我與航天員一起種植物

2022年，教育部印發了《義務教育課程方案（2022年版）》，明確要求“各門課程用不少于10%的課時設計跨學科主題學習”[1]。2020年，教育部印發的《大中小學勞動教育指導綱要（試行）》中指出“勞動教育是新時代黨對教育的新要求”，強調“豐富、拓展勞動教育實施途徑”“在學科專業中有機滲透勞動教育”“數學、科學、地理、技術、體育與健康等學科要注重培養學生勞動的科學態度、規范意識、效率觀念和創新精神”[2]。跨學科項目式學習是以不同學科的關鍵概念或能力為載體，指向真實世界中的問題解決，它通常需要整合不同學科的知識和能力，共同指向真實情景中的問題探索與解決，體現對不同學科領域知識的整體理解[3]。

確定項目式學習內容

植物是小學生身邊最常接觸到的生物種類之一，了解植物對于學生學習生命科學領域知識有重要的意義，種植植物則屬于生產勞動范疇。《義務教育科學課程標準（2022年版）》課程理念中“倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究以及技術與工程實踐的過程”，其中3—4年級學生的必做實踐探究活動就涉及到種植物[4]。《義務教育勞動課程標準（2022年版）》3—4年級學段目標中指出：“初步體驗簡單的種植、養殖、手工制作等生產勞動，能規范地使用常用的勞動工具，了解常用材料的作用與特征，對勞動過程中遇到的問題具有好奇心和探究欲望。”[5]學科之間存在交叉。

教科版小學《科學》4年級下冊“植物的生長變化”單元，教材以種植鳳仙花為活動主線認識植物的一生。以往的教學中，學生通常只種植鳳仙花，植物種類單一，而且一個單元結束之后如果教師沒有持續的引導、鼓勵的話，關于種植話題學生就鮮有人再提及，班級中能夠完整、深入地觀察記錄植物生長變化過程的學生更屈指可數。

基于以上分析，我以“植物的生長變化”單元為主，通過“我與航天員一起種植物”項目，有機融合勞動、語文、美術、信息技術等多學科內容，進行跨學科的項目設計[6]，引導學生運用學到的知識和技能，親自種植植物，在種植中發現問題、解決問題，深入開展種植實踐，全面培養學生的科學素養和勞動素養，以期解決常規教學中存在的不足，同時實現跨學科育人的目的。

項目式學習設計

學情分析

學校有種子博物館、陽光小屋、植物生長箱等勞動場所，學生在科學、勞動課上就對植物的種子、蔬菜、花卉等進行過觀察和學習，在班級小菜園中也有過簡單的勞動體驗。學生對于種植植物非常感興趣，樂于探究植物的生長奧秘。3年級時，學生有過連續觀察天氣（1個月）、飼養蠶寶寶（2個月）等長周期的觀察實踐活動，已經初步掌握了觀察記錄方法。學生在語文課練習寫觀察日記，在美術課學習過植物的繪畫技巧，具有一定的信息搜索和圖文整理、邏輯思維能力，能夠在熟悉的場景或事物中發現問題、解決問題、形成概念[7]。基于學生的知識經驗、興趣水平、思維能力等分析，設定本跨學科項目的學習目標。

學習目標

本項目的學習目標依據《義務教育科學課程標準（2022年版）》中的4個核心素養——科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任制訂（見表1），涉及生命科學領域“生命系統的構成層次”“生物體的穩態與調節”“生物與環境的相互關系”“生命的延續與進化”4個核心概念，在“探究實踐”中融入《義務教育勞動課程標準（2022年版）》中的勞動能力；“態度責任”中融入勞動觀念、勞動精神、勞動習慣和品質等勞動核心素養，以期達到跨學科育人的目標。本項目涉及的跨學科概念主要有結構與功能、物質與能量、穩定與變化、系統與模型。

項目設計流程

項目按照啟動種植項目、種植技能科學知識儲備、展示交流、反思評價4個環節進行設計（見圖1）。

項目實施過程

本項目式學習的驅動問題是“綠色開花植物是如何由種子發育成一株完整植物的？”此驅動問題可拆解為7個核心問題推進項目開展[8]。根據植物的生長階段和結構特點，在項目啟動后的項目開展階段，將劃分為2次“知識與技能儲備”和2次“展示交流”活動，從種植技能和科學觀念2條主線進行設計，幫助學生掌握種植技術、學習植物學知識，達成對學生科學素養、勞動素養的培養目標（見圖2）；最后引導學生對項目進行反思與評價。

啟動種植項目

情境導入 我國“問天”實驗艙已成功與“天和”核心艙對接，將在軌主要開展空間生命科學研究，航天員正在空間站種植物。進入空間站的植物被稱為模式植物，它們具有成活易、周期短、地面研究基礎好等特點。同學們，你們是否也想和航天員一起栽培植物，研究綠色開花植物是如何由種子發育成一株完整的植物的？

項目任務 你們可以從鳳仙花、雞蛋茄、向日葵、五彩椒等植物中任意選擇1種植物，也可以自主選擇其他植物，只要易于成活、生長周期短，春季播種，9月能結果即可。我們要從種子開始種植并養護植物，請你用照片、文字、圖畫等多種方式記錄播種、發芽、長葉、開花、結果的情況，最終通過觀察日記等方式展示你們的勞動成果，優秀的記錄將推薦參加相關科技比賽。

評價標準 學生明確任務后，出示項目評價表（見表2），重點從種植實踐、植物生長、觀察記錄、展示交流4個維度評價學生種植植物的勞動過程，以及基于觀察記錄的展示交流情況。

學生自主選擇種植的植物，根據選擇種類組建種植興趣小組，自主查閱所種植物的資料，制訂種植計劃，開啟種植項目（見圖3）。

知識與技能儲備1

在植物播種、發芽、長葉階段，學習如何觀察描述植物營養器官，認識營養器官的結構與功能關系，引導學生思考植物生長、生存的需求，通過設計對比實驗，研究水分、光照、溫度、土壤、空氣等對種子萌發及幼苗生長的影響（見圖4）。

技能方面，根據所種植物的生長習性，選擇合適的花盆、營養土、肥料等種植材料，利用鏟子、澆水壺等種植工具，完成選種、播種、移栽等工作[9]。這個階段重點關注學生種植植物的成活情況及觀察記錄情況，及時補苗，保證學生的參與度。長葉期植物的需水量增大，提醒學生每天澆水、少量多次施肥，并注意防蟲。

展示交流1

在植物長葉期組織學生進行階段展示交流（見圖5），提出問題：“航天員在天宮課堂展示了他們的植物生長情況，你們的植物長勢如何呢？”引導學生在小組內交流植物從播種到萌發、長葉的生長變化，并展示學生的優秀觀察日記（見圖6）。接下來，植物又會發生什么變化呢？引導并鼓勵學生繼續養護好植物、堅持進行觀察記錄。

知識與技能儲備2

在植物開花結果階段，通過解剖觀察花與果實的結構，認識開花結果的過程，推測種子傳播的方式，形成對繁殖器官結構和功能相適應的認識。

技能方面重點強調人工授粉、打頂、除蟲等種植技術，保證植物的坐果率和成活率（見圖7）。

展示與交流2

種植過程并不是一帆風順的，并不是所有的同學都能一次成功，最終的展示交流非常重要。

教師引導：“秋天是收獲的季節，我們該向航天員匯報我們地面的種植情況了。”

學生先在小組內互相交流展示開花、結果的變化過程，推選組員基于觀察日記、研究報告、標本等實證展示一種植物的成長之旅。展示交流后，引導全班同學整理和分析不同植物的生長變化規律，概括植物的共同特征。

教師：“你們在種植植物的過程中遇到過什么問題？如何解決的？解決效果如何？”

讓成功的同學分享種植經驗，失敗的同學總結其中的原因，迭代優化為下一次項目啟動作準備（見圖8）。

學生綜合運用多學科知識與技能，例如科學學科的植物知識、勞動學科的栽培技術、語文學科觀察日記的寫作、美術學科的繪畫技巧，以及信息技術學科的資料搜索、整理等，多種方式展示學習成果。

反思與評價

植物種植階段結束后，要及時引導學生反思種植活動的收獲，并根據評價標準完成自我評價。通過學生的反饋（見圖9）不難發現，種植過程中，學生不僅學習到了植物結構與功能的關系，了解了植物的生長需求，還習得了種植方法。學生在種植過程中會遇到不少問題，有的由于種子問題始終不發芽，有的由于養護方式不當或者種植環境所限植物長勢不佳，還有的由于天氣緣故、人為因素導致植物不幸夭折……正是這一次次的失敗，才讓同學們懂得珍愛生命的道理。正是一次次的發現問題重新再來，學生才能體會到種植成功的喜悅和艱辛，并深刻感受果實的來之不易，懂得珍惜糧食、尊重勞動的觀念，以及持之以恒、百折不撓的勞動品質和精神。

項目實施策略

扎實開展課堂教學，在觀察探究的過程中儲備必備的科學知識

本項目的實施是在充足豐富的教具學具，以及校園多樣的植物資源的支持下完成的。豐富的材料為學生搭建了腳手架，通過一系列探究學習，學生習得了植物方面的科學知識和種植技能，多樣化的植物種類幫助學生歸納概括了植物多樣性和共同性的特征。

依托專家技術指導，在種植實踐過程中提升必備的勞動能力

本項目涉及的種植技術主要由北京教學植物園的專家、教師指導完成。從浸種、育苗，到間苗、移栽、定植等，引導學生針對不同種類的植物選擇合適的栽種方法，進行科學種植、科學養護、科學施策，提高了植物的成活率和學生的實際獲得感，在實踐中提升了生產勞動能力。

家校協同共育，保障項目順利完成

本項目通過科學課、科學探究社團等多種途徑開展，而種植場所則主要在學生家中，因此項目的開展離不開家長的配合[10]。教師持續鼓勵引領，家長也及時反饋孩子的種植情況，督促學生持續觀察記錄，家校協同共育保障了項目的順利完成。

通過多種渠道平臺，展示交流學生的勞動成果

項目展示階段，我們引導種植成效顯著的同學進班展示，分享經驗。同時加大了對種植項目的宣傳，如利用學校微信公眾號推送優秀觀察日記。我們還引導學生將觀察日記進行整理，撰寫成科技小論文、自然筆記等，并鼓勵學生積極參加各級各類比賽，如北京市中小學生植物栽培大賽、金蕊自然筆記、金鵬科技論壇、科技創新大賽等。有學生出于植物因缺水而死遂發明了微型自動澆花設備；有學生整理了自己的觀察日記，撰寫了不同種植環境對百日草生長影響的小論文；還有學生研究植物用水、容器大小等對植物生長的影響，相關研究都在市、區級比賽中獲獎，培養了學生的高階思維。多種平臺、多種方式的展示交流，極大提升了學生的自信心和學習驅動力，滿足了學生個性化發展的需求。

項目的育人價值

“我與航天員一起種植物”項目歷時半年，通過近3年的實踐，共有391名學生參與。教學中我們把科學教育與勞動教育進行跨學科整合，將課堂上科學知識、種植技能的學習與課下種植勞動實踐相結合，幫助學生建構生命科學的核心概念和跨學科概念，習得科學栽培的方法和技能，在項目中提升學生的科學素養和勞動素養。

“我與航天員一起種植物”項目蘊含豐富的育人價值，很好地體現了核心素養導向下的跨學科育人目標，取得了一定的教學成效。項目活動廣受學生歡迎，學生即便升入高年級仍樂此不疲。他們自主選擇栽種植物的種類、自主查閱資料、制訂種植計劃、開展種植實踐，他們經常向教師、家人求助，詢問遇到的問題或是分享最新發現。正是在一次次的種植中，學生學習、感受、體驗、領悟，實現種有所得、學有所獲、勞有所樂。項目結束后，我們的學習并未止步，學生進一步開展研究性學習，在多種渠道、平臺展示交流學生的勞動成果，促進學生深度學習，培養學生的高階思維。