基于核心素養的項目式教學在高中生物實驗教學中的應用

摘" 要：目前，我國的基礎教育課程改革已經全面開展，面對新課標中發展學生核心素養、培養終身學習能力等要求，高中生物實驗的傳統教學模式已經不再適用。改變傳統的實驗教學方式，探討有效的實驗教學策略，是每個高中生物教師需要面對的問題。項目式教學主張以學生為中心和課堂主體，教師為主導，充分發掘學生的創造潛能，將生物實驗與生活情境相結合，設計項目任務，精心策劃項目流程，以小組合作學習的模式對項目活動進行項目探究。文章結合了教學的實際情況，以培養學生核心素養為目標，從項目設置、項目實施、考核評價和項目反思四個方面，探討項目式教學在高中生物實驗教學中的有效應用。

關鍵詞：核心素養；項目式教學；實驗教學

一、項目設置

在實施項目式教學的過程中，項目設計質量的高低決定著學習目標能否達成。高中生物實驗內容多，基本可以分為模型制作類、教材必修實驗改進創新類、高考實驗設計和生產生活問題類等，很多實驗課程都可以開展項目式教學，目前也在不斷地摸索中。以下主要介紹兩個效果顯著的項目式教學：“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”和“色素的提取和分離實驗改進創新”。

（一）“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”項目

該項目的教學主題是高中生物新教材２０１９年人教版必修一課本５７頁第三章第３節“細胞核的結構和功能”的探究實踐類“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”，學生已經學習了第三章“細胞的基本結構”，對真核細胞的結構已經有了一定的認識。項目主要包含兩個學習任務：１． 嘗試制作真核細胞的三維結構模型；２． 體驗建構模型的過程。項目實施時間安排在課后，要求學生在段考結束后的三個星期內上交細胞模型成品。

（二）“綠葉中色素的提取和分離實驗改進創新”項目

該項目的教學主題是高中生物新教材２０１９年人教版必修一課本９８頁第五章第４節“光合作用與能量轉化”的探究實踐類“綠葉中色素的提取和分離”的改進和創新，學生在學習了第三章“細胞的基本結構”后，對葉綠體的存在場所、結構及功能已經有了一定的認識。該項目主要包含兩個學習任務：１． 對綠葉中色素的提取進行改進和創新；２． 對綠葉中色素的分離進行改進和創新。該項目實施的時間安排在課前，要求學生在實驗課前一個星期內完成，上交ＰＰＴ課件，并在上課過程中演示分享成果。

二、項目實施

項目實施包括項目流程設計，在實施的過程中，要求學生自主進行學習探究、討論分析和完成學習任務。教師在這一過程中，負責組織和指導學生開展項目。

（一）實施“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”項目

首先，為了提高學生生物知識的應用能力，豐富學生的課余生活，培養學生的創新意識、創新能力，鍛煉學生的動手能力，提升科學素養，培養學生小組合作意識，展示學生在學習生活中的創新成果，教師可以按照項目要求，制訂出行之有效的比賽獎勵方案，如“邕寧高中高一、高二生物‘真核細胞模型制作’比賽獎勵方案”，舉辦的比賽活動，獎勵方案如下：

１． 模型制作：各班以宿舍為單位分工合作，制作一個真核生物細胞模型（材料學生自備）。

２． 評委成員：高一、高二的生物教師與高一、高二各班的生物課代表。

３． 獎勵：高一/高二：一等獎占１０％（共１０名），二等獎占２０％（共１８名），三等獎共占７０％（共２８名）。

４． 獎品：一等獎每個成員：獎勵一支水性筆（配２只筆芯）＋一本筆記本；二等獎每個成員：獎勵一本筆記本；三等獎每個成員：獎勵一支水性筆（配２只筆芯）。

其次，教師擬定學生通知書，向高一、高二的學生發放比賽活動通知，通知書上寫明，學生提交的模型作品需統一按照班別、宿舍號和作品名稱的格式標注，號召各宿舍積極參與活動。

最后，教師對作品進行評比，搭建展板和展臺，展覽優秀作品。展板上張貼獲獎名單，以公示和表彰：展臺上分區域擺放一、二和三等獎優秀作品，供全校師生觀看。

（二）實施“色素的提取和分離實驗改進創新”項目

１． 教師提前一個星期為學生布置項目任務，將全班學生分成８個小組，每個小組大約有６～７個成員，小組分工合作，從實驗材料準備、提取分離裝置和提取分離方法３個環節，嘗試對課本的實驗進行改進和創新，要求制作ＰＰＴ課件，在上課時演示分享成果。

２． 上課時學生分享實驗方案，鼓勵創新

有些小組從實驗材料、畫線方法兩個方面分享了實驗改進、創新方案及預期結果。實驗材料包括蔬菜類（如菠菜、紅薯葉和紅莧菜等）和校園植物類（如金邊冬青衛矛、吊竹梅等）；畫線方法包括硬幣蘸取畫線、蓋玻片蘸取畫線和載玻片蘸取畫線。教師對其進行點評總結，鼓勵學生進行創新。

有些小組從提取方法、層析液成分和分離裝置３個方面分享了實驗改進、創新方案及預期結果。提取方法選擇壓葉法提取法，具體做法是：在長形濾紙條的一端放上葉片（上表面朝上），用載玻片在葉片上直接壓印，即可獲得一條深綠色的濾液細線；也可以在圓形濾紙片的中心處放上葉片（上表面朝上），用試管口在葉片上直接壓印，即可獲得一個深綠色的濾液圓圈。

層析液成分由課本的“石油醚∶丙酮：苯＝２０∶２∶１”改進為“石油醚∶乙酸乙酯＝９∶１”，因丙酮、苯含有毒性，改善后的層析液不但安全，而且效果明顯。分離裝置改進為有蓋的塑料類，比如倒扣的兩個塑料杯，中間插入一根吸管，用于懸掛、固定住長形濾紙條；另一種裝置是在有蓋的塑料盒內放入３個直徑略小于塑料盒直徑的圓形濾紙，用濾紙卷將３個圓形濾紙從中心處串連起來，在塑料盒下方開一個小孔，插入吸管，用于注射和回收層析液。學生分享后由教師進行點評總結，鼓勵創新。

３． 學生進行實驗操作，大膽創新

將學生分成８個小組，每個小組分工合作，進行實驗操作，教師關注學生，巡堂觀察，引導學生思考、分析會產生的問題。

４． 分享實驗結果，進行成果匯報

由小組代表上臺展示、分析實驗結果，組織學生并分析、討論在實驗過程中出現的問題。多數小組的分離結果是在長形濾紙條上方出現了４條色素帶，從上到下分別是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素ａ（藍綠色）和葉綠素ｂ（黃綠色），有一個小組的分離結果是在３個圓形濾紙片上同時出現了４個圓圈，從外到內分別是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素ａ（藍綠色）和葉綠素ｂ（黃綠色）。教師傾聽學生的分享，并進行點評。

５． 小組填寫調查問卷，進行考核評價

６． 教師總結，課外延伸

教師需要肯定每組的實驗，解疑在實驗過程中遇到的問題，出現失敗組別（第七組），鼓勵學生認識到“實驗失敗是正常的，貴在分析原因和總結”。并鼓勵學生進行課外延伸，對色素吸光裝置進行探索和創新。

三、考核評價

（一）評價“真核細胞三維結構模型的制作”項目

教師可采用模型評價表，對學生的項目進行問卷或觀察打分評價：

１． 模型評價表主要由科學性（４０分）、正確性（２０分）、藝術性（２０分）、材料性（２０分）和評價等級（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）５部分組成，根據評價表項目，進行打分評價。

２． 問卷打分評價：采用填寫問卷的形式獲取對項目的評價。問卷星作為一個專業的免費在線問卷調查、測評和投票平臺，支持分類統計、交叉分析、平板填寫和微信群發，與傳統的調查方式和其他調查網站、系統相比，具有快捷、易用和低成本的明顯優勢。教師借助網絡平臺發送問卷星二維碼鏈接，讓評委成員掃描登錄問卷界面，填寫基于模型評價標準設計的調查問卷，在線上進行自評與互評、打分并提交，系統自動收集學生的評價信息，教師可以及時查看評價結果。

３． 觀察打分評價：評委成員對著實物模型邊觀察、邊在模型評價表上進行打分評價。

教師通過開展項目式教學比賽活動，組織學生制作真核細胞模型，一方面，可以更好地了解學生對真核細胞中各種結構的掌握程度，總結真核細胞的結構知識，幫助學生全面復習第三章的知識點。另一方面，擴大了學生之間相互學習與交流的范圍和深度，提高了學生參與的積極性，發揮了學生的創造潛能，為學生創造了自我反思與自我認知的機會，提升了學生的評價能力；同時還鼓勵學生在活動中學會欣賞和學習他人的長處，讓學生在評價中提高了實踐動手能力，極大地促進了學生核心素養的發展。因此此類項目式教學模式得到了有效應用，具有推廣的價值。

此項目式教學模式適用于所用的模型制作教學，如生物膜流動鑲嵌模型、減數分裂過程中染色體的變化模型和ＤＮＡ分子結構模型等。

（二）評價“色素的提取和分離實驗改進創新”項目

１． 作品評價表主要由團隊協作（２０分）、實驗材料改進創新（２０分）、提取裝置方法（２０分）、分離裝置方法（２０分）、ＰＰＴ課件演示（２０分）和總分（１００分）６個元素組成，根據評價表項目，進行打分評價。

２． 由于實驗創新類項目必須在課堂教學中進行考核評價，而受到時間和教學進度的限制，通常采用填寫問卷調查的形式進行評價收集。教師可以借助網絡平臺發送問卷星二維碼鏈接，讓學生掃描填寫基于項目作品評價標準設計的調查問卷。各組代表從團隊協作（２０分）、實驗材料改進創新（２０分）、提取裝置方法（２０分）、分離裝置方法（２０分）和ＰＰＴ課件演示（２０分）和總分（１００分）６個方面，對作品進行自評與互評、打分并提交，系統自動收集學生的評價信息，教師可以及時查看學生的評價結果。

教師通過開展項目式教學，組織學生開展“綠葉中色素的提取和分離改進創新”項目，一方面，有助于學生理解光合色素的種類和作用、加強學生對光合作用的理解和掌握，培養學生提取、分離和觀察葉綠體中色素的技能。另一方面，學生通過對實驗的改進創新，提高了自身的動手能力，而且發揮了自身的創新潛能，拓寬了實驗的深度、廣度，使操作簡單、效率高和省材料，實現了垃圾的回收利用，密閉性好，符合綠色環保的要求。同時達到了多方式呈現分離結果的目的，極大地發展了學生的核心素養。因此此類項目式教學模式得到了有效應用，具有推廣的價值。

此項目式教學模式適用于教材實驗的改進創新教學，如檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質，探究植物細胞的吸水和失水，觀察植物細胞的有絲分裂等。

四、結語

在項目式教學過程中，教師一定要密切關注學生學習和討論的方向，避免學生的討論內容脫離了實際和預定的方向。項目式教學需要為學生安排充足的時間，包括課后和課堂上完成項目的時間，這會對教學進度產生一定的影響，需要教師合理地把控。此外，項目式教學對學生解決學科問題的方式和學科思維的培養是循序漸進的。目前的項目式教學探索，常常在意學生生物知識的遷移和提升，希望學生在完成了一個項目的學習后，能把核心的知識和能力遷移到其他領域的問題解決中。然而在某些項目學習完成后，學生無法馬上“兌現”能力和思維的遷移。此時，教師可以對項目學習的過程進行“復盤”，梳理、解決類似問題的過程。

綜上所述，在這場為未知而學習、為未來而學習、為學會而學習和為創造而學習的教育變革中，基于項目的教學方式脫穎而出。項目式教學模式以學生為主體，教師起引導的作用，教師和學生在實踐中，經歷了與以往完全不同的學習過程：設置項目任務、精心策劃項目流程、小組合作學習實施項目以及考核評價，這才是核心素養視角下真正意義上的項目式教學。項目式教學是一個改變學習方式的生動實踐過程，在進一步深化教育體制改革的今天，需要做到把“知識為本”轉化成以“核心素養為本”的教育模式，這也使項目式教學成為最能體現核心素養導向的教學形式之一。項目式教學更需要教師做好備課等相關工作，從整體的戰略角度合理地規劃教學，讓學生完成項目，不但有助于學生深度理解所學的知識，而且能夠培養學生的學習能力和綜合素質，促進學生核心素養的發展。因此教師應該巧用項目式教學模式，深化高中生物的實驗教學的改革與發展。

參考文獻：

［１］ 張靜． 基于翻轉課堂的項目式教學模式研究——以高職《旅行社管理》課程教學為例［Ｊ］． 教育教學論壇，２０１７（１８）：２４９－２５０．

［２］ 吳桂容，何彩梅． 項目教學法在生物工程專業普通生物學教學中的應用［Ｊ］． 高教論壇，２０１６（０８）：４２－４３．

［３］ 李亞文，吳曉云． “以學生為中心”的項目式教學在自動控制原理課程中的研究［Ｊ］． 高師理科學刊，２０２１，４１（０３）：９４－９８．

（責任編輯：羅" 欣）