基于項目式學習構建重要概念的初中生物學教學實踐
——以“單細胞的生物體”為例

劉 衛

（揚州經濟技術開發區振興花園學校 江蘇揚州 225009）

生物學概念是生物學課程內容的基本組成，概念的形成是樹立生命觀念的基石，因此概念教學是生物學教學的重中之重。但概念教學的最終目的并不是讓學生記住生物學事實和概念定義，而是幫助學生通過對事實的抽象和概括，自主建構起生物學概念。項目式學習是聚焦問題情境以項目活動為驅動，使學生在實踐中主動探究的學習模式。學生采用項目式學習，能主動收集事實證據，并利用嚴密的邏輯思維參與到概念的理解和形成過程中來。因此，項目式學習是進行概念教學的有效教學模式。

“單細胞的生物體”是蘇科版七年級生物學教材第九章第三節的內容，主要包括常見的單細胞生物體草履蟲和酵母菌的細胞結構、生活習性以及與人類的關系。這是對多細胞生物體組成的學習之后，進一步對一些特殊生物體生命活動規律的探索。本節課旨在促使學生形成義務教育階段50個生物學重要概念之一“一些生物由單細胞構成，一些生物由多細胞組成”。大多數教師都將本節課的重點放在了觀察草履蟲的形態結構和探究草履蟲對刺激的反應兩個方面，沒有強化重要概念的教學。因此，筆者圍繞“一些生物由單細胞構成”這一重要概念，采用項目式學習展開教學，使學生不僅能掌握草履蟲的結構、學會探究草履蟲對刺激的反應，更能夠形成重要概念，發展科學思維，提高探究能力，進而提升學科核心素養。本節課分兩課時進行教學，本案例將討論第一課時的教學實踐。

1 創設真實情境，聚焦核心問題

教師將高濃度草履蟲培養液與銀耳湯1∶1混合后制成臨時裝片，利用數碼顯微鏡的低倍鏡觀察并展示在大屏幕上。學生可觀察到許多緩慢移動的細點。此時，教師提出問題：你看到了什么？你認為它是一種生物嗎？在學生表達完猜想后，教師向學生說明視野中的細點叫做草履蟲，從而明確本節課的核心問題：草履蟲是生物體嗎？

設計意圖：教師引導學生在真實的情境中發現本節課的核心問題，具有先行組織者的作用，將學生的注意力集中在核心內容的學習上。教師要鼓勵學生表達觀點，激發學生的探究熱情。

2 鏈接已有知識，分析分解問題

教師繼續追問：你猜想草履蟲是生物體的依據是什么？引導學生可以通過探究草履蟲是否具備生物的基本特征來判斷其是否是生物體，進而鼓勵學生回憶生物的基本特征：生物體大多由細胞構成；能進行呼吸與排泄；生長發育需要物質和能量；能繁殖；能與環境相互作用等。學生認識到：如果草履蟲是生物體則應該符合這些基本特征。最終，教師引導學生將核心問題分解成6個子問題：①草履蟲是由細胞構成的嗎？②草履蟲怎樣獲取營養物質？③草履蟲怎樣排泄？④草履蟲需要呼吸嗎？⑤草履蟲怎樣繁殖？⑥草履蟲能對環境刺激做出反應嗎？

設計意圖：本節課的總目標探究草履蟲是否是生物體比較困難，教師基于初中學生的認知特點，結合“最近發展區”原理，引導學生分析問題，利用學生原有的認知生物體的基本特征作為判定草履蟲是否是生物體的依據，從而將核心問題分解為可探究的子問題，為學生學習新知識提供一個清晰的結構框架。此外，將核心問題分解成子問題還降低了探究難度，同時使學生學習到了分解問題逐步探索的解決問題新思路。

3 自主探究實踐，逐步解決問題

3.1 探究草履蟲是由細胞構成的嗎

教師展示觀察草履蟲的實驗方法。學生制作草履蟲臨時裝片并觀察草履蟲的形態結構；再利用平板電腦打開揚州智慧學堂虛擬實驗室，自主縮放旋轉草履蟲透明3D模型，認識草履蟲的精細結構。隨后，教師用大屏幕展示草履蟲模式圖。學生指認其結構，從而形成基本認知：草履蟲是一個細胞。

設計意圖：每個學生都有機會動手親歷草履蟲臨時裝片的制作過程，發展了實驗操作能力，也增強了進一步探究的興趣。此外，虛擬3D模型比放大的塑料模型更便于學生看清草履蟲內部的結構，明確各結構的關系。

3.2 探究草履蟲是怎樣獲取營養物質的

教師將酵母菌提前用中性紅染色。實驗分組進行，學生首先將染色的酵母菌與草履蟲培養液1∶1混合均勻，靜置1 min后，將上述混合溶液與銀耳湯1∶1混合均勻。取一滴最終的混合液制成臨時裝片，用顯微鏡觀察酵母菌經口溝進入草履蟲的過程及由酵母菌聚集成的紅色葡萄狀食物泡。

設計意圖：教師將草履蟲攝食和消化的過程動態呈現在學生面前，使結論更具有說服力。

3.3 探究草履蟲需要呼吸嗎

教師取兩支都加滿草履蟲培養液的試管。其中一個試管用蓋玻片封口，以隔絕空氣；另一個試管中的培養液敞開式培養，其他實驗條件保持相同。以上實驗操作課前完成。課堂上，學生打開平板電腦燈光，逆光觀察草履蟲的分布情況。結果發現，蓋玻片封口的試管中草履蟲呈均勻分布，敞口的試管中草履蟲集中分布在表層培養液中。教師引導學生分析實驗的變量：封閉的試管培養液接觸不到外界空氣，整個試管中不同位置的培養液氧含量相同；開放的試管培養液能與空氣接觸，表層含氧豐富底層含氧相對較少。學生總結，得出結論：影響草履蟲分布的因素是氧氣；草履蟲需要氧氣進行呼吸。隨后，教師展示氧氣和二氧化碳進出草履蟲表膜的動圖，進一步明確草履蟲靠表膜進行呼吸。

設計意圖：教師將草履蟲不可觀察的呼吸現象，通過草履蟲分布的對照實驗可視化，提高學生對探究實驗中變量與結果的邏輯關系的分析能力。

3.4 探究草履蟲怎樣排泄

教師將一滴墨水滴入草履蟲培養液與銀耳湯的混合液中搖勻，取一滴含有墨水的混合液制成臨時裝片，用吸水紙盡量吸去多余的水分但不能吸干避免蓋玻片下出現氣泡。學生觀察兩個伸縮泡的位置及其收縮與擴張的規律，自主學習教材34頁圖9-13，認識草履蟲排泄的方式。

設計意圖：在墨水的暗背景下，學生能明顯地觀察到草履蟲的伸縮泡和收集管。在水分較少的狀態下，草履蟲的伸縮泡和收集管擴張時，體積更大，動作更慢，便于觀察。

3.5 探究草履蟲怎樣繁殖

小組內分工利用平板電腦上網搜索草履蟲的繁殖方式，并觀察草履蟲接合生殖和分裂生殖的永久裝片，總結草履蟲有性生殖和無性生殖的過程。

設計意圖：該活動提高了學生利用互聯網獲取資源的能力，促進信息化在課堂中的應用，同時培養小組合作的意識。

3.6 探究草履蟲是否對環境刺激做出反應

課前，教師將草履蟲培養液用500目的濾網過濾后重懸于清水中，進行2 d的饑餓處理，并為學生提供牛肉汁、生理鹽水兩種刺激物。學生取三個平板電腦，打開燈光，將平板電腦平放在實驗臺上。在燈的上方放置一個小燒杯，取3片載玻片，分別平放在燒杯口上。在每一片載玻片上都滴兩滴經饑餓處理的草履蟲培養液，用解剖針連接起來。1號載玻片不放刺激物，2號載玻片在左側培養液邊緣滴一滴牛肉汁，3號載玻片在左側培養液邊緣滴一滴生理鹽水，逆光觀察草履蟲的運動情況。結果發現，1號載玻片上兩個液滴中的草履蟲均勻分布，2號載玻片上的草履蟲向左側移動，3號載玻片上的草履蟲向右側移動。學生討論，得出結論，草履蟲能對環境刺激作出反應，趨向有利刺激逃避有害刺激。隨后，教師展示草履蟲運動時纖毛擺動的高清視頻，進一步明確草履蟲靠纖毛擺動進行運動。 設計意圖：利用饑餓處理后的草履蟲進行食物趨向的探究實驗現象更明顯，以生理鹽水為有害刺激物比食鹽顆粒更容易把握刺激強度，避免了草履蟲死亡。教師增加了1號載玻片為空白對照，使實驗設計更嚴謹結論更具有說服力。使用平板電腦燈光為背景光源，逆光肉眼可直接觀察草履蟲的移動情況，簡化了在顯微鏡下進行觀察的繁雜操作。

4 建構重要概念，落實核心素養

本節課探究活動較多，學生難以在一節課內完成，故全班每個學生都動手實踐第一個活動探究草履蟲的細胞結構，分組同時進行其他5個探究活動，每組實踐一個。各組將獲得的探究結果用平板電腦拍攝照片、視頻或截圖記錄下來上傳至互動課堂，教師用大屏幕演示給全體學生共同探討。

師生歸納以上探究實驗的結論，得到：草履蟲由細胞構成；能進行呼吸與排泄；需要從環境中獲取營養物質；能繁殖；能對環境刺激作出反應的結論。隨后，再次回歸核心問題：草履蟲是生物體嗎？綜合以上探究的結論，學生形成重要概念：草履蟲一個細胞就能夠完成各項生命活動，是由單細胞構成的生物體。隨后，教師再次用大屏幕展示草履蟲細胞模式圖，學生說出各結構與之對應的生命活動，從而深化結構與功能相適應的生命觀念，進一步提升生物學學科核心素養。

5 教學反思

教師利用項目式學習，首先為學生創造微觀世界的真實情境，激發學生提出本節課的核心問題：草履蟲是生物體嗎？再引導學生將核心問題分解成更具可操作性的子問題，以問題貫穿整個教學過程，真正實現了“以學生為中心、以問題為基點、以活動為主線”。學生圍繞問題積極探索尋找證據，基于客觀的探究結果進行嚴密的推理和判斷，提升了科學探究和科學思維能力，并在問題解決中自主建構起重要概念。