番茄的一生：基于项目式学习的跨学科观察与实践教学设计-以北师大版生物学七年级上册为蓝本

番茄的一生：基于项目式学习的跨学科观察与实践教学设计——以北师大版生物学七年级上册为蓝本一、教学内容分析  本节课的设计根植于《义务教育生物学课程标准（2022年版）》中“生物体的结构层次”与“植物的生活”两大主题，是“生物圈中的绿色植物”单元教学从理论走向实践的关键桥梁。其知识图谱以“绿色开花植物的生命周期”为核心大概念，下辖“种子萌发的条件”、“根、茎、叶的生长与功能”、“开花、传粉与结果”等一系列关键子概念，认知要求从对现象的观察与描述（识记），提升至对生命过程内在联系与影响因素的初步分析与解释（理解、应用）。它承接了之前对细胞、组织的认识，并为后续学习生态系统中的物质循环与能量流动奠定坚实的感性经验和事实基础。过程方法上，本节课是践行“探究实践”素养的绝佳载体，它将“科学探究”的基本流程——提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流——无缝嵌入一个长达数周的真实生命观察项目中。同时，它自然融入了“跨学科实践”的理念，与劳动教育（栽培管理）、美术（科学绘画）、语文（观察日记）深度协同。在素养价值层面，项目旨在引导学生通过亲历一个生命的完整历程，建构“结构与功能相适应”、“物质与能量观”以及“生命的系统观”等生命观念；在持续的照料与记录中，培养严谨求实的科学态度、持之以恒的责任感以及对生命奇迹的敬畏与审美感知。  从学情诊断来看，七年级学生正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期，对动手操作和直观现象兴趣浓厚，具备一定的观察和记录能力，但往往缺乏系统性、持久性和科学方法的指导。他们的生活经验中可能存在“浇水越多越好”、“施肥立即见效”等前科学概念。在跨学科表达上，学生可能将“描绘”简单理解为美术课上的写生，而难以与科学观察所需的准确、客观特性相结合。因此，教学调适的核心策略在于“搭建脚手架，赋能长周期学习”。首先，通过设计结构化的《番茄生长观察记录手册》，为学生提供从宏观到微观、从定性到定量的观察提示与方法引导，降低系统性记录的难度。其次，利用阶段性课堂分享、数字化工具（如定时拍照、测量APP）辅助，将长周期项目分解为可管理、可反馈的短期目标，维持探究热情。针对能力差异，任务单将设置“基础记录项”与“挑战探究项”，并提供“专家锦囊”（如如何测量茎的直径、如何判断花朵的性别）资源包，支持学有余力的学生进行深度探究，同时确保所有学生都能完成核心观察任务。二、教学目标  知识目标：学生能够系统描述番茄从种子萌发到果实成熟的完整生命周期中各阶段（发芽期、幼苗期、开花期、结果期）的典型形态特征变化，并能基于自己的观察记录，阐释阳光、水分、土壤等非生物因素如何影响其生长过程，初步理解植物生命活动与其生活环境的相互关系。  能力目标：学生能够以小组为单位，制定并执行一份简易的番茄栽培管理计划；能够运用多感官观察、定量测量（如株高、叶片数）、科学绘图与文字描述相结合的方法，持续、客观地记录番茄的生长变化；能够初步分析和处理自己收集的序列性观察数据，并尝试用图表、时间轴或短视频等形式进行成果的梳理与创造性展示。  情感态度与价值观目标：在长期照料植物的过程中，学生能真切体会到劳动的艰辛与收获的喜悦，形成关爱生命、尊重自然的情感态度；在小组协作与全班分享中，学会倾听同伴的发现，欣赏不同的观察视角与表达方式，培养合作精神与包容心态。  科学思维目标：通过对一个生命个体长达数周的追踪，学生将初步建立起“动态变化”与“连续发展”的系统性思维视角。尝试运用比较（不同组间、不同阶段间）、归纳（从多次观察中总结规律）等思维方法，并学习基于证据（自己的观察记录）进行描述与简单推理。  评价与元认知目标：学生能够依据师生共同制定的《科学观察记录评价量规》，对自己和同伴的阶段记录进行评价与提出改进建议；能够在项目结束时，通过撰写“我的探究故事”或进行口头汇报，反思在整个项目过程中遇到的困难、解决策略以及个人在观察习惯、耐心细致程度等方面的成长与变化。三、教学重点与难点  教学重点：引导学生对番茄生命周期进行系统、持续的科学观察与记录，并在此基础上，整合生物学知识，理解生命是一个连续、动态的变化过程。其确立依据在于，课标将“探究实践”置于核心素养的重要位置，而长期观察是培养这一素养的基石；同时，“生物体的生命周期”是贯穿初中生物学的重要概念，掌握其研究方法是后续学习的基础。从能力立意看，系统性观察与记录是科学探究的起点，是中考中实验探究类题目的核心考查能力之一。  教学难点：如何将生物学知识的习得、科学观察方法的训练与美术描绘、劳动实践进行有机融合，避免活动流于形式或学科简单拼盘。其成因在于，学生容易顾此失彼：或只关注种植的趣味性而忽略科学记录，或将科学绘画等同于艺术创作而失去准确性，或只埋头记录而缺乏对生命现象的深入思考。突破的关键在于提供融合性的任务驱动与评价标准，例如，在“描绘一片真叶”的任务中，同时强调“叶脉走向的准确性”（生物）与“构图的美观性”（美术），并追问“这样的叶脉结构对植物有什么好处？”（生物思维）。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：番茄一生各阶段的高清图片或延时摄影视频；教学课件（内含观察方法指导、评价标准）；《番茄生长观察记录手册》电子版及打印稿。1.2材料与资源：番茄种子（易发芽品种）、一次性育苗杯、营养土、小型喷壶、标签贴、班级公共观察区（窗台或生物角）。1.3环境布置：教室桌椅调整为小组合作模式，预留展示区，用于张贴各阶段优秀观察记录。2.学生准备2.1预习任务：提前一周阅读记录手册“前言”，了解项目概况；思考“一颗种子要变成果实，需要经历什么？”2.2携带物品：铅笔、橡皮、直尺、彩色铅笔（用于科学绘图），每人一个用于长期栽培的容器（如底部钻孔的塑料瓶）。五、教学过程第一、导入环节  1.创设两难情境，引发认知冲突：教师同时在屏幕上展示超市购买的鲜艳番茄和一张自家阳台种植的、可能形状不规则的番茄照片。“同学们，如果现在让你选一个吃，你选哪个？为什么？”（等待学生回答，通常多数选超市的）接着追问：“但从‘生命’的角度看，哪一个番茄的故事更丰富、更完整？你了解它从无到有的一生吗？”  1.1提出核心驱动问题：从讨论中总结：“我们熟悉番茄作为食物的样子，却可能陌生于它作为生命的一生。从今天起，我们将化身‘生命纪录片导演’，用至少一个月的时间，亲自培育、观察并记录‘番茄的一生’。我们的核心任务是：如何用科学家的眼睛观察、用艺术家的手笔描绘、用记录者的坚持，呈现一部完整的《番茄生命史》？”  1.2明晰学习路径与唤醒旧知：“要完成这部大作，我们需要分步行动。首先是‘启动项目’（今天），学习如何播种和进行第一次科学记录；然后是‘长期跟踪’（课后持续数周），定期照料、观察、记录；最后是‘成果首映’（几周后的总结课），分享我们的发现。回想一下，种子萌发需要哪些条件？植物有哪些基本结构？这些都将是我们观察的起点。”好了，导演们，我们的项目，开机！第二、新授环节任务一：项目启动——播种希望与制定公约教师活动：首先，以“导演筹备会”的形式，组织学生分组。分发《番茄生长观察记录手册》，引导学生快速浏览目录，了解项目全貌。重点讲解“我们的观察公约”：①客观真实，看到什么记什么；②持之以恒，规定时间做记录；③细致入微，用好工具（尺子、放大镜）和所有感官。然后演示播种流程：填土、浇水（强调“适量”）、播种（深度约1厘米）、覆土、贴标签（写上组名、日期）。“记住，今天你埋下的不止是一颗种子，更是一份关于生命承诺。”学生活动：组建34人项目小组，进行角色初分工（如记录员、养护员、汇报员）。阅读手册，聆听公约。以小组为单位，领取材料，严格按照演示步骤完成播种。在手册“项目启动页”上，记录播种日期、环境条件（室内温度、天气），并绘制播种容器示意图。即时评价标准：1.播种操作是否规范、有序（土量、水深、播种深度）。2.小组分工是否明确，能否协作完成初始记录。3.提出的初期观察问题是否具体（如“几天会发芽？”对比“它会怎么长？”前者更具体）。形成知识、思维、方法清单：  ★科学观察的基本伦理与原则：客观、持续、细致是科学记录的基石，不同于随意的看。“我们不是园丁，首先是科学家。”  ★种子萌发的外部条件：重温适宜的温度、一定的水分和充足的空气，本次播种实践即为对这些条件的初步控制与应用。  ▲项目式学习（PBL）的初步体验：明确长期目标、规划阶段任务、组建团队，这是解决复杂真实问题的通用方法。任务二：第一次记录——学习科学绘图与定量描述教师活动：预计在播种后57天，大部分种子萌发时进行本任务。展示几幅科学绘图与普通儿童画的对比，引导学生发现差异：“看，科学绘图追求形态准确、比例真实、特征突出，所有线条都有依据，甚至阴影都用来表现结构，而不是随心所欲地美化。”以一棵刚出土的幼苗为例，分步指导：①先整体观察，确定主视角度；②用铅笔轻轻勾勒主要轮廓和比例；③添加关键细节（子叶形状、胚轴颜色）；④用简洁、准确的文字标注各部分名称（胚轴、子叶）。强调“绘图与文字互补，文字说明图上无法表达的信息，比如触感、气味。”学生活动：各小组观察自己培育的幼苗，运用刚学到的方法，在手册“发芽期记录页”上进行第一次正式科学绘图。同时，使用直尺测量胚轴长度，计数子叶数量，并用一两句话描述幼苗的颜色、挺立状态等。小组内互相检查绘图是否“像”且“准”。即时评价标准：1.绘图是否基于实物，关键特征（如两片子叶）是否被准确呈现。2.是否尝试使用测量工具获取定量数据。3.文字描述是否与绘图信息互补，而非简单重复。形成知识、思维、方法清单：  ★科学绘图技法：铅笔起稿、突出科学特征、比例正确、有引线标注。它是科学研究中记录形态的重要工具。  ★定性描述与定量描述的结合：“高高的”是定性，“高3.5厘米”是定量，后者更精确，更具可比性。  ▲比较思维的运用：观察自己幼苗的同时，也看看别组的，发现“大同”中的“小异”，思考原因（种子个体差异、局部微环境）。任务三：持续追踪——建立生长档案与发现问题教师活动：此任务贯穿幼苗生长期。设计“每周观察提示卡”，每周发布一个焦点问题，如第二周：“真叶和子叶形状、功能有何不同？测量并记录第一片真叶的叶柄长度。”第三周：“从上方俯视，叶片的排列有什么规律？这有利于它获得什么？”教师巡回指导，“别光看热闹，要看出门道。看看叶片朝向光的方向有什么变化？这就是植物的‘智慧’。”鼓励学生发现异常（如黄叶、徒长），并引导其在手册“问题与假设”栏写下可能原因及验证想法。学生活动：每周至少进行两次系统观察与记录。按照提示卡的引导，完成焦点观察和测量。拍摄固定角度的对比照片。针对生长中出现的问题，小组讨论可能原因（水、光、肥？），并尝试进行小调整（如移动位置增加光照），观察后续变化，记录验证过程。即时评价标准：1.观察记录是否按时、连续，形成了清晰的序列数据/图像。2.对焦点问题的探究是否深入，能否结合已有知识进行初步分析。3.面对生长问题，是简单求助还是能主动提出假设并尝试验证。形成知识、思维、方法清单：  ★叶的发育与功能：子叶提供初期营养，真叶是后期光合作用的主要器官。叶片排列（叶序）的生物学意义在于最大化接受光照。  ★植物对环境的响应：向光性、向水性等应激性是植物适应环境的表现，可在观察中被直观验证。  ▲基于证据的简单推理：发现“黄叶”，结合“浇水频繁”和“盆底无孔”的观察，可推理“可能是烂根”，这是一种初步的因果分析。任务四：盛花期观察——结构与功能的奥秘教师活动：当番茄进入开花期，组织一次集中的课堂观察。提供放大镜，引导学生解剖一朵花（或观察模型、高清图）。“让我们当一回‘植物侦探’，找找这朵花里，哪些结构负责未来的‘生子大计’？”通过提问引导学生识别雄蕊（花药、花丝）和雌蕊（柱头、花柱、子房），并联系传粉、受精概念。“看，子房现在小小的，未来它会变成我们期待的果实。而它内部，正孕育着种子。”学生活动：使用放大镜仔细观测花的内部结构，在手冊“开花期记录页”上绘制花的剖面图，准确标注各部分。思考并讨论：蜜蜂来访（传粉者）对哪些结构做了什么？子房的位置与未来果实的位置关系。尝试描述花的颜色、气味，推测其与传粉方式的联系。即时评价标准：1.花的解剖图或结构标注是否准确。2.能否正确指出雄蕊和雌蕊，并说出其基本功能。3.能否将花的形态特征（颜色、气味）与传粉方式建立合理联想。形成知识、思维、方法清单：  ★花的基本结构及其功能：雄蕊产花粉，雌蕊受花粉并孕育种子。这是理解有性生殖和果实形成的核心。  ★传粉的概念与意义：花粉传递是受精的前提，是连接开花与结果的关键环节。  ▲结构与功能观：花的每一部分结构都有其特定功能，形态适应于其功能（如鲜艳花瓣吸引昆虫）。这是生物学核心观念之一。任务五：从花到果——记录生命的蜕变教师活动：指导学生在花凋谢后，重点标记并跟踪12个子房的发育。“注意！‘主角’转换了，之前的花瓣凋谢不是结束，而是果实登场的序幕。我们的观察焦点要从‘花’转移到这个小小的、绿色的‘子房’上。”引导学生测量果实膨大过程中的直径变化，观察颜色从绿到红的转变，并思考内部种子的同步发育。学生活动：选择标记的小果实，定期测量其周长或直径，绘制简单的果实生长曲线图。用文字和绘画记录果实颜色、光泽、硬度的变化。在果实成熟时，小心采摘，横向剖开，观察内部种子着生情况（胎座），并与早期花的子房结构进行对比验证。即时评价标准：1.能否持续追踪特定果实的发育，并获取变化数据。2.绘制的生长曲线图是否清晰反映了变化趋势。3.果实解剖后，能否联系花的结构，说明种子来源于何处。形成知识、思维、方法清单：  ★果实的形成：果实由子房发育而来，种子由胚珠发育而来。这是植物生命周期中承上启下的关键环节。  ★生命周期的闭环：从种子到植株，再到开花结果产生新的种子，形成一个完整的循环。至此，“一生”的概念得以完整体现。  ▲数据可视化：将测量数据转化为生长曲线，能更直观地揭示变化规律，是科学研究中的重要方法。任务六：成果整合与多模态表达教师活动：在项目末期（果实成熟后），引导学生整理全部记录。“导演们，素材都已拍完，现在是剪辑成片的时候了！请用你最擅长的方式，讲述你的番茄故事。”提供多种表达选择建议：制作一张整合关键阶段照片与数据的时间轴海报；撰写一篇第一人称的“番茄自述”科学短文；剪辑一段配有解说的生长延时短视频；创作一套四格科学漫画。学生活动：小组合作，筛选、整理整个周期的核心观察记录、数据与图像。选择一种或多种形式，进行成果的创造性整合与表达。准备在总结课上进行展示与分享。即时评价标准：1.成果是否涵盖了生命周期的关键阶段，体现了过程的完整性。2.表达是否科学准确，同时具有创意与个性。3.小组在整合过程中是否进行了有效的分工与合作。形成知识、思维、方法清单：  ★生命周期的系统性总结：将零散的阶段性观察，整合为对连续生命过程的整体性认识。  ★科学交流与表达：科学发现需要以清晰、有说服力且富有创意的方式与他人分享，多模态表达是现代公民的科学素养。  ▲跨学科融合的成果体现：最终的成果是生物学知识、科学方法、劳动体验与艺术表达的综合结晶。第三、当堂巩固训练  （注：此处的“当堂”指项目启动课或中期分享课）  基础层：请根据你今天的播种实践，在记录手册上完成“播种日记”，必须包含：日期、操作步骤简述、绘制的容器示意图、以及一个你对未来一周生长的具体预测。  综合层：对比展示的“科学绘图”与“艺术创作”，分析两者在目的、方法和表现形式上的主要区别，并各用一句话总结其核心特点。  挑战层：如果你负责管理班级的“番茄观察角”，请设计一个简单的轮值养护表，并列出至少三条养护注意事项，以确保在周末或假期期间，番茄们也能得到基本照料。  反馈机制：基础层任务由同桌依据“步骤完整、预测具体”的标准互评。综合层问题通过全班快速抢答和教师点评进行反馈。挑战层方案由教师收集后，与班委讨论，择优采纳实施，并给予设计者“项目助理”称号，以此激励。第四、课堂小结  引导学生以小组为单位，用思维导图的形式回顾本项目至今已涉及的主要知识点（如种子结构、萌发条件、根茎叶功能、花结构等）和已使用的科学方法（观察、测量、记录、绘图）。“请把散落的珍珠串成项链。”随后，邀请12个小组分享他们的知识图谱。教师进行提炼，强调“我们不仅在学知识，更在像科学家一样工作：提出问题、寻找证据、记录过程、得出结论”。最后布置分层作业：①必做：完成本周的观察记录，并准备1分钟的下次课分享。②选做A：查找资料，了解“番茄是水果还是蔬菜”的学术界定与历史争议，写个小简报。③选做B：为你观察的番茄设计一个“生命周期”文创产品草图（如书签、徽章系列）。“我们的纪录片还在拍摄中，精彩，未完待续……”六、作业设计  基础性作业（必做）：  1.严格执行《番茄生长观察记录手册》的要求，每周至少完成两次规定项目的观察与记录（包括绘图、测量和文字描述），保证记录的连续性。  2.在项目总结阶段，根据自己全部的手册记录，整理并回答手册扉页提出的三个核心引导性问题。  拓展性作业（选做，建议大部分学生尝试）：  1.“微实验”探索：在保证基本组有一株正常管理番茄的前提下，尝试设置一个简单的对照实验（如：一株定期旋转方向，另一株固定向光；或使用不同浓度的自制环保酵素浇灌），设立实验组与对照组，观察并记录生长差异，撰写简短的实验报告。  2.“舌尖上的科学”小调研：品尝自己种植的番茄与市场购买的番茄，从口感、酸甜度、汁水等方面进行对比描述，并尝试从栽培方式、采摘时间等方面搜集资料，解释可能造成差异的原因。  探究性/创造性作业（选做，供学有余力学生挑战）：  1.跨学科艺术创作：以“番茄的一生”为主题，创作一组艺术作品。形式不限，可以是系列版画、一首诗歌、一段音乐、一个黏土动画等，但要求作品能清晰体现至少两个关键的生命阶段转变。  2.社区科普微讲座：整理自己的观察记录、数据与成果，制作一份约5分钟的PPT或展板，面向家人或社区小伙伴，做一次题为“小小番茄里的大生命”的科普分享。七、本节知识清单及拓展  ★1.项目式学习（PBL）：一种以学生为中心，通过长期、深入的探究复杂、真实性问题来获取知识和技能的教学方法。核心要素包括驱动性问题、持续探究、真实性、学生发言权与选择权、反思、批评与修改、公开展示成果。本设计中，驱动性问题为“如何呈现一部完整的《番茄生命史》？”  ★2.科学观察的基本原则：客观性（实事求是）、系统性（有计划有顺序）、持续性（长期跟踪）、细致性（动用多感官、借助工具）。这是所有科学探究的起点和基石。  ★3.种子的萌发条件：内部条件（完整有活力的胚、度过休眠期）；外部条件：适宜的温度、一定的水分、充足的空气。三者缺一不可。实践中“浸种”是为了吸水，“覆盖松土”是为了保水透气。  ▲4.子叶与真叶：子叶是种子的一部分，储存或转运营养物质供幼苗早期生长，形状常较简单（如椭圆形）。真叶是植株生长点发育出的叶片，是植物进行光合作用制造有机物的主要器官，形态具有该物种的典型特征（如番茄的羽状复叶）。  ★5.植物的向性运动：植物体对外界单方向刺激作出的定向生长反应。如向光性（茎叶向光）、向水性（根向水）、向地性（根向下、茎向上）。这是植物适应环境的表现。  ★6.花的基本结构（以两性花为例）：包括花柄、花托、花萼（萼片）、花冠（花瓣）、雄蕊（花药、花丝）、雌蕊（柱头、花柱、子房）。其中，雄蕊和雌蕊是花的主要生殖结构。  ★7.传粉与受精：传粉是花粉从花药散出落到同一朵或另一朵花雌蕊柱头上的过程，分为自花传粉和异花传粉。受精是精子与卵细胞结合形成受精卵的过程，发生在胚珠内。传粉是受精的前提。  ★8.果实和种子的形成：子房发育成果实，子房壁发育成果皮。胚珠发育成种子，珠被发育成种皮，受精卵发育成胚。准确理解此发育对应关系是理解植物生殖的核心。  ▲9.科学绘图技法要点：以铅笔绘制，线条清晰流畅；突出主要科学特征，比例真实；使用点线进行引注，标注名称；通常不上色，若上色需符合实物；适当运用阴影表现立体感。  ▲10.定性描述与定量描述：定性描述用语言概括性质或特征（如“茎很细”），定量描述用数值和单位量化特征（如“茎直径2.1毫米”）。在科学记录中，应尽可能结合使用，以定量描述提高精确性。  ▲11.生命周期：指生物体从出生到死亡所经历的一系列发展阶段构成的完整循环。对于一年生开花植物如番茄，其典型生命周期为：种子→幼苗→成熟植株→开花→传粉受精→形成果实和种子→死亡。  ▲12.结构与功能观：生物学的基本观念之一，认为生物体的形态结构与其生理功能是相互适应、相互统一的。例如，番茄叶片宽阔利于接收阳光进行光合作用；花朵颜色鲜艳、有蜜腺，适应于吸引昆虫传粉。  ★13.绿色开花植物的营养器官与生殖器官：根、茎、叶主要与植物的营养（吸收、运输、制造）有关，称为营养器官。花、果实、种子与植物的生殖后代有关，称为生殖器官。生命周期前期以营养生长为主，后期转向生殖生长。  ▲14.对照实验的设计思想：在探究某一因素（变量）对研究对象的影响时，除了该因素不同外，其他条件都应保持相同且适宜。这种设计是为了确保实验结果的变化只能由该因素引起。在拓展作业中可初步实践。  ▲15.数据可视化：将观察、测量获得的原始数据，通过图表（曲线图、柱状图、示意图）等形式呈现，使数据中蕴含的趋势、规律和关系更直观、易懂。是分析数据和表达结论的重要手段。八、教学反思  （一）目标达成度评估：从预设的教学目标看，本设计的最大挑战在于“持续观察”与“跨学科融合”的落实。在假设的教学实况中，“学生真的能坚持记录超过一个月吗？”这取决于过程性评价与激励机制的实效。通过引入“阶段成果徽章”（如“发芽见证者”、“细心测量员”、“问题解决者”）、定期举办“5分钟发现快闪分享会”，可能有效维持大部分学生的参与热情。知识目标的达成，将在最终的“生命周期”成果整合中得到集中检验；能力与素养目标，则渗透在每一次记录、每一次小组讨论和最终的创造性表达中。情感目标的达成本身就是长线浸润的过程，当学生捧着自己种出的小番茄时，那份成就感本身就是最好的证明。  （二）环节有效性分析：导入环节的“两难选择”能快速切入主题，但需控制时间，避免在“吃”的问题上过度讨论。新授环节的六个任务构成了从“启动”到“整合”的完整闭环，但任务三“持续追踪”是最大变量，极易因学生懈怠而脱节。因此，“教师的角色必须从讲授者转变为项目‘教练’和‘监制’。”需要利用课前三分钟、班级群等渠道，不断提醒、展示优秀记录片段、制造期待（如“下周将有神秘变化”）。任务二“科学绘图”的指导必须足够具体和直观，否则学生