例谈项目式学习社团化解植物实验教学困境

摘要

聚焦小学科学植物实验教学知识点分布零碎等困境，以教科版小学科学在泉州市区的教学为实例，开展“校园植物探索项目”等社团实践，探索生活化视域下项目式学习的应用效果。实践结果表明，项目式学习社团成效显著：打破传统教学知识点分散的局面，让学生构建完整的知识体系；以问题为导向，促使学生深度探究，实现科学思维进阶；借助就地取材的实验，增强学生知识应用能力；通过聚焦社会议题，培养学生责任意识与思维格局。

关键词

项目式学习 / 社团 / 植物 / 实验教学 / 困境

在小学科学教育领域，植物实验教学是非常重要的组成部分，它为学生打开了认识植物世界、探索生命奥秘的大门。然而，传统植物实验教学受其自身特性影响，存在学习内容分散、学生探究成效不佳、知识体系构建困难等问题。将项目式学习融入其中，并结合生活化视域进行教学拓展，成为解决这些困境的有效途径。

基于项目的学习是指学生通过完成与现实社会生活密切相关的“项目”进行学习。这种学习方式要求学生在实践、探索、创新中获得较为完整而具体的知识，形成专门技能并获得发展的实践活动^［1］。社团作为小学科学课堂教育的重要补充阵地，以项目式学习为组织形式的社团实践可通过集中优势力量实现教育价值的最大化。

1 整合知识碎片：项目式学习的系统性架构

传统的植物实验教学知识点分散于各个章节中，学生难以把握知识间的内在联系。项目式学习打破了这一僵局，以“校园植物探索项目”的社团实践为例，在开展教科版“观察叶”教学时，教师以校园常见植物为切入点，首先通过榕树、芒果树、三角梅等本土植物照片，引导学生建立结构化观察方法：从单一叶片形态到整体植株特征，从静态结构认知到动态功能理解。当学生发现榕树气生根的特殊构造时，教师顺势构建“形态-功能”生物学认知模型：通过气生根的吸水功能延伸到植物器官适应性特征，再对比芒果树的板状根，建立植物分类学的初步框架。其次，将学习场域延伸至真实生态环境。在绿植角的多肉植物观察中，学生通过测量土壤湿度、记录生长状态，建立“形态特征-环境需求”的对应关系，理解干旱地区植物的生存智慧。当迁移至学校种植园时，教师设置对比实验：相同品种植物分别种植于阳光区与背阴区，学生通过持续两周的株高测量、叶片计数等量化观察，引导其发现光照等因素对植物生长影响的规律。

教师引入数字技术指导学生使用拍图识物App对20种校园植物做简单的数字图鉴，引导其对叶缘、花序等因素进行人工复核，形成“技术辅助+专业验证”的科学探究范式。最后，为深化认知设置创意转化环节，带学生走进标本室欣赏叶片标本、琥珀标本，并指导其学习制作“叶脉书签”“水晶标本”，进一步结合3D打印技术制作叶脉首饰。学生既能掌握氢氧化钠腐蚀叶肉的化学工艺，又能通过设计镂空图案理解生物结构与艺术形态的转化关系，以及环氧树脂与叶片的结合艺术，实现STEM向STEAM的进阶。

通过这些活动，多学科知识围绕植物主题相互交织，学生在完成项目过程中，将根、茎、叶等孤立知识点串联起来，构建起系统完整的植物知识体系。

2 深化探究深度：基于问题驱动的学习进阶

项目式学习以问题为导向，促使学生深入探究植物科学奥秘，实现思维进阶。在“植物生长变化的跨学科项目”的社团实践中，对应教科版“植物的生长变化”教学内容，首先以“如何科学记录植物生长规律”为切入点，指导学生建立系统的观察体系：以小组为单位种植凤仙花，每日通过标准化工具（如数显游标卡尺、叶面积计算仪）采集株高、叶面积等量化数据。当发现生长速度异常时，教师及时抛出进阶问题：“数据波动是否反映特殊生长规律？”引导学生根据数据绘制生长速率折线图，将观察实践提升至数据分析层面，锁定凤仙花快速生长期。此时，教师引入“环境因素与凤仙花生长变化如何关联？”“能否建立数学模型预测其生长趋势？”等问题驱动深入探究，指导学生进行对比实验，利用光照强度传感器、温湿度记录仪等采集并分析数据，尝试建立数学模型，形成可视化报告，研判生长趋势。在“种子里孕育着新生命”的深度学习阶段，教师设置认知冲突问题链：首先展示千年古莲萌发的奇迹并讨论“种子寿命是否无限？”，继而呈现久藏稻谷长蛾的异常现象，最终聚焦“陈年种子生命活性”的核心问题。学生通过对比实验开展实证研究：在相同保存条件下，使用恒温恒湿培养箱，研究绿豆新旧种子的活性差异。当发现陈年种子发芽率较低时，教师引导学生建立“种子活力指数”评估体系，可通过线粒体活性检测、X射线显示种皮孔隙率等生物化学方法进行分析，形成“种子活力=遗传特性+保存条件+复苏环境”的立体认知模型。通过两个项目的螺旋式探究，学生在凤仙花项目中形成的量化分析能力迁移应用于种子活力研究，又通过生化微观计数反哺对植物器官发育规律的认知。这种跨项目的能力整合最终促使学生科学思维的系统性进阶。

3 强化知识应用：就地取材促进学以致用

就地取材的项目式学习使植物实验教学紧密贴合生活实际，增强学生学以致用的能力。在“种植凤仙花”的“植物生长环境的STEAM项目”的社团实践中，突出基于真实情境的跨学科探究项目设计，通过“园艺基质优化工程”挑战情境，引导学生设置5组不同配比的“椰糠-陶粒-土壤”复合基质（如30∶20∶50或40∶30∶30等梯度组合），采用数字化测量工具（游标卡尺、叶面积计算仪、pH计）持续记录株高、叶绿素含量等多项生长参数。通过长周期的观察记录及分析，发现椰糠占比70%的基质组在根系发育指数等方面优于对照组，可尝试对其他多种植物花卉进行实验，形成城市花卉基质种植优化方案。

在学习“茎和叶”时，进行现象驱动的深度探究与技术创新。初级探究，通过芹菜红墨水示踪实验建立维管束运输的物理模型；纵向探索，开展鲜切花染色工艺优化项目，使用食用色素（0.5%～5.0%梯度）和斜切、纵切等茎基处理方式，对白色菊花、百合等进行染色实验，观察对比分析染色效率；横向探索，聚焦“当植物的茎受到破坏时，植物能正常生长吗”，以世遗之城泉州开元寺“桑莲古迹”为例，桑树被雷电劈为三叉却郁郁葱葱，引导学生深度思考系统提出古树名木安装避雷针防雷的保护方案。拓展研究，开展光生物学研究，设置7种单色光处理，通过Arduino系统持续监测绿豆苗的生长参数，了解不同单色光的光合速率，并根据植物生长需求进行动态光质调节。

通过这些实验，学生理解植物结构与功能的关系，在生活中能从结构与功能相适应的角度分析植物，如解释沙漠植物茎的特殊储水结构，强化知识应用能力。

4 培育责任担当：社会议题提升思维格局

聚焦社会问题的项目式学习能培养学生的责任意识，拓宽思维视野。在“环境变化与生物多样性项目”的社团实践中，结合教科版“当环境改变了”教学内容，教师播放新闻视频“泉州街头的特殊‘下雨’现象”，引导学生思考：“为什么蓟马偏爱特定区域？”“蓟马也像人类一样喜欢穿漂亮衣服吗？”设置红、橙等7色粘虫板，引导居住在附近的学生连续3天进行观测记录，发现黄绿色粘虫板上的蓟马最多。同时，结合气象条件、植物的气味，利用教育智能体进行分析，向市政园林局提出适当建议。

在开展“转基因作物与食品安全项目”社团实践时，对应教科版“形形色色的植物”教学内容，教师通过开展“未来种子守护者——转基因技术的科学思辨与生态行动”，制作“种子的时空之旅”动态时间轴：展示野生稻→杂交稻→转基因黄金大米的技术演进，对比我国主粮自给率与大豆进口依存度，参观农科院种子资源库，了解水稻种子保存现状，开展“超级植物法庭”，对“要不要给植物安装‘超能力芯片’”进行思辨。其中，认知环节：提供放大镜与解剖流程图，解剖无籽西瓜，探究其不育原理；思辨环节：发放正反方证据包（含案例卡片），探究转基因植物的利与弊；创新环节，展示种子超低温保存实景视频，设计“未来种子方舟”储存方案。同时，感悟自然保护区对于植物基因安全的重要意义。

此外，还可鼓励学生在条件允许的情况下对城市行道树进行调查，为面临台风威胁的新城建设提供方案，培养学生的社会责任感。

总之，项目式学习社团在生活化视域下的植物实验教学中具有显著优势，通过整合知识碎片、深化探究深度、强化知识应用和培育责任担当等实践，能帮助学生有效构建系统的植物知识体系，实现思维进阶，增强社会责任感，进一步实现科学课堂教育广度和深度的双赢。

参考文献

[1] 苏婷婷.浅谈项目式学习在小学科学教学中的应用［J］.优格，2023（11）：205-207.