STEAM項(xiàng)目“探究多肉植物水培種植”的實(shí)踐與創(chuàng)新

龔斯惠

多肉植物因其美麗的外形廣受大家的喜歡，但是在種植多肉植物時(shí)常因?yàn)闈菜划?dāng)而黑腐死亡。生活中很多植物可以水培種植，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)中了解到少數(shù)多肉植物可以水培，但關(guān)于多肉植物水培的信息并不全面。因此，學(xué)生產(chǎn)生了好奇：所有多肉植物都可以水培嗎？哪些比較適合水培種植呢？這就是本次項(xiàng)目中要解決的問(wèn)題。問(wèn)題源于學(xué)生對(duì)生活的思考，學(xué)生如同科學(xué)家一樣，經(jīng)歷科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，運(yùn)用STEAM課程理念，融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、美術(shù)學(xué)科知識(shí)，最后形成水培種植的多肉植物成果總結(jié)出多肉植物水培方法，也為生活中選擇適合水培的多肉植物提供建議。

一、聚焦問(wèn)題，設(shè)計(jì)方案

課時(shí)1：聚焦多肉植物種植易死亡的情況，設(shè)計(jì)多肉植物水培種植方案。

教師通過(guò)圖片展示黑腐的多肉植物，學(xué)生聯(lián)系在生活中種植多肉植物的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)種植多肉植物時(shí)常出現(xiàn)葉子變黑，腐爛，最后死亡。教師提出問(wèn)題：“多肉植物為什么容易黑腐死亡呢？”課前，學(xué)生通過(guò)日常生活觀察、上網(wǎng)、查閱書(shū)籍等方法搜集相關(guān)資料。在課堂上，學(xué)生分享自己的查找資料，討論并總結(jié)多肉植物容易黑腐的原因：第一是澆水不當(dāng)，第二是土壤中有真菌容易感染植物，使多肉植物變黑、腐爛。

教師進(jìn)一步提出問(wèn)題：“不要土壤，用生活中常見(jiàn)的水培方法可以把多肉植物種植得更好嗎？”學(xué)生先結(jié)合生活中其他植物水培的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考和猜測(cè)，并說(shuō)明原因。教師再向?qū)W生介紹已有的嘗試用水培方法種植多肉植物的情況，并進(jìn)一步追問(wèn)：“所有多肉植物都適合水培種植？”。學(xué)生關(guān)注多肉植物的生長(zhǎng)特性，發(fā)現(xiàn)不同種類多肉植物的需水量不同，并產(chǎn)生疑問(wèn)：需水量不同是否會(huì)影響水培種植的結(jié)果呢？學(xué)生從而產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)探究需水量不同的多肉植物水培種植特點(diǎn)的沖動(dòng)。

學(xué)生圍繞“改變的條件”“不變的條件”“如何判斷多肉植物適合水培”三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論和思考，嘗試提出探究適合水培的多肉植物種類的實(shí)驗(yàn)方案，其他小組進(jìn)行補(bǔ)充，逐漸得到初步方案：選擇需水量不同的多肉植物，在同樣大小的水培瓶中，加入同樣多的水量，在校園的植物園進(jìn)行水培種植，觀察多肉植物根和葉的形色變化。

教師結(jié)合已有的多肉植物水培方法，引導(dǎo)學(xué)生不斷完善實(shí)驗(yàn)方案，并得到最終方案：①選植物：各小組從需水量較多的白牡丹、吉娃娃和需水量較少的鹿角海棠、五十鈴玉的四種多肉植物選擇想研究的多肉植物;②修根：對(duì)多肉植物根系進(jìn)行修剪，剪掉老根;③晾根：把根部洗干凈后，放在室內(nèi)晾根一周;④水培：把多肉植物三分之二的根泡在水里，放在陰涼通風(fēng)處培養(yǎng)兩周左右后再移到陽(yáng)光下。其中，一周用清水養(yǎng)，一周用稀釋400倍營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)。⑤觀察：小組成員采取列表法和攝影法每周一和周四輪流觀察和記錄多肉植物根和葉的形色變化，完成實(shí)驗(yàn)記錄表（如表1），持續(xù)3周水培實(shí)驗(yàn)，并收集實(shí)驗(yàn)問(wèn)題和困難。

由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程較長(zhǎng)，為了提高學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究中的積極性，保證實(shí)驗(yàn)探究順利進(jìn)行，教師在班級(jí)上設(shè)立“多肉小組評(píng)選墻”墻。在整個(gè)研究過(guò)程中，各小組和教師根據(jù)評(píng)價(jià)量規(guī)（如表2）在“多肉小組評(píng)選墻”進(jìn)行投票，其中小組給除了自己小組外的2個(gè)小組進(jìn)行投票，得一票的小組可以+1分，每?jī)芍苓M(jìn)行一次評(píng)選，教師統(tǒng)計(jì)得分。

二、分析問(wèn)題，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

課時(shí)2-3：學(xué)生分析水培研究中遇到的問(wèn)題，改進(jìn)多肉植物水培方案。

根據(jù)前面3周水培實(shí)驗(yàn)的研究，各小組從生長(zhǎng)情況和實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題兩方面進(jìn)行2分鐘的簡(jiǎn)單匯報(bào)，其中重點(diǎn)匯報(bào)現(xiàn)階段遇到的問(wèn)題。如，天氣溫度升高，添加營(yíng)養(yǎng)液后，水中長(zhǎng)青苔情況嚴(yán)重。由于水培瓶中的水過(guò)多，導(dǎo)致多肉植物易出現(xiàn)黑腐死亡的情況，等等。

在小組匯報(bào)過(guò)程中，教師及時(shí)把每個(gè)小組的問(wèn)題寫在黑板上。針對(duì)遇到的問(wèn)題，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況各抒己見(jiàn)，提出解決方案，其他學(xué)生不斷補(bǔ)充，慢慢改進(jìn)原有的多肉植物水培方案。對(duì)于一些在課堂上無(wú)法解決的問(wèn)題，作為課后作業(yè)，查找資料后再解決問(wèn)題。

由于實(shí)驗(yàn)探究時(shí)間較長(zhǎng)，為了及時(shí)解決在實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，采取以下措施：第一，班級(jí)中設(shè)立“多肉植物水培問(wèn)題墻”（如表3），學(xué)生在“問(wèn)題墻”寫出遇到的問(wèn)題，發(fā)揮全班的力量，寫出解決方法。老師每周對(duì)“問(wèn)題墻”的問(wèn)題和方法進(jìn)行一次整理。第二，設(shè)立一個(gè)班級(jí)“多肉植物水培”微信群。通過(guò)微信群，老師了解各小組的實(shí)驗(yàn)情況，并對(duì)他們遇到的困難給予一定的指導(dǎo)和幫助（如圖1）。教師根據(jù)“問(wèn)題墻”和“多肉植物水培”微信群所反映的情況，如果實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題較多，及時(shí)增加課時(shí)解決問(wèn)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

三、整理數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)分析

課時(shí)4：學(xué)生整理已獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析研究。 再進(jìn)行4周實(shí)驗(yàn)探究后，各小組已得到一定的實(shí)驗(yàn)材料（如圖2），教師引導(dǎo)各小組對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)研究中所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、文字和圖片進(jìn)行整理成圖表。由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖片較多，教師及時(shí)給學(xué)生一定的指導(dǎo)。 教師通過(guò)問(wèn)題“根長(zhǎng)度變化的數(shù)據(jù)有什么規(guī)律，這說(shuō)明了什么？”

“對(duì)比不同時(shí)期的多肉植物的圖片，多肉植物的根部和葉子的形色有什么變化，這說(shuō)明了什么？”引導(dǎo)學(xué)生小組對(duì)整理后的數(shù)據(jù)和圖表進(jìn)行討論分析，并反思和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。各小組完成數(shù)據(jù)圖表分析后，課后利用足夠的時(shí)間整理出多肉植物水培種植指南、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和PPT，用于存檔和展示。

四、展示成果，得出結(jié)論

課時(shí)5：小組展示匯報(bào)實(shí)驗(yàn)成果，并總結(jié)探究結(jié)論。

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整理和分析后，各小組也得到了一定的實(shí)驗(yàn)探究成果。每個(gè)小組在4分鐘內(nèi)進(jìn)行成果匯報(bào)，內(nèi)容包括：整個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展情況、小組分工、實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論以及各小組制作的水肉植物水培指南。每個(gè)小組匯報(bào)完畢后，學(xué)生和教師可以向小組提出問(wèn)題或者建議。匯報(bào)小組的成員對(duì)老師或者其他同學(xué)的疑問(wèn)做出回應(yīng)。

在成果匯報(bào)展示環(huán)節(jié)中，各小組和老師根據(jù)小組的匯報(bào)情況，給除了自己小組外的表現(xiàn)好的2個(gè)小組進(jìn)行投票，每得一票的小組可以+1分。

最后，教師以問(wèn)題“多肉植物水培的方法是什么”“適合水培的多肉植物有哪些”引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)匯報(bào)情況以及整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究情況進(jìn)行總結(jié)和整理多肉植物水培的方法和適合水培的多肉植物種類。課后，學(xué)生根據(jù)本次探究活動(dòng)，小組合作書(shū)寫科學(xué)小論文。

五、創(chuàng)意組合，小組評(píng)選

課時(shí)6：創(chuàng)意組合多肉植物，進(jìn)行整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的小組評(píng)選。

教師展示一些多肉植物創(chuàng)意組合的圖片，學(xué)生根據(jù)自己的創(chuàng)意和想法，把多肉植物進(jìn)行創(chuàng)意組合，展現(xiàn)更好的視覺(jué)效果。著，各小組學(xué)生對(duì)自己的創(chuàng)意組合的成果分享和交流。其中，創(chuàng)意組合較好的多肉植物放在教室中種植和展示。由于本次主要實(shí)驗(yàn)探究的對(duì)象只有四種多肉植物，為了得到更好的創(chuàng)意組合作品，學(xué)生產(chǎn)生了水培種植其他多肉植物的沖動(dòng)，繼續(xù)開(kāi)展更多種類多肉植物的水培研究。

最后，教師根據(jù)各小組在“多肉小組評(píng)價(jià)墻”和小組匯報(bào)環(huán)節(jié)中的投票得分情況，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程性評(píng)價(jià)和實(shí)驗(yàn)探究終結(jié)性評(píng)價(jià)，評(píng)選2個(gè)“最強(qiáng)多肉小組”。評(píng)選為“最強(qiáng)多肉小組”的2個(gè)小組每位成員可以得到一盆多肉植物。

六、總結(jié)反思，持續(xù)發(fā)展

在接近2個(gè)月的項(xiàng)目探究中，學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，查詢資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果，展示分享中經(jīng)歷了一次科學(xué)家的探究之路，獲得了多肉植物水培種植的指南，探究出適合水培種植的多肉植物種類，解決了生活難題，這是一種難得的高品質(zhì)學(xué)習(xí)。在“探究多肉植物水培種植”的教學(xué)過(guò)程中，教師重在落實(shí)STEAM的三種理念：

第一，學(xué)生融合多學(xué)科知識(shí)和能力解決問(wèn)題，提高綜合素養(yǎng)。STEAM教育不是單獨(dú)學(xué)科的運(yùn)用，而是把多學(xué)科的知識(shí)變成一個(gè)相互聯(lián)系的整體，通過(guò)知識(shí)遷移，應(yīng)用轉(zhuǎn)化，進(jìn)而解決問(wèn)題。在本個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過(guò)生活中已有的植物水培技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究不斷完善多肉植物水培種植的方法。在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過(guò)程中，學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，制作根部長(zhǎng)度變化折線圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。學(xué)生還根據(jù)創(chuàng)意和美感，將水培的多肉植物進(jìn)行創(chuàng)意組合，形成更美的多肉植物水培成果。

第二，學(xué)生利用課堂研究成果解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)實(shí)踐能力。STEAM教育強(qiáng)調(diào)的從生活中來(lái)，到生活中去。多肉植物水培探究動(dòng)力源于生活問(wèn)題，最終的探究成果也為學(xué)生在生活中進(jìn)行多肉植物水培種植提供了一定的建議。在探究過(guò)程中，學(xué)生感受到實(shí)踐的意義，在今后的生活中更愿意嘗試通過(guò)實(shí)踐探究解決實(shí)際問(wèn)題。這利于學(xué)生的終身可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到STEAM教育的真正目的。

第三，通過(guò)多元評(píng)價(jià)體系，激發(fā)STEAM課程活力。整個(gè)探究項(xiàng)目持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，怎樣才能維持學(xué)生探究的積極性呢？多元的評(píng)價(jià)體系就是一個(gè)很好的把手。評(píng)價(jià)主體包括教師和學(xué)生，通過(guò)“多肉小組評(píng)價(jià)墻”關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程性評(píng)價(jià)，成果匯報(bào)環(huán)節(jié)的相互投票實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究終結(jié)性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)量規(guī)包括了學(xué)生動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)分工情況、語(yǔ)言表達(dá)能力以及創(chuàng)新能力等等，最終評(píng)選出2個(gè)“最強(qiáng)多肉小組”，并設(shè)定了一定的獎(jiǎng)品。為了獲得“最強(qiáng)多肉小組”的稱號(hào)和獎(jiǎng)品，學(xué)生主動(dòng)參與到STEAM課程探究中，激發(fā)STEAM課程活力，也利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。