格局的深刻变革和第四次工业革命的发展趋势，运用可持续发展理念和系统思维能力，展望鲁尔区在未来30年的发展图景，完成一份800字左右的科幻作文或创意规划书，题目自拟，鼓励跨学科视角和创新表达。设计意图：分层作业设计遵循“基础夯实—拓展应用—创意创新”的递进逻辑，兼顾不同学力层次学生的学习需求和发展差异；“我为家乡出良策”强化家国情怀的培育，“鲁尔区的未来瞭望”激发前瞻性思维与创造力，引导学生实现从知识学习到价值引领的升华。四、板书设计五、教学反思本节课教学设计紧扣《普通高中地理课程标准（2017年版2025年修订）》中关于“区域发展”模块的核心素养要求，聚焦自然资源枯竭型地区可持续发展这一重大现实议题。在教学实践中，通过“课本经典案例+时代最新资讯+真实探究活动”的三维互动，力图实现“用教材教而非教教材”的教学理念转型。本节课的显著特色之一是将最新的鲁尔区发展动态引入课堂。例如，2025年鲁尔区与大曼彻斯特合作启动的“创新之桥”项目（聚焦氢能、网络安全、数字健康三大领域）、2026年北威州在新能源转型领域可再生能源占比从56%迈向80