基于5EX模型培養學生跨學科素養的實踐研究以小學種植規劃設計活動為例

近年來，跨學科素養的培養越來越受重視。但目前我國的跨學科素養的培養存在學科壁壘和教學體制的障礙，跨學科教學難以全面實現。而5EX模型整合了不同知識領域的方法論，為開展跨學科項目式學習活動提供了更科學的指導。本文基于5EX模型設計培養小學生跨學科素養的種植規劃活動。

一、概念概述

1.跨學科素養

“跨學科素養\"是一種綜合或交叉運用多學科知識解決問題的能力素養。本文對“跨學科素養”類型的培養側重于通用型的能力素養，包括學科知識與技能、創新和創造力、批判性思維與分析能力、溝通與合作、社會責任與價值觀、自主學習與可持續發展能力。這些素養的培養需要綜合性的教育方式，既包括學校教育中的課程設置和教學方法，也包括社會環境和個體的自主努力。

2.5EX設計模型

5EX設計模型是華南師范大學李克東教授團隊設計的跨學科學習模型，其理念就是圍繞一個主題，把不同學科、領域的方法論結合起來，設計組織開展學習項目的教學活動，促進學生綜合發展。在此模型中，該團隊總結了5EX模型的5個操作要點：情景問題初探、探究與應用、設計與制作、拓展與創新、評價反思。

二、基于5EX設計模型的跨學科素養體現

筆者根據5EX模型，結合跨學科素養培養要求、STEM教學目標，將課程目標設計如下。

1.科學知識與方法目標：初步形成食品健康意識、學習作物種植的科學知識、學會利用信息科技獲取和傳遞信息、掌握有效溝通技巧。

2.技術知識和制作目標：掌握基本的生活技能、學會利用WISE平臺開展數字化學習與交流合作解決學習問題、學會用數學語言表達種植預期成果的數量關系。

3.工程知識和設計目標：發展問題解決能力、提升數字化學習與創新能力

4.數學知識和描述目標：培養學生創新精神、養成用數學語言表達交流的習慣、形成數據意識、鍛煉推理能力和獨立思考能力。

三、種植規劃設計活動案例設計

筆者結合小學四年級綜合實踐課關于種植的學習目標，基于5EX模型，設計種植規劃設計活動，為開展學生跨學科素養培養提供實踐支持。活動的教學設計流程如下。

EQ：真實情境，感知項目問題

教師對比分析小組完成的“小組高效種植方案設計”，學生針對預計種植的作物種類和澆水規劃提出存在問題，教師帶領學生到種植園進行翻土實踐。

EM：自主、合作探究

教師引導學生思考種植方案存在的問題，提出二十四節氣、生長習性、生長周期等概念，介紹WISE平臺的基本操作。學生自主探究概念知識，合作完成WISE平臺上的概念關鍵詞填寫，逐步篩選小組可種植作物。

ET：工程設計，技術制作

教師引導學生思考更多作物種植的影響因素、種植過程和預期成果。學生搜索了解影響作物種植的因素，確認小組最終的選種作物，在WISE平臺上提交小組種植選種規劃，通過資料搜索完成作物預期成效表。

EC：知識拓展，創新實踐

學生通過自主搜索探究影響作物種植的其他影響，了解小組選種作物的生長要求和特點，提出pH值概念并進行學習，查看PPT簡單設計的微課視頻和資源鏈接，設計制作作物規劃方案匯報PPT。

ER：評價反思，完善種植規劃方案

教師組織學生進行小組的種植規劃匯報，邀請專家進行點評，小組使用問卷星等信息技術手段進行組間評價，從規劃設計的達成目標進行評價表的填寫，教師結合各個小組平時任務完成情況及課堂表現進行評價，各小組根據評價結果完善方案。

四、活動過程

本次種植規劃設計活動案例隨機選取了小學四年級某個班級開展教學實踐，學生人數為47人。根據教師調查與班主任反饋，該班學生基本沒有實踐類課程的學習經歷。因此在后續的學習過程中需要重點培養學生的批判性思維與分析能力、溝通與合作能力、自主學習與可持續發展能力等跨學科素養。

本次活動實踐時長為7個課時，授課地點在創客室和種植園。結合學生情況，教師在課程活動中引導學生先自主探究種植作物相關知識，再分組完成實踐，最后進行多元評價。

五、實踐策略總結

1.實踐結果分析

學生自評調查結果方面，約83.33% 的學生認為自己更關注食品安全問題了，約 58.34% 的學生認為自己能思考和制作有關種植的輔助工具，多數學生的社會責任感得到強化，但創新與創造力還需加強。在學生互評調查中，通過分析4個方面因素確定選種的學生比例達到69.57% ，學生在活動過程中培養了問題分析能力，初步形成了批判性思維。

在WISE數據中，分值為3的小組平均分達到2.8分。小組選種的修改次數最高達到6次，確認最終作物的提交次數最高達4次，可見學生在深入思考種植的影響因素。

此外，教師在課程結束后對8個小組的小組長展開訪談。針對“小組成員學到了什么”的訪談提綱，多數學生認為他們在活動中不僅學到了種植方面的知識，還鍛煉了溝通、合作能力，思考問題也更全面了。

2.實踐策略

巧用思維可視化圖表，促進學生在實踐項目中的深度思考。通過雙氣泡圖讓學生對比概念的異同，在小組分享中理解概念。通過5R筆記法，讓學生在資料搜索中深化理解概念知識。在項目初期階段使用冷卡片圖表，學生尋找關于項目主題的相關冷知識，根據理解畫簡圖并總結整理，培養學生自主學習和可持續發展素養。

結合線上平臺，加強師生、生生在項自設計中的互動合作。通過WISE平臺進行情境創設，使學生以小組的形式探討教師提供的網頁鏈接、圖文材料、視頻，在自主學習時展開討論，教師在平臺及時評價與反饋建議，結合單元思維導圖的方式，形成清晰的單元學習框架，提升自主構建知識的能力，培養學科素養。

利用多種過程性評價方式，綜合評估學生學習情況。學生互評，小組之間通過問卷星和實時點評進行更全面的評價；同時，邀請專家、教師對小組種植規劃給出建議；課后，學生根據評價指引單開展自評，對課程學習成果進行評價反思。通過過程性評價，提高學生溝通能力，鍛煉學生批判性思維。

本研究基于5EX模型設計了種植規劃活動課程，驗證了5EX模型下跨學科素養培養活動的有效性，探索了基于5EX模型實踐策略，為培養跨學科素養的項目活動提供了一定的借鑒意義。

【注：本文系中國教育技術協會“十四五\"規劃重大課題\"粵港澳大灣區STEM教育協同創新的理論與實踐研究\"（課題編號：G021）子課題“面向21世紀核心素養的創客類種植勞動課程設計與實踐研究\"成果之一】

責任編輯 羅峰