借力項目式學習提升生物學核心素養之生命觀念

摘 要：項目式學習以建構主義學習理論為基礎，是提升學生核心素養的重要途徑。本文以高中生物兩大必修模塊為載體，精選主題，例談如何借力項目式學習，培育學生“生命的物質觀”“生命的信息觀”“結構與功能相適應”等生命觀念，促成核心素養的落地。

關鍵詞：項目式學習;核心素養;生命觀念;高中生物

一、背景介紹

生物學是一門基礎自然學科，其發展過程波瀾壯闊、研究成果豐富多樣，對社會產生了巨大的影響。《普通高中生物學課程標準》（2017版2020年修訂）明確指出：核心素養為宗旨。可見，核心素養已然成為一個統率教育改革的上位概念，引領并拉動課程教材改革、教學方式變革、教師專業發展、教學質量評價等關鍵教育活動[1]。傳統生物學課堂中單一的講授式教學手段使教與學的過程枯燥、低效，更遑論對學生核心素養的培育。在核心素養為宗旨的理念下，教學亟需新的血液。

項目式學習（Problem-Based Learning，縮寫為PBL）起源于美國，它以建構主義理論為指導，是指學生圍繞一個具有挑戰性的問題，以學科概念與原理為中心，在通過探究活動、合作交流等形式創造性地解決問題、設計公開成果的過程中形成對核心知識深刻理解的一種學習模式[2]。項目式學習在較短的時間內風靡全球，對世界各國的課堂教學、課程改革產生了極大的影響，已成為傳統課堂教學的重要補充[3]。

二、借力項目式學習模式，談生物學核心素養之生命觀念的培育

生物學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任，是學科育人價值的集中體現。作為生物學科核心素養的重要組成，生命觀念是指對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的抽象，是人們經過實證后的觀點，是能夠理解或者解釋生物學相關事件和現象的意識、觀念和思想方法[4]。高中生物“分子與細胞”“遺傳與進化”這兩大模塊，是培育學生生命的物質觀、生命的信息觀、結構與功能觀等諸多生命觀念的重要介質和載體。生命觀念的形成有助于幫助學生更好地認識生命世界，有利于世界觀和自然觀的形成，進而指導解決實際問題。

項目式學習的組織開展一般包括六個環節：①尋找核心知識;②形成本質問題并將其轉化為驅動性問題;③澄清項目的高階認知策略;④確認主要的學習實踐;⑤明確學習成果及公開方式;⑥設計覆蓋全程的評價。本文以高中生物兩大必修模塊為載體，通過項目題，例談如何借力項目式學習，培育學生“生命的物質觀”“生命的信息觀”“結構與功能相適應”等生命觀念，促成核心素養的落地。

（一）借力項目式學習，強化生命的物質觀

一切復雜的生命都有其物質基礎——各種元素和化合物構成了細胞的物質基礎、遺傳物質的化學組成和結構是遺傳與變異的物質基礎。由此，教師可組織引導開展項目式學習以突破難點、建立遺傳和進化的大概念。

以“遺傳和變異的物質基礎”為核心開展項目式學習，學生可以依托具體的情境，如“三倍體無籽西瓜是因為注射了避孕藥嗎？” “如何理解孟德爾工作的跨時代性？”等，由教師引領學生開展小組合作探究。為解決這些問題，學生必會重走遺傳學的發展歷程：早期的融合遺傳觀點→孟德爾的豌豆雜交實驗、分離定律與自由組合定律→減數分裂的發現→薩頓的假說→摩爾根的果蠅雜交實驗，至此，學生對遺傳的細胞學基礎便有了深刻認識。學生再繼續探尋，將會了解遺傳物質主要是DNA，進而了解沃森和克里克的DNA雙螺旋模型→DNA半保留復制的證明→遺傳密碼的破譯→中心法則的確立→基因突變、基因重組和染色體變異等，至此，學生對遺傳和變異的認識便到了分子水平。

可以說，宏觀世界的現象，都有其在微觀世界、分子水平的物質基礎。對海量資料進行整理、內化后以符合邏輯的形式展示出來，對展示成果進行生生互評等，這對于項目式學習小組成員而言都是巨大的挑戰，但磨煉的過程即是能力的提升過程、生命的物質觀的生成過程。

（二）借力項目式學習，認可生命的信息觀

生命是物質、信息和能量的統一體。生物體從親代繼承的主要是信息，生物體的生長、發育、代謝、生殖都是在這套遺傳信息的控制下進行的。DNA和RNA等物質，只是遺傳信息的載體而已[4]。對此，教師組織學生進行項目式學習，培養學生的生命信息觀。

以“信息角度認識生命的本質”為核心開展項目式學習，學生可以借助具體的情境？如：“鐮刀形細胞貧血癥的根本原因真的是DNA上僅僅一個堿基對的替換？” “貓叫綜合征僅僅是因為5號染色體上的一小段缺失？”等開展調查。在小組合作探究、查閱收集資料階段，學生除教材和網絡資源外，還可研讀《自私的基因》等經典書籍，完成對生命本質由表及里的探尋：生物體結構和功能的基本單位是細胞→細胞中的細胞核是遺傳信息庫、是生物體代謝和遺傳的控制中心→DNA中的堿基對排列順序即為遺傳信息→DNA中哪怕是一個堿基對的改變都有可能通過轉錄、翻譯影響到蛋白質，進而影響到生物體的性狀。DNA是遺傳信息的載體，而從信息的角度看，無論是動物、植物還是微生物，亦都是承載著DNA的活動的載體。生老病死、世代交替的過程中，個體是會消亡的，而遺傳信息會傳遞。隨著調查的深入，學生也如抽絲剝繭般找到分子生物學、生物信息學等多個生物學在微觀領域不斷縱深的成果，逐步建立生命的信息觀，深刻認識到生命不僅是物質的，生命更是信息的。

（三）借力項目式學習，領悟結構與功能觀

結構與功能相適應。因此，研究自然現象時，學生不僅要能基于結構去認識和推測功能，還要能夠基于功能再推測和研究結構，并且更進一步地，以這種觀點指導和解決生產實踐中的具體問題。

以“例證生物體結構與功能相適應”為核心開展項目式學習，教師引導學生在生活化的情境下，如：“運動員的心率為何比一般人低？”“DNA的雙螺旋結構是如何預測到其半保留復制方式？”，開展合作、探究。通過資料收集與對資料的內化重組，學生對結構與功能相適應這一觀念的領悟在細胞層面、遺傳物質層面均有體現。在細胞層面，“動力車間”線粒體總是在肌細胞等耗能較大的細胞中特別發達;細胞膜的流動鑲嵌模型與細胞的生長發育、物質運輸等高度適配。在遺傳物質層面，DNA的雙螺旋結構與其作為遺傳物質必備的穩定性相適應;DNA中堿基對千變萬化的排列順序成就了生物多樣性;DNA結構的變化及染色體變異導致了生物性狀的變異等。學生在舉例佐證的過程中，不僅強化了結構與功能相適應的觀點，也體會到了這一觀念在科研中的應用，如：沃森和克里克根據雙螺旋結構提出了半保留復制假說;達爾文根據某種蘭花特化的細長花矩推測自然界必然存在口器與此相匹配的昆蟲[4]。通過項目式學習，學生得以在主動探究、深刻理解、邏輯化輸出的過程中強化了結構與功能相適應的生命觀念。

結束語

生命觀念是重要的生物核心素養之一，通過以“遺傳和變異的物質基礎”“信息角度認識生命的本質”“例證生物體結構與功能相適應”為核心而開展的項目式學習，很好地培育了學生“生命的物質觀”“生命的信息觀”“結構與功能相適應”等生命觀念。因此，組織好、開展好項目式學習，不僅是提升學生核心素養的重要手段，也是立德樹人的重要途徑。

參考文獻

[1]褚宏啟，張詠梅，田一.我國學生的核心素養及其培育[J].中小學管理，2015（9）：4-7.

[2]陳尚寶.項目式學習引導課堂改革：以深圳市鹽田區學校實踐為例[J].中小學校長，2018（6）：61-63.

[3]滕珺，劉華蓉.對項目式學習的再認識：“學習”本質與“項目”特質[J].中小學管理.2018（2）：15-18.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社.2018.

作者簡介：胡超明（1991—），女，碩士研究生學歷，中學一級教師。

本文系福建省教育科學“十三五”規劃2020年度課題“項目式學習模式在高中生物學單元教學中的實踐與研究”（課題編號：FJJKXB20-1038）。