基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)理解“結(jié)構(gòu)與功能”

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目活動(dòng)跨越多學(xué)科領(lǐng)域，把學(xué)科知識(shí)和技能整合并將其應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決，深入理解和運(yùn)用跨學(xué)科概念。在開(kāi)展自然筆記時(shí)，我們研究如何通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)與功能”這一跨學(xué)科概念的理解，發(fā)展他們系統(tǒng)思考和綜合分析的能力，提升他們的跨學(xué)科綜合能力。

一、自然筆記涉及的“結(jié)構(gòu)與功能”

自然筆記指的是生物學(xué)家在研究動(dòng)植物的過(guò)程中記錄的筆記，一般由繪畫(huà)和文字描述組成。這些筆記內(nèi)容包括動(dòng)植物的形態(tài)特征、生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)狀況等各種細(xì)節(jié)。以自然筆記為主題的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，是一種以實(shí)踐為基礎(chǔ)的教學(xué)模式，目的是在項(xiàng)目主題的指引下，學(xué)生帶著一定的任務(wù)實(shí)地觀察繪制、收集整理和思考分析動(dòng)植物的相關(guān)信息，從而更深入了解動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)和繁殖等方面的知識(shí)以及它們對(duì)人類和環(huán)境的重要性。同時(shí)，在將學(xué)科知識(shí)融入實(shí)踐的過(guò)程中，有利于學(xué)生跨學(xué)科能力的提高，促進(jìn)他們綜合能力的發(fā)展。

“結(jié)構(gòu)與功能”是自然筆記中涉及的重要跨學(xué)科概念。例如，在自然筆記作品《鳳仙花的葉》中（如圖1），鳳仙花的葉子在莖上以交互生長(zhǎng)的方式分布。這意味著每一層葉子都會(huì)平展開(kāi)并且交錯(cuò)排列，形成了一種層次分明的結(jié)構(gòu)。由于葉子以交互生長(zhǎng)的方式排列，每一片葉子都能夠最大限度地接受陽(yáng)光照射，從而進(jìn)行光合作用，制造出更多的有機(jī)物，為植物的生存提供充足的養(yǎng)分。學(xué)生通過(guò)實(shí)地觀察和記錄鳳仙花的葉在莖上的生長(zhǎng)規(guī)律，更深入地了解葉子作為植物的營(yíng)養(yǎng)器官，其生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。學(xué)生在制作自然筆記的過(guò)程中，不僅得到實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也提高實(shí)驗(yàn)記錄能力、觀察能力和繪畫(huà)能力。

二、自然筆記的課程建構(gòu)

1.選擇項(xiàng)目主題

圍繞科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中涉及的生命科學(xué)領(lǐng)域的核心概念，自然筆記可以選擇的項(xiàng)目主題非常豐富，包括：動(dòng)植物具有特定功能的結(jié)構(gòu)；具有代表性的不同種類的動(dòng)植物的比較；同種動(dòng)植物在不同環(huán)境下的特征比較；動(dòng)植物的生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)繁殖方式、與人類生活的關(guān)系等。表1列舉了一部分與核心概念對(duì)應(yīng)的主題。

教師精心設(shè)計(jì)了一項(xiàng)以觀察和解剖草莓為主題的活動(dòng)。由于草莓是學(xué)生熟悉的水果，他們?cè)诨顒?dòng)中展現(xiàn)出高度的參與熱情和濃厚的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生深入探究草莓的果實(shí)、花朵以及整個(gè)植株的基本構(gòu)造，并采用繪制精細(xì)圖樣的手法，將觀察到的特征畫(huà)出來(lái)，完成了自然筆記作品《草莓》（如圖2）。為了加深對(duì)草莓各組成部分功能的理解，學(xué)生積極查詢相關(guān)資料，獲得了關(guān)于草莓不同器官的基礎(chǔ)知識(shí)。

2.制訂學(xué)習(xí)目標(biāo)

圍繞科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等科學(xué)核心素養(yǎng)，教師在開(kāi)展自然筆記時(shí)可以制訂相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)（見(jiàn)表2），幫助學(xué)生更好地理解跨學(xué)科概念“結(jié)構(gòu)與功能”。

結(jié)合自然筆記作品《草莓》，教師可以設(shè)計(jì)如下的學(xué)習(xí)目標(biāo)：

科學(xué)觀念：通過(guò)觀察和剖析草莓，了解并描述草莓果實(shí)、花朵以及整個(gè)植株的基本構(gòu)造，從而認(rèn)識(shí)植物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和各部分的功能；理解植物結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系，如草莓的果實(shí)是如何作為營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存和繁殖工具的。

科學(xué)思維：采用繪制圖樣的手法，將觀察到的生物特征形象地記錄下來(lái)；學(xué)習(xí)如實(shí)記錄的技巧；通過(guò)查詢資料和討論，加深對(duì)草莓各器官功能的理解，發(fā)展批判性思維和信息分析能力。

探究實(shí)踐：通過(guò)解剖草莓的活動(dòng)，探究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程；利用多種工具（如放大鏡、顯微鏡）和技術(shù)詳細(xì)觀察，提高實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)收集能力。

態(tài)度責(zé)任：意識(shí)到要尊重生命和保護(hù)環(huán)境，認(rèn)識(shí)到保護(hù)植物多樣性的重要性，并付諸實(shí)踐；學(xué)習(xí)如何合理利用草莓等植物資源，思考人類如何在不破壞生態(tài)平衡的前提下利用自然資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.設(shè)計(jì)活動(dòng)內(nèi)容

以自然筆記為主題的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)可以圍繞以下科學(xué)實(shí)踐開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)（見(jiàn)表3）。將自然筆記活動(dòng)與野外考察、生物實(shí)驗(yàn)、田間操作、標(biāo)本制作等活動(dòng)相結(jié)合，讓學(xué)生掌握學(xué)科核心概念和探究實(shí)踐技能，更好地理解“結(jié)構(gòu)與功能”等跨學(xué)科概念，并激發(fā)他們的好奇心和創(chuàng)造力，加深他們對(duì)相關(guān)科學(xué)知識(shí)的理解。

以野外觀察麻雀為例，首先，學(xué)生細(xì)致地觀察了麻雀的外形特征，包括其喙、羽毛和爪子的結(jié)構(gòu)。然后，通過(guò)小組討論、教師講解以及查閱相關(guān)資料等方式，逐步揭示了麻雀身體特定結(jié)構(gòu)的功能，并進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到野生動(dòng)物的身體結(jié)構(gòu)、功能與其生存環(huán)境之間的關(guān)系。最后，完成自然筆記作品《觀察麻雀》（如圖3）。該活動(dòng)不僅加深了學(xué)生對(duì)麻雀特征的了解，也使他們對(duì)生物多樣性和生態(tài)適應(yīng)性有了更深層次的認(rèn)知。

4.制訂項(xiàng)目評(píng)價(jià)表

教師通過(guò)制訂項(xiàng)目評(píng)價(jià)表（見(jiàn)表4），可以更全面地評(píng)估學(xué)生在自然筆記項(xiàng)目中的學(xué)習(xí)效果和主要表現(xiàn)，有利于他們綜合素質(zhì)的提高。同時(shí)，該評(píng)價(jià)表也可以幫助教師更好地調(diào)整教學(xué)策略，提升教學(xué)效果。

三、自然筆記的作業(yè)設(shè)計(jì)

1.過(guò)程性作業(yè)

教師設(shè)計(jì)過(guò)程性作業(yè)時(shí)，要加強(qiáng)指導(dǎo)性和探究性，讓學(xué)生按照科學(xué)的探究方法，有目的地開(kāi)展活動(dòng)并記錄下來(lái)。同時(shí)，過(guò)程性作業(yè)也體現(xiàn)了觀察和記錄動(dòng)植物生長(zhǎng)變化的階段性和連續(xù)性。例如，教師讓學(xué)生創(chuàng)作自然筆記作品《觀察綠豆種子發(fā)芽》前，設(shè)計(jì)了一個(gè)記錄表，引導(dǎo)學(xué)生有目的地開(kāi)展觀察活動(dòng)，并記錄了種子從播種到萌發(fā)的變化過(guò)程。學(xué)生每隔幾天觀察和記錄植物根、莖、葉等結(jié)構(gòu)的變化，這不僅有助于他們更好地理解植物生長(zhǎng)的過(guò)程，也有助于他們主動(dòng)通過(guò)科學(xué)探究發(fā)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的功能。過(guò)程性作業(yè)體現(xiàn)了動(dòng)植物生長(zhǎng)變化的階段性和連續(xù)性，讓學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)到自然科學(xué)知識(shí)，還發(fā)展了學(xué)習(xí)能力、科學(xué)探究能力和核心素養(yǎng)。

2.總結(jié)性作業(yè)

教師可以基于學(xué)科融合的理念，開(kāi)展科學(xué)與美術(shù)學(xué)科的協(xié)同教學(xué)，制作微課視頻向?qū)W生介紹總結(jié)性作業(yè)——自然筆記手抄報(bào)。例如，在創(chuàng)作自然筆記作品《觀察不同植物的種子》的過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)記錄各種各樣種子的外形特征（如大小、形狀等）來(lái)研究植物。然而，這些記錄往往停留在表面描述，學(xué)生缺乏對(duì)種子結(jié)構(gòu)和其傳播方式之間關(guān)系的深入理解。例如，學(xué)生可能注意到某些種子具有翅膀或氣囊，但不一定知道這些特征是如何幫助種子通過(guò)風(fēng)或水進(jìn)行傳播的。為了提高學(xué)生的理解能力，總結(jié)性作業(yè)不僅要求他們通過(guò)文字和圖片記錄種子的外形特征，還要求他們通過(guò)比較和分析不同種子的生存環(huán)境來(lái)探索種子結(jié)構(gòu)與其傳播方式之間的關(guān)系，從而加深他們對(duì)種子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解。在手抄報(bào)的制作過(guò)程中，學(xué)生不僅通過(guò)觀察了解了不同種子的傳播方式，將這些信息以圖文并茂的形式呈現(xiàn)出來(lái)，還通過(guò)繪圖和標(biāo)注來(lái)展示種子的不同結(jié)構(gòu)，并解釋這些結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)種子傳播的。例如，學(xué)生可以畫(huà)帶有翅膀的種子，解釋這種結(jié)構(gòu)如何使種子在空中飄浮。通過(guò)這種方式，學(xué)生的總結(jié)性作業(yè)將不再是簡(jiǎn)單的信息羅列，而是有機(jī)整合、邏輯清晰地展示知識(shí)。

（作者單位：華中師范大學(xué)附屬小學(xué)）

參考文獻(xiàn)

[1]約瑟夫·S.科瑞柴科，查琳·M.克澤尼亞克.中小學(xué)科學(xué)教學(xué)（項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方法與策略）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2021.

[2]喻伯軍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）課例式解讀：科學(xué)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2022.