開展項目式學習 提升學生生物學核心素養
——以“種子的萌發”項目式學習活動為例

石進德

（廈門市杏南中學，福建 廈門 361024）

項目式學習是指圍繞某個核心概念、實驗過程或教學環節，以新情境下的項目活動引導學生綜合運用已學知識完成項目任務，促進學生學習相關知識，形成系統化、工程性理念的一種學習方式。［1］項目式學習為學生提供融入真實情境的學習體驗，有助于學生的深度學習和解決實際問題，形成和理解科學、技術、工程和數學等領域的知識。此外，項目學習要求學生具備良好的科學思維能力，以富有挑戰性的項目任務，促進科學思維的進一步發展。

“種子的萌發”為人教版七年級上冊《生物學》第三單元第二章第一節的內容，通常是課堂上進行“種子萌發的環境條件和自身條件”的教學，安排學生課后進行“探究種子萌發條件”的實驗，但因缺乏跟蹤指導，該探究實驗“形同虛設”。為此，根據項目式學習理念，筆者嘗試實踐與研究項目式學習活動設計策略，以“明確學習目標，設計項目活動問題→厘清項目資源，設計項目活動方案→課內外實驗探究，完成項目活動任務”等開展“種子的萌發”項目式學習活動，培養學生的生物學核心素養。

一、明確項目學習目標，設計項目活動問題

《義務教育生物學課程標準（2011 年版）》（下文簡稱課程標準）明確提出：以對科學本質的認識為基礎、提高學生生物科學素養為宗旨，組織學生開展探究性學習。課程標準對“種子的萌發”的教學要求是“描述種子萌發的條件和過程，建議開展種子萌發條件的探究活動”。［2］因此，設計項目學習目標為：①根據相關探究實驗設計要求，嘗試設計合理的探究種子萌發的實驗方案。②根據實驗方案開展探究種子萌發條件的實驗，舉例說明植物種子萌發條件及過程。③討論分析提高種子發芽率和打破種子休眠的方法。

本項目活動問題是：在觀察的基礎上提出種子萌發可能需要的環境條件，并設計探究實驗方案，進行對照實驗，收集實驗數據，總結種子萌發必需的環境條件和自身條件、種子發芽率的計算方法和打破種子休眠的方法。［2］

根據課程基本理念及課程內容要求，設計項目學習目標及項目活動問題，旨在幫助學生了解種子萌發的結構特點，初步形成“生物體結構與功能相適應”的生命觀念，樹立珍愛生命的意識。學習對照實驗方案設計方法，以及探究種子萌發條件的方法，提高科學思維能力與科學探究能力。并能聯系生產實際，了解優選種子、提高種子萌發率的方法。

二、厘清項目資源，設計項目活動方案

項目活動問題確立后要進一步厘清項目資源，即了解學生對項目活動相關知識學習情況以及學習需求，明晰開展項目活動所需的知識與資源的支撐。厘清項目資源是設計項目活動方案的前提和必要條件，通過創設系列問題情境有針對性地指導學生設計項目活動方案。

通過小學科學課程的“觀察種子的萌發”及七年級“種子植物”的學習，學生對種子的結構及其萌發條件與過程有一定的感性認識，初步具備科學探究知識與能力。需要提供有關實驗材料、創設真實的問題情境與學習任務，幫助學生學習如何選擇種子、設計探究種子萌發條件對照實驗的原則及方法，初步了解對照組設置、控制無關變量等方法及其意義，準確表述實驗現象、實驗過程、實驗結果及實驗結論，正確認識種子萌發條件及其過程。

設計“探究種子的萌發”項目活動方案之前，指導學生思考討論：①可能影響種子萌發的外界環境因素是共同作用的結果還是單因素作用的結果？②任何一個環境因素的缺失都將導致種子萌發的失敗嗎？③如何設計單因素缺失實驗？④如何根據已有條件合理選擇實驗設備？并要求學生根據“探究種子萌發的環境條件”項目記錄表，提出探究問題、作出探究假設，嘗試設計“探究種子萌發的環境條件”項目活動方案。

厘清項目資源，以便根據學生學情及教學條件，合理設計項目式學習活動，挖掘課程資源，針對性地運用有效措施激發學生的學習興趣，主動參與項目學習活動，學習設計項目活動方案的方法，體驗科學探究的嚴謹性，確保項目活動高效、有序地開展。

三、課內外實驗探究，完成項目活動任務

1.課前合作探究

布置學習任務，要求學生課外：①閱讀教科書第14 頁至16 頁，復習“科學探究”“對照實驗”的定義及要求。②預習教科書第88 頁至94 頁。③班級4 個小組即為探究項目組，各選派4 位同學組成4 個探究活動小組，分別選擇綠豆、豌豆、胡蘿卜及大豆種子開展“種子的萌發”探究活動。教師準備上述4 種植物的種子各30 粒為實驗材料，指導學生圍繞項目學習目標，根據設定的實驗條件，合理設計項目活動方案。要求學生充分利用身邊合適的廢舊物品、全組成員共同準備實驗裝置；種子要浸泡一定時間后再進行實驗；科學合理地設計對照組；及時做好探究實驗記錄。

2.課內討論與評價

課堂上指導學生討論分析“探究種子萌發的環境條件”實驗設計與實驗結果，分析種子萌發必需的條件，進行種子的挑選及土壤水肥管理等項目學習。

首先，各小組代表介紹本組課前實驗探究的問題、假設及實驗裝置，其他小組結合本組實驗提出質疑或困惑問題，進行研討與評價。［3］發現有的小組沒有選擇大小適宜的裝置盛放實驗材料。學生討論后認為：實驗材料僅是30 粒種子，應選用與普通電腦鼠標大小相仿的茶葉盒子或者是300ML 大小的空礦泉水瓶即可。通過討論與評價，幫助學生學習規范、科學地設計探究實驗方案的工程學知識，明確科學實驗設計的適宜原則。

其次，各小組代表匯報實驗探究結果，分析討論得出實驗結論：種子萌發需要溫度、水分、空氣與一定的光照。并要求學生根據實驗結果，以加水的量、不同的溫度、是否有空氣、光照的強弱等探究條件為橫坐標，不同條件下種子萌發數量為縱坐標繪制“種子萌發率”的柱狀圖。以數學模型直觀地、簡化地表征種子萌發需要適宜的溫度、一定水分、光照及充足的空氣，體現數學與生物學相融合的教育價值。

進一步創設問題情境：環境條件適宜情況下種子沒有全部萌發的原因是什么？指導學生根據已學的“未萌發的種子的形態結構”及種子萌發的環境條件，思考討論得出：種子萌發需要具有活性的、完整的胚，以及不處于休眠期等自身條件。再設問：根據種子萌發條件，你認為大面積種植蔬菜前應開展什么工作？指導學生學習種子的發芽率計算方法，并簡要介紹大面積播種蔬菜種子后，合理施肥、科學管理的方法。

3.課后拓展延伸

課堂教學結束時，指導學生課后處理實驗材料的方法，如種植已萌發的種子，激發學生形成珍愛生命的意識與責任感。

拓展延伸課堂上對種子萌發條件與過程的學習，指導學生課后復習科學探究一般過程，以概念圖的形式總結種子萌發的自身條件與環境條件（如圖1）。

圖1 種子萌發的條件

同時，要求學生課后改進探究實驗存在的問題，深入開展探究實驗。如有一小組學生以豌豆種子為材料進行實驗，結果發現無光照的種子萌發率是75%，而有光照的種子萌發率是96%，出現科學性錯誤。針對此問題，介紹有關研究表明：豌豆種子萌發與光無關，但不是所有的種子萌發皆與光照條件無關，比如煙草種子等的萌發就需要一定的光照條件。指導該組學生重點控制對照實驗的條件，要求課后繼續進行探究實驗。其他組學生課后就“探究不同光質對種子萌發的影響”等創新課題進行深入的研究。該組學生經探究實驗發現無光照一組進行遮光處理時，因空氣和濕度改變而導致出現上述錯誤的實驗結果，若將兩組實驗的條件嚴格控制為單一變量“是否有光”時，兩組種子的萌發率則是相同的。

通過“種子的萌發”項目式學習活動，學生在完成項目活動任務、解決項目活動問題的過程中，習得有關種子萌發條件的知識，更重要的是學習設計實驗方案、觀察與記錄實驗現象、歸納和總結實驗結論的方法，以及運用數學知識統計、整理生物學實驗數據，建立數學模型解決生物學問題的方法，提高實驗設計能力、合作、交流能力。

綜上所述，通過項目式學習活動激發學生創新的火花，開拓思辯能力，開創真探究、善研究的教學模式。學生在參與項目學習活動過程中，由個體的被動學習轉為小組的主動學習，由表層學習轉為深度學習，促進學生發展生物學核心素養。［4］