STEAM项目“探究多肉植物水培种植”的实践与创新

龚斯惠

多肉植物因其美麗的外形广受大家的喜欢，但是在种植多肉植物时常因为浇水不当而黑腐死亡。生活中很多植物可以水培种植，学生在网络中了解到少数多肉植物可以水培，但关于多肉植物水培的信息并不全面。因此，学生产生了好奇：所有多肉植物都可以水培吗？哪些比较适合水培种植呢？这就是本次项目中要解决的问题。问题源于学生对生活的思考，学生如同科学家一样，经历科学实验探究过程，运用STEAM课程理念，融合科学、技术、工程、数学、美术学科知识，最后形成水培种植的多肉植物成果总结出多肉植物水培方法，也为生活中选择适合水培的多肉植物提供建议。

一、聚焦问题，设计方案

课时1：聚焦多肉植物种植易死亡的情况，设计多肉植物水培种植方案。

教师通过图片展示黑腐的多肉植物，学生联系在生活中种植多肉植物的经验，发现种植多肉植物时常出现叶子变黑，腐烂，最后死亡。教师提出问题：“多肉植物为什么容易黑腐死亡呢？”课前，学生通过日常生活观察、上网、查阅书籍等方法搜集相关资料。在课堂上，学生分享自己的查找资料，讨论并总结多肉植物容易黑腐的原因：第一是浇水不当，第二是土壤中有真菌容易感染植物，使多肉植物变黑、腐烂。

教师进一步提出问题：“不要土壤，用生活中常见的水培方法可以把多肉植物种植得更好吗？”学生先结合生活中其他植物水培的经验进行思考和猜测，并说明原因。教师再向学生介绍已有的尝试用水培方法种植多肉植物的情况，并进一步追问：“所有多肉植物都适合水培种植？”。学生关注多肉植物的生长特性，发现不同种类多肉植物的需水量不同，并产生疑问：需水量不同是否会影响水培种植的结果呢？学生从而产生了实验探究需水量不同的多肉植物水培种植特点的冲动。

学生围绕“改变的条件”“不变的条件”“如何判断多肉植物适合水培”三个问题进行讨论和思考，尝试提出探究适合水培的多肉植物种类的实验方案，其他小组进行补充，逐渐得到初步方案：选择需水量不同的多肉植物，在同样大小的水培瓶中，加入同样多的水量，在校园的植物园进行水培种植，观察多肉植物根和叶的形色变化。

教师结合已有的多肉植物水培方法，引导学生不断完善实验方案，并得到最终方案：①选植物：各小组从需水量较多的白牡丹、吉娃娃和需水量较少的鹿角海棠、五十铃玉的四种多肉植物选择想研究的多肉植物;②修根：对多肉植物根系进行修剪，剪掉老根;③晾根：把根部洗干净后，放在室内晾根一周;④水培：把多肉植物三分之二的根泡在水里，放在阴凉通风处培养两周左右后再移到阳光下。其中，一周用清水养，一周用稀释400倍营养液培养。⑤观察：小组成员采取列表法和摄影法每周一和周四轮流观察和记录多肉植物根和叶的形色变化，完成实验记录表（如表1），持续3周水培实验，并收集实验问题和困难。

由于整个实验研究的过程较长，为了提高学生在整个实验探究中的积极性，保证实验探究顺利进行，教师在班级上设立“多肉小组评选墙”墙。在整个研究过程中，各小组和教师根据评价量规（如表2）在“多肉小组评选墙”进行投票，其中小组给除了自己小组外的2个小组进行投票，得一票的小组可以+1分，每两周进行一次评选，教师统计得分。

二、分析问题，改进实验

课时2-3：学生分析水培研究中遇到的问题，改进多肉植物水培方案。

根据前面3周水培实验的研究，各小组从生长情况和实验中遇到的问题两方面进行2分钟的简单汇报，其中重点汇报现阶段遇到的问题。如，天气温度升高，添加营养液后，水中长青苔情况严重。由于水培瓶中的水过多，导致多肉植物易出现黑腐死亡的情况，等等。

在小组汇报过程中，教师及时把每个小组的问题写在黑板上。针对遇到的问题，学生根据实验情况各抒己见，提出解决方案，其他学生不断补充，慢慢改进原有的多肉植物水培方案。对于一些在课堂上无法解决的问题，作为课后作业，查找资料后再解决问题。

由于实验探究时间较长，为了及时解决在实验过程出现的问题，采取以下措施：第一，班级中设立“多肉植物水培问题墙”（如表3），学生在“问题墙”写出遇到的问题，发挥全班的力量，写出解决方法。老师每周对“问题墙”的问题和方法进行一次整理。第二，设立一个班级“多肉植物水培”微信群。通过微信群，老师了解各小组的实验情况，并对他们遇到的困难给予一定的指导和帮助（如图1）。教师根据“问题墙”和“多肉植物水培”微信群所反映的情况，如果实验出现的问题较多，及时增加课时解决问题，对实验方案进行改进，继续进行实验研究。

三、整理数据，实验分析

课时4：学生整理已获得的实验数据，进行分析研究。 再进行4周实验探究后，各小组已得到一定的实验材料（如图2），教师引导各小组对整个实验研究中所得的实验数据、文字和图片进行整理成图表。由于实验数据和图片较多，教师及时给学生一定的指导。 教师通过问题“根长度变化的数据有什么规律，这说明了什么？”

“对比不同时期的多肉植物的图片，多肉植物的根部和叶子的形色有什么变化，这说明了什么？”引导学生小组对整理后的数据和图表进行讨论分析，并反思和改进实验探究过程中出现的问题。各小组完成数据图表分析后，课后利用足够的时间整理出多肉植物水培种植指南、实验报告和PPT，用于存档和展示。

四、展示成果，得出结论

课时5：小组展示汇报实验成果，并总结探究结论。

经过数据整理和分析后，各小组也得到了一定的实验探究成果。每个小组在4分钟内进行成果汇报，内容包括：整个实验开展情况、小组分工、实验记录、数据分析、实验结论以及各小组制作的水肉植物水培指南。每个小组汇报完毕后，学生和教师可以向小组提出问题或者建议。汇报小组的成员对老师或者其他同学的疑问做出回应。

在成果汇报展示环节中，各小组和老师根据小组的汇报情况，给除了自己小组外的表现好的2个小组进行投票，每得一票的小组可以+1分。

最后，教师以问题“多肉植物水培的方法是什么”“适合水培的多肉植物有哪些”引导学生根据汇报情况以及整个实验探究情况进行总结和整理多肉植物水培的方法和适合水培的多肉植物种类。课后，学生根据本次探究活动，小组合作书写科学小论文。

五、创意组合，小组评选

课时6：创意组合多肉植物，进行整个实验探究的小组评选。

教师展示一些多肉植物创意组合的图片，学生根据自己的创意和想法，把多肉植物进行创意组合，展现更好的视觉效果。着，各小组学生对自己的创意组合的成果分享和交流。其中，创意组合较好的多肉植物放在教室中种植和展示。由于本次主要实验探究的对象只有四种多肉植物，为了得到更好的创意组合作品，学生产生了水培种植其他多肉植物的冲动，继续开展更多种类多肉植物的水培研究。

最后，教师根据各小组在“多肉小组评价墙”和小组汇报环节中的投票得分情况，进行实验探究过程性评价和实验探究终结性评价，评选2个“最强多肉小组”。评选为“最强多肉小组”的2个小组每位成员可以得到一盆多肉植物。

六、总结反思，持续发展

在接近2个月的项目探究中，学生在发现问题，查询资料，设计实验，开展实验，改进实验，分析结果，展示分享中经历了一次科学家的探究之路，获得了多肉植物水培种植的指南，探究出适合水培种植的多肉植物种类，解决了生活难题，这是一种难得的高品质学习。在“探究多肉植物水培种植”的教学过程中，教师重在落实STEAM的三种理念：

第一，学生融合多学科知识和能力解决问题，提高综合素养。STEAM教育不是单独学科的运用，而是把多学科的知识变成一个相互联系的整体，通过知识迁移，应用转化，进而解决问题。在本个项目学习中，学生通过生活中已有的植物水培技术进行实验，通过科学实验探究不断完善多肉植物水培种植的方法。在处理实验数据过程中，学生运用数学知识，制作根部长度变化折线图，进行数据分析。学生还根据创意和美感，将水培的多肉植物进行创意组合，形成更美的多肉植物水培成果。

第二，学生利用课堂研究成果解决实际问题，培养实践能力。STEAM教育强调的从生活中来，到生活中去。多肉植物水培探究动力源于生活问题，最终的探究成果也为学生在生活中进行多肉植物水培种植提供了一定的建议。在探究过程中，学生感受到实践的意义，在今后的生活中更愿意尝试通过实践探究解决实际问题。这利于学生的终身可持续发展，达到STEAM教育的真正目的。

第三，通过多元评价体系，激发STEAM课程活力。整个探究项目持续较长时间，怎样才能维持學生探究的积极性呢？多元的评价体系就是一个很好的把手。评价主体包括教师和学生，通过“多肉小组评价墙”关注学生的实验探究过程性评价，成果汇报环节的相互投票实现实验探究终结性评价。评价量规包括了学生动手能力，实验分工情况、语言表达能力以及创新能力等等，最终评选出2个“最强多肉小组”，并设定了一定的奖品。为了获得“最强多肉小组”的称号和奖品，学生主动参与到STEAM课程探究中，激发STEAM课程活力，也利于培养学生的综合能力。