基于微項目學習的實驗教學
——以“探究螞蟻的覓食行為”為例

柏 潔

（無錫市梅里中學 江蘇無錫 214112）

微項目學習是指學生以微項目為基礎進行的系統性學習，學生在完成相關微項目的同時學習新知識、發展新思維、習得新能力，使學生的學習從傳統的學科性學習走向綜合性學習，從單純的文本式學習走向體驗式學習，從規定的標準化學習走向個性化學習。因此，微項目學習正成為育人方式和教學變革的重要探索領域之一。

“探究螞蟻的覓食行為”是蘇科版《生物學》八年級上冊第十七章第二節“動物的行為”中的一個探究實驗。該實驗可操作性高，大部分教師選擇讓學生根據教材指引按部就班進行實驗。由于缺乏深層思考，很多學生雖然親自動手操作，但對實驗仍然陌生。這樣的淺層學習，自然無法提升學科核心素養。因此，筆者以“微項目學習”的方式，通過“合理規劃——明晰流程——自主實操”的微項目學習思路（表1），讓學生關注真實世界，在強調掌握概念和深度理解的同時，引導學生敬畏自然，理解生命。

表1 微項目學習思路

1 真實情境的實驗激發

在本微項目實驗的“觀察與提問”環節，教師先播放項羽“烏江自刎”的影視片段，聯系螞蟻“聚集成字”的典故，給學生提供一個真實的問題情境：螞蟻為什么會聚集起來，形成“項羽自刎于此”六個大字呢？《史書·項羽本紀》中記載項羽的想法是：天亡我，非戰之錯！同學們，你的想法是什么呢？難道真的是天意嗎？

學生將其與已有的知識經驗——螞蟻覓食行為相聯系，點明螞蟻圍聚在一起只是單純的覓食行為，是生物的本能。教師順勢導入生物學實驗“探究螞蟻的覓食行為”。教師利用一個故事將實驗情境化，以小組為單位模擬解決實際問題：螞蟻為什么會有這樣的行為呢？它是如何尋找食物的？螞蟻對不同的食物是否有選擇？教師從而引導學生確定了一個以“探究螞蟻的覓食行為”為主題的微項目學習，使學生立足于學生的生活，在真實情境中解決真實的問題。這樣既按照教材內容遵循知識發展規律，又對來自生活的內容進行了必要的改造，使學生將微項目學習與實際生活有機結合，使學生的學習和生活真正“立”起來。

2 互動開放的實驗設計

在微項目實驗的“猜想與假設”環節，教科書的實驗步驟“提出問題”中，雖然寫明：提出一個與螞蟻覓食有關的需要探究的問題。但隨即舉出例子：螞蟻的覓食與食物的氣味、顏色有關嗎？這樣的描述容易限制學生的思維，僅圍繞這兩個相關問題選取實驗材料進行探究。因此，上課之初，教師在PPT中展示“項目超市”（表2），請學生根據自己感興趣的問題，選取適合的微項目進行探究。如此，學生的思維被打開，提出很多自己感興趣的問題，如螞蟻的覓食與食物的味道有關嗎。教師及時追問：什么叫做味道呢？一般意義上的味道指味覺，包括甜味、苦味、酸味、咸味等。并補充：人們雖然常說酸甜苦辣，但“辣”不屬于味覺，其實是一種痛覺。這樣一個小小的討論雖基于書本，卻又高于書本，便于學生初步感知深度學習。

表2 項目超市表

在“計劃與組織”環節，八年級的學生早已有成熟的套路，邊討論邊在探究活動單上寫下小組的初步方案，這樣的設計似乎毫無難度。此時，教師觀察各個微項目小組的實驗設計情況，列舉觀察到的各組不同操作方法，引導學生對比、分析，并及時糾正各組一些不科學、不可行的做法。學生以微項目小組為單位交流，共同完善、修改計劃（表3）。學生在親身體驗中理解了“實驗思路”與“實驗方案”有何不同，實現了深度學習。

表3 部分微項目小組實驗設計

在設計開放性的實驗時，學生會有更強的參與感和成就感，能很好地發揮主觀能動性，往往會涌現出許多奇思妙想。當然，也存在個別微項目小組是完全照搬書本的實驗設計的。但即使如此，對學生而言也是有意義的，畢竟重復實驗本身也是很重要的科研環節。

3 自主規劃的實驗實施

在微項目的“事實與證據”環節，考慮到該實驗思路基本理順、實驗操作難度不高，且需要一定的觀察時間，因此，教師在課堂上并不準備實驗材料，而是鼓勵學生利用課余時間，走出教室、走進自然，在自己居住的小區內或者附近的公園等地實施計劃，進行課后延伸實驗。這樣不僅使課堂時間更加充裕，師生交流更加充分，同時也能保證課后的實驗活動更加自由，實驗條件更加開放。

課上，教師可以引導學生開展深度交流：為什么不在教室進行實驗呢？學生可能會有各種合理的解答：自然環境中，螞蟻不受其他因素影響，保證實驗結果的準確性（避免無關因素干擾）。學生在交流時就能真正理解：為什么寫實驗設計非要加一句“其他無關變量相同且適宜”的套話，明白控制無關變量的重要性與必要性。也有部分學生從人與自然和諧相處、愛護小動物等角度分享交流……開放性的問題、引導式的教學給了學生更多的思維空間和自我表現的機會，使學生充分發揮主動性和創造性，激發學生自主的深度學習。

通過自主規劃開放性的實驗，學生對實驗專業要求的理解較以前更加深刻了。例如，針對探究技能中的“定量觀察：在實驗探究中，為了探究螞蟻喜歡的食物，學生需要統計螞蟻的數量”與“定性觀察；為了證明螞蟻是如何發現喜歡的食物的，還需要確定食物的氣味、顏色等特征”。學生通過實驗操作，對自身實驗設計時操作步驟的“可行性”“合理性”有了深刻的理解，對“控制無關變量”這類空洞的套話有了直觀的認識。

4 同伴合作的實驗反思

第二課時，教師邀請學生將自己課后觀察到的實驗現象拍照投屏，通過最后環節“建模與解釋”“表達與交流”來驗證微項目實驗的猜想與假設（圖1）。教師可引導學生思考：根據圖片推測一下，他們探究的是什么問題？并分析討論，實驗材料的選取是否合理？實驗結果是否與自己小組的一致？如果不一致，應該如何改進？……

圖1 驗證微項目實驗的猜想與假設的流程圖

以實驗材料為例，有學生選擇“紅糖”與“白糖”，以探究螞蟻的覓食行為與食物顏色的關系；有學生選擇“白糖”與“白米”，以探究螞蟻的覓食行為與食物氣味的關系。學生頭腦風暴后，一致覺得實驗選材還有待斟酌，因為紅糖、白糖的氣味有差異；白糖、白米的形態不同。深層次的思考與交流讓學生意識到，為保證實驗結果的準確性與客觀性，需要制定更為周密細致的實驗方案。

以實驗步驟為例，有小組隨機捏取白糖與食鹽，放在螞蟻的洞穴附近。這種描述其實是不科學的。其他小組的學生補充，自己小組使用托盤天平稱取等量的白糖與食鹽，保證實驗材料用量的一致性。也有小組點明需要放置在距離螞蟻洞穴相等距離的位置，保證實驗目標達成距離的一致性。這樣可幫助學生理解“等量且適量”“單因子變量”這種描述在實際操作中需要注意的問題。

最后，教師組織小組討論、反思從最初的實驗設計到最終的實驗操作之間所做出的調整措施及原因，將“根據小組最終實驗的實際操作過程，寫出優化、可行的實驗方案”作為課后作業。反復的修改與完善讓學生理解生物學實驗的評價不只是看是否掌握了實驗的基本步驟和相關操作技術，還要看是否形成了合作的意識、分享的意識、獨立思考的意識和綜合分析運用的意識。

通過此次微項目實驗，學生的生物學學科核心素養得到了培養和提高：通過猜想與假設，學生以小組合作探究的方式共同解決實際問題，培養了批判思維與合作能力；在計劃與組織中，通過尋找螞蟻洞穴、觀察螞蟻覓食行為等實驗操作，培養了生命觀念與社會責任；表達與交流環節中的深度討論，通過頭腦風暴將已有的知識遷移到新的情境中，規劃新方案、解決新問題，培養了在真實情境下對知識進行理解和運用能力……教師要鼓勵學生團隊合作、動手實踐，為解決未來復雜問題做好準備。