项目式学习在初中生物学实验教学中的实践与思考

　　高江（贵州省大方县思源实验学校）

　　摘要：项目式学习强调知识的应用，促使学生实现“知道”与“做到”相结合。初中生物学实验教学注重培养学生的知识应用能力，开展项目式学习能夯实学生的知识基础，培养其思维能力，引导其运用知识解决实际问题，达成生物学核心素养培养目标。文章以初中生物学实验教学项目式学习为研究对象，从项目式学习的方案设计、流程安排和成果评价三方面对具体的教学实践方法展开探讨，以期为初中生物学教师开展实验教学提供参考。

　　关键词：初中生物学；项目式学习；实验教学

　　项目式学习是一种以学生为中心的教学方法，项目实施的过程也是学生合作交流、碰撞思维和解决问题的过程，是培养和锻炼学生知识应用能力的有效途径。项目式学习通常以项目确立为开端，以问题或现象为切入点，系统整合学科知识内容，组织学生以自主或合作探究的方式解决实际问题，达成项目目标，获得丰富的学习经验，强化对知识的掌握和应用。实验是生物学学科教学中的重要构成，具有整合性和应用性的特点。立足初中生物学实验开展项目式学习，能够将教学集中于实践维度，引导学生在系统性的学习中掌握运用生物学知识解决实际问题的方法，提升学科能力和素养，从整体上提高生物学教学质量。

　　一、结合实验目标，设计项目式学习方案

　　项目式学习旨在推动学生从浅层学习向深度学习过渡、从单向思维向综合思维升级。为此，教师要结合实际教学目标合理设计项目方案，为学生的项目式学习过程提供指导。在初中生物学实验教学中，教师设计的项目式学习方案应该引导学生突破学习方法和思维模式的限制，在项目的驱动下对实验活动展开持续性的探究学习，力求将基础知识的讲解与能力、素养的提升融合，引导学生在项目实践中创新学习方法、提高思维能力。教师应该立足生物学实验教学目标的具体要求，从项目确立、项目设计、项目实施、项目过程等方面入手，科学设计项目式学习方案，指导学生在完成项目的过程中掌握灵活运用生物学知识的方法，提升教学有效性。

　　例如，在教学北师大版《义务教育教科书·生物学》（以下统称“教材”） 七年级上册“光合作用”这节课时，本节课实验活动围绕“植物的光合作用”展开，实验教学目标为：了解绿色植物是通过光合作用制造有机物的；验证绿叶在光下合成淀粉；借助实验阐明光合作用的概念；掌握围绕实验课题设计实验方案和操作实验的方法。教师可以结合实验目标，创建“探究绿色植物进行光合作用的重要性”实验项目，引导学生通过实验正确认识光合作用。在项目设计阶段，教师要为学生准备实验所需的材料，如绿色植物（天竺葵）、遮光与不遮光的玻璃罩一组（用以进行有光和无光的对照实验）、蜡烛（用以检验光合作用是否释放氧气）、碘液（用以检验光合作用是否产生淀粉）等。在项目实施阶段，教师要向学生讲解实验目的，鼓励学生根据项目要求，合理搭配实验材料，分别设计“探究植物进行光合作用是否释放氧气”“探究植物进行光合作用是否产生有机物”“探究植物进行光合作用所需的原料和场所”等不同的实验方案，并着手进行实验操作，观察并记录实验现象，总结植物进行光合作用的重要因素、光合作用的概念和光合作用的产物。教师通过设计完整的实验学习项目，引导学生在自主探究中获得知识，并运用知识解释生物学现象，有序开展初中生物学实验项目式学习活动。

　　二、精心设计环节，优化项目式学习流程

　　1. 重构知识，以问题驱动指明项目式学习方向

　　项目式学习强调整合课程知识、引导实践应用，教师应该引导学生重构与生物学实验有关的知识，通过改变其对知识的认知模式促进其学习方法发生改变，使其更为积极地在项目式学习中探索知识的应用方法，解决项目问题。教师应该在了解学生学习需求的基础上，利用具有启发性的问题激发学生的项目式学习动机，使其在问题的点拨下明确项目式学习的要求，有方向地整合相关知识内容。这样以问题引导学生开展动态化、系统性的学习活动，能够通过重构知识打好项目式学习基础，在探索中发现知识的创新应用方法。

　　例如，在教学教材七年级上册“种子萌发形成幼苗”这节课时，通过梳理课程重点知识，教师提出“一粒种子是怎样长成幼苗的？”“什么样的种子萌发能形成幼苗？”“种子萌发需要怎样的环境条件？”这三个驱动问题，作为开展实验项目式学习的前提，帮助学生明确本次项目式学习的具体方向和研究目的。随后，教师组织学生准备好浸泡过1天的菜豆种子和玉米种子、放大镜、解剖刀、镊子、白瓷盘、碘液等材料器具，开展“观察种子的结构”实验活动。通过解剖并观察不同形态和类型的种子，学生记录、自主总结和归纳“种子的结构”相关知识，了解种皮、胚根、胚轴、胚芽等概念，为后续相关实验项目的开展打好基础。在了解种子的结构后，学生可以开展“探究种子萌发的内在条件”实验活动，先提出实验猜想，再分别用完好种子、瘪种子和损胚种子进行对照实验，将其播种到同等条件的土壤中，观察其萌发状态，通过对比实验结果，总结种子萌发的内在条件，并探究种子萌发的外部条件。通过实验项目式学习，结合实验现象和结果，学生得出“种子萌发不仅需要有发育成熟且完整的胚、足够的供胚发育的营养储备等内在条件，还需要有适宜的温度、一定的水分和充足的空气等外部条件”这一结论，通过实验重构课程知识体系，提高学习效果。

　　2. 激活思维，以情境创设整合项目式学习资源

　　与传统的学习方式相比，项目式学习需要学生具备较高的专注度和思维活跃度，致力于引导学生在项目式学习中与实验活动有效互动，激活其实验思维，激发其实验兴趣，激发其参与项目式学习的动力。教师可以利用信息技术手段，围绕实验课题创设项目式学习情境，以多种方式向学生呈现丰富的实验内容与学习资料，使其更为全面地了解实验项目的学习要求，并为项目式学习活动的高效开展提供支持。在情境中，学生与实验内容深度交互，有助于学生发散思维，活用学习资源，完成实验项目。

　　例如，在教学教材七年级下册“食物的消化和营养物质的吸收”这节课时，通过“探究唾液对淀粉的消化作用”实验活动，学生能够了解人体消化食物的原理。实验探究的生物学问题与学生的现实生活联系紧密，教师可以就此创设如下实验情境：借助多媒体设备向学生演示食物在进入人体后不同阶段的消化程度，以趣味化的方式使学生直观、形象地了解人体消化食物、吸收营养物质的过程，由此点燃学生对“人体是如何消化食物的”这一话题的探究热情。同时，结合情境内容，教师向学生讲解淀粉遇碘变蓝的原理，使其思考如何设计实验来验证“唾液对淀粉是否有消化作用”，帮助其打开实验设计的思维突破口。随后，学生利用教师所提供的学习资料和实验材料，对食物在口腔内的消化过程展开实验探究。学生通过思考，选择馒头作为实验对象，切成大小相同的两块，并将它们细细地切碎，分别放入装有唾液和装有清水的试管中，设置对照实验。静置一段时间后，分别向两个试管中滴加碘液，观察试管中的颜色变化，根据“淀粉遇碘变蓝”这一学习资料给予的提示，验证“唾液对淀粉是否有消化作用”。如此，在情境的引导下，学生能够根据相关学习资料自主完成实验项目的设计和实施，有助于锻炼自主探究学习能力。

　　3. 过程协同，以任务布置明确项目式学习要求

　　围绕初中生物学实验开展项目式学习活动时，教师应该将项目式学习的要求融入具体的任务，通过设计层级式的项目学习任务，帮助学生厘清项目式学习各个阶段和环节的具体目标，使其以任务要求为依据，制订合理的项目式学习计划，有序开展综合性学习活动。任务是项目式学习活动中基础知识和实际问题的结合体，教师需要以具有挑战性的任务内容驱动学生发散思维、运用多种策略探究实验问题的解决方法、以多样性的任务要求锻炼学生的多项学习能力，将任务作为凸显项目式学习指向的工具，通过任务协同学生的项目式学习过程，提高项目式学习水平。

　　例如，在教学教材八年级上册“动物行为的研究”这节课时，教师可以围绕“用实验法研究动物行为”这一实验布置相关的学习任务，引导学生明确项目要求，厘清实验思路，自主完成实验设计与操作，科学研究动物行为，结合亲身体验总结实验法与观察法的区别。教师组织学生以“探究蚂蚁的觅食行为”为本次实验学习项目，并结合实验内容布置如下任务。

　　任务1：在观察蚂蚁的实验箱中分别放入不同的食物，提出实验问题和假设。

　　任务2：观察并对比实验箱中不同食物附近聚集的蚂蚁的数量，分析实验现象并总结实验结论。

　　任务3：结合本次实验过程，思考实验法与观察法的区别。

　　结合上述任务要求，学生在实验箱中分别放入面包屑、糖、辣椒酱、盐等不同的食物，就此设置对照实验，根据观察到的实验现象总结出“蚂蚁喜欢吃甜的食物”这一实验结论。结合亲身经历实验设计和实施的过程，学生能够认识到实验法需要对观察对象进行外部干扰或影响，即本次实验中在实验箱中放入食物的操作，而观察法则无需对观察对象施加任何影响。通过任务引导，学生了解了实验法与观察法的区别，且能够根据具体要求选择合适的方法进行探究学习。

　　4. 合作探究，以分组实验达成项目式学习目标

　　项目式学习要求教师坚持以学生为主体这一原则，并倡导多主体合作的学习形式。初中生物学实验项目式学习应该让学生完整经历运用基础知识解决高阶问题的实验探究过程。为此，教师应该引导学生以实验小组为单位，通过合作探究的形式研究生物学实验课题，关联和运用相关生物学知识解决实验问题，实现学科知识的有效迁移运用，达成项目式学习目标。

　　例如，在教学教材八年级上册“微生物在生物圈中的作用”这节课时，教师可以组织学生通过实验模拟和观察，了解微生物在生物圈中的作用。本节课实验活动主要包括以下三个实验。

　　实验1：观察微生物对有机物的分解作用。

　　实验2：观察微生物的固氮作用。

　　实验3：观察微生物发酵产生的气体。

　　在项目式学习中，教师可以将班级学生分为A，B，C三个不同的实验小组，并让其分别操作实验1、实验2与实验3，通过小组合作探究完成实验，总结实验结论并汇报，对微生物建立系统性的认识。在各小组开展实验活动的过程中，教师要指导学生通过合作讨论梳理与实验有关的基础知识，让学生自主设计实验活动，完成探究任务，在有效的交互中达成项目式学习目标。以小组A操作实验1的过程为例，学生通过讨论总结得出“腐生性微生物是生态系统的分解者”这一结论，并在掌握培养基操作方法的基础上，设计将面包分别放入真菌培养皿和无菌培养皿中的实验，观察“微生物对有机物的分解”现象，加深对微生物分解作用的认识，在合作探究中巩固基础知识，运用知识解决实验问题。

　　三、完善评价标准，评价项目式学习成果

　　科学的评价体系是初中生物学项目式学习模式中不可或缺的一环。项目式学习涉及的知识庞杂，教师需要采用合理的评价手段，客观评价学生的项目式学习成果。实施初中生物学实验项目式学习评价需要教师制订完善的评价标准，选择合适的评价方式，致力于打造动态的评价体系，提升项目式学习评价的可操作性，真实、客观地反映学生的项目式学习状态，从而实现多元评价、以评促学、以评促教。

　　例如，在教学教材八年级下册“发酵技术”这节课时，围绕“探究发酵食品的制作方法”这一实验项目，教师可以明确如下评价标准：（1） 能够通过实验观察理解发酵过程中微生物的作用；（2） 能够根据实验结论总结发酵技术的概念；（3） 能够结合实验过程总结发酵食品的制作方法；（4） 能够结合实验分析发酵过程中微生物的作用原理。在学生完成实验项目后，教师采用教师评价与学生自评相结合的方式开展项目式学习评价活动。教师可以提问学生“本次实验选择制作的发酵食品是什么？采用哪种发酵方法？操作过程包含什么技术要点？”等问题，要求学生结合实验过程作答，由此检验学生对“发酵技术”和“发酵方法”的理解和掌握程度。教师鼓励学生总结反思，既要以发酵技术为核心，结合实验内容归纳课程知识，又要围绕实验发散思维，尝试由实验延伸至发酵技术的应用领域和应用意义，通过实验项目式学习与评价反馈，夯实学生的知识基础，开阔学生的学习视野。

　　综上所述，教师应该以学生为主体设计生物学实验学习项目。通过结合实验教学目标设计项目式学习方案；通过问题驱动、情境创设的方式科学导入学习项目；通过布置任务、分组实验的方式鼓励学生合作探究项目问题，挖掘基础知识与实际问题之间的联系，探索学科知识的实践应用方法；通过制订完善的评价标准，检验学生的项目式学习成果，有效提高学生的综合学习能力。依托项目式学习活动，打造指向核心素养的初中生物学课堂。

　　基金项目：贵州省2022年教育科学规划课题——基于项目式学习培育农村初中生生物学理性思维的实践研究（2022B159）。

　　参考文献：

　　［1］ 张伯林. 初中生物项目化学习的实践指导方法［J］. 甘肃教育，2023（13）：88-93.

　　［2］ 张朝阳. 初中生物教学中项目驱动型教学法的应用分析［J］. 教育界，2023（18）：17-19.

　　［3］ 吴田广. 初中生物实验教学路径研究［J］. 数理化解题研究，2022（29）：140-142.