基于項目式理念教學(xué)“土壤”

湖北省宜昌市伍家崗區(qū)實驗小學(xué)中南校區(qū)有一處科學(xué)實驗基地，結(jié)合基地蘆薈發(fā)黃腐爛這個真實的生活情境，我引導(dǎo)學(xué)生通過前期猜想、確定研究方向、采集土壤，從土壤黏性、滲水性和外觀特征三個方面開展了科學(xué)研究活動，形成了完整的研究報告，通過課堂答辯研討，最后確定蘆薈適宜生長在滲水性好、黏性差的砂質(zhì)土里，并為實驗田種植蘆薈的土壤找到了改良的辦法。在這個過程中，學(xué)生經(jīng)歷了一次較完整的項目式學(xué)習(xí)。

一、基于生活情境，提出探究問題

教師在教學(xué)過程中結(jié)合生活實際創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們主動發(fā)現(xiàn)并提出問題，將被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)。

學(xué)校科學(xué)實驗基地在春季種了很多庫拉索蘆薈，學(xué)生在日常養(yǎng)護的過程中，發(fā)現(xiàn)蘆薈葉尖出現(xiàn)了發(fā)黃、腐爛的現(xiàn)象，由此引發(fā)他們的好奇心：這種現(xiàn)象是什么原因造成的呢？于是，我引導(dǎo)學(xué)生進行了初步推測，有的認(rèn)為是氣溫不適宜，有的認(rèn)為是降雨量過多，還有的認(rèn)為是土壤不合適等。

結(jié)合學(xué)習(xí)主題“巖石與土壤”，學(xué)生選擇了其中一種可能因素——土壤來進行研究。究竟蘆薈適合種植在什么樣的土壤里呢？學(xué)生經(jīng)過上網(wǎng)查詢得知，蘆薈在滲水性好、黏性差的土壤里長得更好。哪里的土壤具備這樣的特征呢？為了一探究竟，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生到長江邊、運河公園和學(xué)校實驗基地三處采集土壤樣本，希望找到更適宜蘆薈生長的土壤，理由是這三個地方生長的植物存在較大差異：運河公園生長著許多高大的樹木，長江邊的植物大多比較矮小，實驗基地的植物種類繁多。

我利用真實的生活情境，為學(xué)生創(chuàng)造了一種沉浸式學(xué)習(xí)的體驗感，引發(fā)他們自主探索的欲望，使他們在學(xué)習(xí)的過程中獲得求知、探索的樂趣。

二、選擇研究方向，設(shè)計研究報告

制訂研究方案是開展科學(xué)探究活動的重要環(huán)節(jié)，有助于確保探究的有序性和科學(xué)性，提高探究的質(zhì)量。確定了研究方向，我讓學(xué)生自主設(shè)計研究報告，進一步培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和實踐能力。

在前面探究的基礎(chǔ)上，學(xué)生繼續(xù)提出問題：采集的三份土壤樣本有什么不同呢？哪種土壤滿足蘆薈的生長條件呢？通過集體討論，學(xué)生確定了土壤黏性、滲水性和外觀特征三個研究方向，每個小組選擇一個方向開展探究活動。各小組確定小組長、實驗記錄員和實驗操作員等人員，并設(shè)計包含研究主題、實驗材料、實驗方法、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論等要素的研究報告。

1.比較土壤的外觀特征

小組長：我們組就以“比較外觀特征”作為研究主題吧！請大家想一想，我們采用什么研究方法比較合適呢？

生：我覺得應(yīng)該運用觀察法，因為比較三種土壤的外觀特征需要運用我們的感官。

小組長：我們需要準(zhǔn)備哪些實驗材料呢？

生：我們需要準(zhǔn)備三種不同的干燥土壤，還要一個放大鏡，觀察土壤的顏色和顆粒大小。

生：我們還可以運用聞一聞的方法比較土壤的氣味。

生：我們也可以用手觸摸土壤，感知土壤的軟硬度和粗糙程度。

2.比較土壤的黏性

小組長：關(guān)于比較三種土壤的黏性，大家有沒有什么好的想法？

生：我覺得可以采用團球的方法。我們?nèi)∪N不同的濕潤土壤，用手團一團，看能不能團成球，能團成球說明這種土壤的黏性好，不能團成球說明這種土壤的黏性差。

小組長：你們推測哪種土壤的黏性好一些？哪種土壤的黏性差一些？

生：從外觀上看，我覺得運河公園的土壤黏性好，長江邊的土壤黏性差，實驗基地的土壤黏性適中，具體情況還是要通過實驗才能確定。

3.比較土壤的滲水性

小組長：滲水性是什么意思？有同學(xué)可以解釋一下嗎？

生：我覺得是指水從土壤中透過去的能力。

小組長：我們怎樣比較三種土壤的滲水性呢？

生：我們需要準(zhǔn)備三種等量的干燥土壤、三杯等量的水、三個大小相同的簡易漏斗，將三種土壤全部倒入三個漏斗中，保持漏斗內(nèi)土壤高度相同，然后同時加入等量的水，看哪個漏斗中的水漏得更快。

整個活動過程中，我將探究的主動權(quán)交給學(xué)生，讓他們主動參與、積極思考、與他人合作，感受自主學(xué)習(xí)帶來的樂趣。在這樣的課堂中，學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，教師則是適時出現(xiàn)的引導(dǎo)者。

三、動手實驗，討論操作細(xì)節(jié)

學(xué)生對周圍的世界有著天然的好奇心，教師在科學(xué)課上開展實驗，可以很好地激發(fā)他們的好奇心和探究欲。通過實驗，學(xué)生可以更好地理解自然現(xiàn)象和科學(xué)問題，探索未知領(lǐng)域和發(fā)現(xiàn)新知識，從而提升科學(xué)核心素養(yǎng)。

相對來說，比較土壤的黏性和外觀特征這兩個實驗操作難度較小，實驗過程比較順利，問題主要體現(xiàn)在學(xué)生觀察土壤的外觀特征時操作方法不當(dāng)，如不能正確使用放大鏡、扇聞方式不對等。通過針對性指導(dǎo)，學(xué)生的操作問題及時得到了解決。而比較土壤滲水性的實驗屬于典型的對比實驗，控制變量非常關(guān)鍵，學(xué)生對于此類實驗操作經(jīng)驗較少，很容易出現(xiàn)問題。于是，我錄制了其中一組的實驗過程，讓全班同學(xué)觀看并分析存在的問題。

師：通過觀看視頻，大家發(fā)現(xiàn)了什么問題？

生：有的土壤灑出來了，導(dǎo)致三種土壤的量不一樣了。

生：加水的時間不一致，實驗不公平。

生：我覺得加完土壤后可以將漏斗輕輕搖晃一下，保證漏斗內(nèi)的土壤高度相同。

生：加入的水量也要保持相同。

師：看來同學(xué)們已經(jīng)關(guān)注到了，在這個實驗中有些條件是要保持不變的，需要改變的條件是什么呢？

生：土壤的種類。

師：像這樣只改變一個條件，其他條件保持不變的實驗稱為對比實驗。剛才這個小組的實驗沒有遵循對比實驗的規(guī)則，影響了實驗結(jié)論的準(zhǔn)確性。接下來我們就運用對比實驗的方法，重新比較這三種土壤的滲水性。

我給學(xué)生演示了操作細(xì)節(jié)，指導(dǎo)他們?nèi)绾慰刂谱兞浚瑥亩容^三種土壤的滲水性。接著全班分組開展二次實驗，通過觀察分析實驗現(xiàn)象，學(xué)生會認(rèn)識到三種土壤性質(zhì)的區(qū)別，從而為尋找適宜蘆薈生長的土壤提供了可靠的依據(jù)。

四、交流研討，匯報研究成果

傳統(tǒng)的科學(xué)課堂，在進行交流研討時往往采用的是“教師提問—學(xué)生回答”的模式。這種“一問一答”的研討方式本質(zhì)上仍然是以教師為主體，抑制了學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造力。在課堂上進行答辯式研討，能將課堂真正還給學(xué)生，教師則從“主講者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鞒秩恕薄Ｎ易寣W(xué)生通過答辯研討的形式進行交流，經(jīng)過前期提出問題、規(guī)劃方案和動手實驗，各小組形成了相對完整的研究成果。

生：我們小組研究的主題是“比較三種土壤的黏性”，通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，運河公園的土壤能團成球，說明這種土壤的黏性好；實驗基地的土壤能團成球，但容易散，說明這種土壤的黏性適中；長江邊的土壤不能團成球，說明這種土壤的黏性差。

生：我們小組研究的主題是“比較三種土壤的滲水性”，通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，相同時間內(nèi)，運河公園的土壤滲出水量少，說明這種土壤滲水性差；實驗基地的土壤滲出水量適中，說明這種土壤滲水性較好；長江邊的土壤滲出水量多，說明這種土壤滲水性好。

師：這三種土壤的黏性和滲水性差異這么大，是什么原因造成的呢？

生：我們小組研究的是三種土壤的外觀特征有什么不同，下面就由我們小組來為大家答疑解惑吧！

生：實驗中我們發(fā)現(xiàn)，運河公園的土壤顆粒最小，沒有明顯的氣味，摸起來很細(xì)膩；實驗基地的土壤顆粒較大，沒有明顯的氣味，比較粗糙、顆粒較硬；長江邊的土壤顆粒最大，帶一點土腥味，很粗糙、顆粒很硬。

生：通過觀察，我們認(rèn)為顆粒大小是影響土壤滲水性和黏性的關(guān)鍵因素，我們用小的不規(guī)則圖形表示小顆粒土壤，用大的不規(guī)則圖形表示大顆粒土壤。通過圖示我們可以發(fā)現(xiàn)，土壤顆粒越大，顆粒之間的空隙也越大，水更容易從空隙之間流走，因此大顆粒土壤滲水性更好一些。我們還發(fā)現(xiàn)，土壤顆粒越大，顆粒之間的距離也越遠(yuǎn)，土壤顆粒很難緊密地貼合在一起，因此大顆粒的土壤黏性會差一些。

（學(xué)生在小組長的組織下，分組上臺匯報研究成果，匯報完畢后進行答辯，接受來自全班同學(xué)的質(zhì)疑和提問，在激烈的思維碰撞中引發(fā)大家對適宜蘆薈生長環(huán)境的思考。）

師：通過剛才同學(xué)們的集體匯報交流，大家覺得蘆薈更適宜種植在哪種土壤里呢？

生：我覺得更適宜種植在長江邊的土壤里，因為長江邊的土壤黏性最差，滲水性最好。

師：大家同意他的觀點嗎？

生：同意，我們后來通過上網(wǎng)查詢得知，蘆薈在滲水性好、黏性差的土壤里長得更好。

在小組匯報順序上，我進行了調(diào)整。土壤的黏性、滲水性和外觀特征（顆粒大小），三者之間存在著一種邏輯關(guān)系，土壤的顆粒大小實際上是影響土壤黏性和滲水性的關(guān)鍵因素。但在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生難以理解土壤的顆粒大小與黏性之間的關(guān)系，小學(xué)階段也不便拓展探究水的表面張力對土壤黏性的影響。因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計上，我讓研究黏性和滲水性的小組先匯報，學(xué)生發(fā)現(xiàn)這三種土壤的黏性和滲水性差異很大，是什么原因造成的呢？強烈的求知欲立刻將學(xué)生的思維聚焦，接下來由研究外觀特征的小組回答，幫助其他組突破理解難點，發(fā)現(xiàn)隱藏的奧秘所在，從而形成思維的有序進階。

五、聯(lián)系生活，解決實際問題

科學(xué)源于生活，最終服務(wù)于生活。經(jīng)過前面的答辯研討，學(xué)生對土壤的種類和植物生長的環(huán)境有了初步的認(rèn)識，但這種認(rèn)識是有局限性的，尚未與生活實際建立聯(lián)系。因此，我設(shè)計了以下問題。

問題1：如何對這三種土壤進行分類？通過師生談話，我適時出示“與科學(xué)家對話”資料卡，基于學(xué)生的認(rèn)知水平，幫助他們初步掌握土壤的分類方法：運河公園的土壤，沙粒少，顆粒細(xì)，我們稱之為黏質(zhì)土；長江邊的土壤，沙粒多，顆粒粗，我們稱之為砂質(zhì)土；實驗基地的土壤，沙粒含量與顆粒一般，我們稱之為壤質(zhì)土。

問題2：學(xué)生在三個土壤采集地發(fā)現(xiàn)了哪些植物？這些植物對生長環(huán)境有什么要求？該環(huán)節(jié)由學(xué)生結(jié)合前期拍攝的照片上臺進行介紹：運河公園以水杉居多，這種植物喜歡生活在潮濕的黏質(zhì)土中；長江邊的土壤主要是砂質(zhì)土，隨處可見天藍苜蓿的身影；學(xué)校實驗基地的壤質(zhì)土肥沃疏松，像紫葉李這樣的植物在這里生長得很好。通過交流，學(xué)生認(rèn)識到不同的植物要生長在不同的土壤中，只有適宜的生長環(huán)境才能使植物茂盛生長。

問題3：如果我們想把蘆薈繼續(xù)種在學(xué)校的實驗基地，大家有什么好的建議？結(jié)合本課所學(xué)，有的學(xué)生認(rèn)為可以將基地土壤全部換成砂質(zhì)土，有的認(rèn)為可以在基地土壤里摻沙來改良土壤，通過這個環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生將理論與實際相結(jié)合，學(xué)會用科學(xué)知識解決實際問題。

問題4：學(xué)生的建議是否實用呢？花農(nóng)遇到此類問題是如何解決的？我適時出示微課，幫助學(xué)生認(rèn)識到生活中花農(nóng)往往采用土壤摻沙這種改良土壤的辦法，這樣更加經(jīng)濟、高效。

階梯式的現(xiàn)實問題，引導(dǎo)學(xué)生進一步建構(gòu)概念，靈活運用科學(xué)知識，使他們在獲取知識和技能的過程中，實現(xiàn)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

結(jié)語

項目式學(xué)習(xí)強調(diào)做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)，開展項目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵在于要給學(xué)生創(chuàng)造一個良好的實踐環(huán)境。實踐環(huán)境可以是實物的，如學(xué)校建立的科學(xué)實驗基地；也可以是虛擬的，如融合信息化教學(xué)，讓學(xué)生在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題。在這樣一個相對開放、自由的環(huán)境里，教師通過恰當(dāng)?shù)慕M織和引導(dǎo)，充分激發(fā)學(xué)生的好奇心、想象力和探求欲，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)能力、表達交往能力、社會責(zé)任感和團隊合作精神。

（作者單位：湖北省宜昌市伍家崗區(qū)實驗小學(xué)中南校區(qū)）