基于項目式學習理解“結構與功能”

項目式學習中，學生通過項目活動跨越多學科領域，把學科知識和技能整合并將其應用于實際問題的解決，深入理解和運用跨學科概念。在開展自然筆記時，我們研究如何通過項目式學習實現學生對“結構與功能”這一跨學科概念的理解，發展他們系統思考和綜合分析的能力，提升他們的跨學科綜合能力。

一、自然筆記涉及的“結構與功能”

自然筆記指的是生物學家在研究動植物的過程中記錄的筆記，一般由繪畫和文字描述組成。這些筆記內容包括動植物的形態特征、生長環境、生長狀況等各種細節。以自然筆記為主題的項目式學習，是一種以實踐為基礎的教學模式，目的是在項目主題的指引下，學生帶著一定的任務實地觀察繪制、收集整理和思考分析動植物的相關信息，從而更深入了解動植物的結構、生長和繁殖等方面的知識以及它們對人類和環境的重要性。同時，在將學科知識融入實踐的過程中，有利于學生跨學科能力的提高，促進他們綜合能力的發展。

“結構與功能”是自然筆記中涉及的重要跨學科概念。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的方式分布。這意味著每一層葉子都會平展開并且交錯排列，形成了一種層次分明的結構。由于葉子以交互生長的方式排列，每一片葉子都能夠最大限度地接受陽光照射，從而進行光合作用，制造出更多的有機物，為植物的生存提供充足的養分。學生通過實地觀察和記錄鳳仙花的葉在莖上的生長規律，更深入地了解葉子作為植物的營養器官，其生長結構和功能之間的關系。學生在制作自然筆記的過程中，不僅得到實踐經驗，也提高實驗記錄能力、觀察能力和繪畫能力。

二、自然筆記的課程建構

1.選擇項目主題

圍繞科學課程標準中涉及的生命科學領域的核心概念，自然筆記可以選擇的項目主題非常豐富，包括：動植物具有特定功能的結構；具有代表性的不同種類的動植物的比較；同種動植物在不同環境下的特征比較；動植物的生長環境、生長繁殖方式、與人類生活的關系等。表1列舉了一部分與核心概念對應的主題。

教師精心設計了一項以觀察和解剖草莓為主題的活動。由于草莓是學生熟悉的水果，他們在活動中展現出高度的參與熱情和濃厚的學習興趣。學生深入探究草莓的果實、花朵以及整個植株的基本構造，并采用繪制精細圖樣的手法，將觀察到的特征畫出來，完成了自然筆記作品《草莓》（如圖2）。為了加深對草莓各組成部分功能的理解，學生積極查詢相關資料，獲得了關于草莓不同器官的基礎知識。

2.制訂學習目標

圍繞科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等科學核心素養，教師在開展自然筆記時可以制訂相應的學習目標（見表2），幫助學生更好地理解跨學科概念“結構與功能”。

結合自然筆記作品《草莓》，教師可以設計如下的學習目標：

科學觀念：通過觀察和剖析草莓，了解并描述草莓果實、花朵以及整個植株的基本構造，從而認識植物結構的復雜性和各部分的功能；理解植物結構與功能的相互關系，如草莓的果實是如何作為營養儲存和繁殖工具的。

科學思維：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；學習如實記錄的技巧；通過查詢資料和討論，加深對草莓各器官功能的理解，發展批判性思維和信息分析能力。

探究實踐：通過解剖草莓的活動，探究其內部結構，體驗科學探究的過程；利用多種工具（如放大鏡、顯微鏡）和技術詳細觀察，提高實驗操作能力和數據收集能力。

態度責任：意識到要尊重生命和保護環境，認識到保護植物多樣性的重要性，并付諸實踐；學習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平衡的前提下利用自然資源，實現可持續發展。

3.設計活動內容

以自然筆記為主題的項目式學習可以圍繞以下科學實踐開展教學活動（見表3）。將自然筆記活動與野外考察、生物實驗、田間操作、標本制作等活動相結合，讓學生掌握學科核心概念和探究實踐技能，更好地理解“結構與功能”等跨學科概念，并激發他們的好奇心和創造力，加深他們對相關科學知識的理解。

以野外觀察麻雀為例，首先，學生細致地觀察了麻雀的外形特征，包括其喙、羽毛和爪子的結構。然后，通過小組討論、教師講解以及查閱相關資料等方式，逐步揭示了麻雀身體特定結構的功能，并進一步認識到野生動物的身體結構、功能與其生存環境之間的關系。最后，完成自然筆記作品《觀察麻雀》（如圖3）。該活動不僅加深了學生對麻雀特征的了解，也使他們對生物多樣性和生態適應性有了更深層次的認知。

4.制訂項目評價表

教師通過制訂項目評價表（見表4），可以更全面地評估學生在自然筆記項目中的學習效果和主要表現，有利于他們綜合素質的提高。同時，該評價表也可以幫助教師更好地調整教學策略，提升教學效果。

三、自然筆記的作業設計

1.過程性作業

教師設計過程性作業時，要加強指導性和探究性，讓學生按照科學的探究方法，有目的地開展活動并記錄下來。同時，過程性作業也體現了觀察和記錄動植物生長變化的階段性和連續性。例如，教師讓學生創作自然筆記作品《觀察綠豆種子發芽》前，設計了一個記錄表，引導學生有目的地開展觀察活動，并記錄了種子從播種到萌發的變化過程。學生每隔幾天觀察和記錄植物根、莖、葉等結構的變化，這不僅有助于他們更好地理解植物生長的過程，也有助于他們主動通過科學探究發現這些結構所對應的功能。過程性作業體現了動植物生長變化的階段性和連續性，讓學生不僅可以學習到自然科學知識，還發展了學習能力、科學探究能力和核心素養。

2.總結性作業

教師可以基于學科融合的理念，開展科學與美術學科的協同教學，制作微課視頻向學生介紹總結性作業——自然筆記手抄報。例如，在創作自然筆記作品《觀察不同植物的種子》的過程中，學生通過記錄各種各樣種子的外形特征（如大小、形狀等）來研究植物。然而，這些記錄往往停留在表面描述，學生缺乏對種子結構和其傳播方式之間關系的深入理解。例如，學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風或水進行傳播的。為了提高學生的理解能力，總結性作業不僅要求他們通過文字和圖片記錄種子的外形特征，還要求他們通過比較和分析不同種子的生存環境來探索種子結構與其傳播方式之間的關系，從而加深他們對種子結構與功能關系的理解。在手抄報的制作過程中，學生不僅通過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出來，還通過繪圖和標注來展示種子的不同結構，并解釋這些結構是如何適應種子傳播的。例如，學生可以畫帶有翅膀的種子，解釋這種結構如何使種子在空中飄浮。通過這種方式，學生的總結性作業將不再是簡單的信息羅列，而是有機整合、邏輯清晰地展示知識。

（作者單位：華中師范大學附屬小學）

參考文獻

[1]約瑟夫·S.科瑞柴科，查琳·M.克澤尼亞克.中小學科學教學（項目式學習的方法與策略）[M].北京：北京師范大學出版社，2021.

[2]喻伯軍.義務教育課程標準（2022年版）課例式解讀：科學[M].北京：教育科學出版社，2022.