項目化學習在高中生物學單元教學和作業設計中的實踐研究

蔡東玲

摘? 要：大單元教學以大概念為引領整合生物學知識，進行教學設計，構建高效課堂，通過項目化學習，探索大單元教學和作業設計的新模式。文章以“探尋基因的足跡”為項目主題，基于大概念通過問題驅動開展探究活動，找到解決問題的方案，注重核心知識的整合，尊重科學和科學史，創設真實的探究情境，關注社會熱點，重視實踐應用，在解決問題中提高學生的關鍵能力。

關鍵詞：生物學；項目化學習；單元教學；作業設計；核心素養

項目化學習是當前教育發展的一個重要趨勢，是一種在特定的學習情境中以問題為導向的學習方法，以學生為主體，把教學重點轉化為項目主題。注重培養學生在面對困難和挑戰時，主動探究并解決問題的能力；注重知識的再建構和思維的遷移；注重實踐性、探究性，能夠做到學以致用；學生以小組合作的方式完成基于真實情境設置的任務，展示自己的問題，以及研究的過程、方法和成果，有效促進學生核心素養的發展。

本文以“探尋基因的足跡”為項目主題，闡述基于項目化學習的單元教學和作業設計。聚焦生物學大概念，確定單元主題，依據《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《標準》）和教材，結合學情確定項目化學習內容，以驅動性問題設置子課題，制訂方案和計劃進行探究實踐，小組匯報成果，交流分享，反饋評價。

一、確定項目主題

1. 項目背景

“探尋基因的足跡”這一項目出自人教版《普通高中教科書·生物學》必修2第1章 ～ 第5章的相關內容。圍繞基因是如何發現的、基因在哪里、基因是什么、基因如何行使功能、基因在代代相傳的過程中會發生哪些變化，以及這些變化會對生物產生怎樣的影響等問題展開項目化探究學習活動。

在高三的二輪復習中開展“探尋基因的足跡”這一項目，學生經過了一輪復習，在熟練掌握基礎知識的前提下，深入挖掘教材中的隱性知識，通過科學家的故事、科學家訪談、生物技術進展、科學·技術·社會、生物科學史話、與生物學有關的職業等欄目，關注社會熱點問題，并引導學生在解決問題的過程中拓展知識的廣度和深度，加深對核心知識的理解，發展生物學核心素養。

2. 項目化學習目標

“探尋基因的足跡”這一項目對應《標準》中的大概念：遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳。基于《標準》和學情，筆者圍繞大概念進行大單元主題教學和作業設計，本單元項目化學習目標如下。

生命觀念：通過總結基因的結構與功能，基因如何控制蛋白質的合成，進而控制生物性狀，基因的傳遞和變化與性狀的遺傳和變異之間的關系，強化生命的物質觀。

科學思維：根據知識之間的內在聯系構建思維導圖，培養歸納和總結的思維能力。

科學探究：對教材實驗和習題實驗進行探究、創新和拓展，討論實驗材料的選擇、實驗流程的設計、對實驗結果的分析，領悟科學方法，提高科學探究能力。

社會責任：關注社會熱點，深入挖掘教材隱性知識，把所學的生物學知識應用于具體的生活中，能夠辨別偽科學，傳播科學的生物學知識，應用于生產實踐，密切關注和積極參與相關生物學議題的討論，提升社會責任感。

3. 項目流程

聚焦生物學大概念—確定單元主題—以驅動性問題設置子課題—制訂方案和計劃—探究實踐—小組匯報、交流分享—反饋評價。

二、設計項目任務，驅動學習

新高考命題突出對新課標、新教材內容的準確把握，注重對學科基礎知識的扎實掌握；尊重科學和科學史，考查學生對教材中相關內容的理解；注重創設真實的問題情境，考查學科核心素養；注重實踐應用，關注社會實際問題，重視在解決問題中考查實踐能力、創新思維、科學探究、歸納概括、演繹推理等素養。結合單元項目化學習目標，拆分為以下子課題。

通過大概念學習，幫助學生形成生命觀念，注重對主干知識和大概念的掌握，回歸教材，構建知識之間的聯系，反思、總結所學知識，有利于培養學生歸納總結的思維能力。據此，筆者設立子課題1：構建思維導圖——形成知識體系。

遺傳從本質上說是基因的代代相傳，可遺傳的變異從本質上說是生物體基因組成的變化。對于此項目內容，圍繞人類認識基因之路“基因是如何發現的—基因在哪里—基因是什么—基因如何起作用—基因在代代相傳的過程中會發生哪些變化—這些變化對生物會產生怎樣的影響”展開。在教學過程中，要注重對生物科學史和科學本質的學習。本項目以人類對基因的本質、功能及現代應用的研究歷程為主線展開，通過講好科學家的故事，重走科學探索之路，學習他們熱愛科學，鍥而不舍，敢于挑戰傳統觀念的科學態度和科學精神。據此，筆者設立子課題2：講科學家的故事——重走科學探索之路。

新高考命題更加重視創設真實的問題情境，密切關注和積極參與相關社會議題的討論，注重培養學生的社會責任意識。研究性學習注重引導學生關注社會熱點，如生物學前沿科技成果，諾貝爾生理學或醫學獎，目前正在流行的或危害人們健康的相關疾病，臨床上的重大突破，環境保護和生物安全等，鼓勵學生積極投身生態文明建設，宣傳和踐行健康生活理念。對此，要引導學生進行調查和搜集資料，對資料進行加工，對問題進行辨析、評價和批判性思考，嘗試將這些情境與知識相聯系，把所學知識應用于生產、生活實踐，解決生活中的實際問題，最后形成研究性學習報告，培養學生獲取處理信息、綜合遷移運用能力。據此，筆者設立子課題3：研究性學習——關注社會熱點。

實驗與探究、創新與應用結合也是新高考命題的特點，注重考查學生的思維品質和學科素養。生物實驗是學生運用學科知識、獲得基本技能、發展思維方法的重要載體，是發展思維品質、形成實踐能力、培養創新能力的良好途徑。對此，要引導學生對教材中的實驗進行探究、創新和拓展，提高科學探究能力。據此，筆者設立子課題4：科學實驗探究——教材實驗的改進、探究。

三、項目探究實踐，成果展示

項目學習小組以作品的形式展示研究成果，如研究報告、模型、照片、實驗視頻、實驗報告、手繪思維導圖、表格等。在展示、交流過程中，小組之間相互學習、觀摩、交流、互評，培養學生對問題進行辨析、評價、批判性思考的能力。

子課題1：構建思維導圖——形成知識體系。

系統梳理知識點，整合知識點之間的聯系，構建知識體系，才能深刻理解核心概念。筆者引導學生閱讀教材內容，熟練掌握名詞性概念、結論性語句，理解生物學大概念、重要概念和次位概念，熟練掌握生物學基本實驗的原理和方法。通過構建思維導圖，培養學生的歸納、整理和總結能力，幫助學生完善知識體系，把掌握的知識系統化、網絡化，提高解題能力，這也是對學生思維的一種鍛煉。筆者引導學生在閱讀教材的基礎上按照自己的想法構建思維導圖，在課堂上展示，學生相互討論，教師點撥、評價，進一步完善。

子課題2：講科學家的故事——重走科學探索之路。

沿著科學探索之路，搜集孟德爾、約翰遜、薩頓、摩爾根、格里菲思、艾弗里、赫爾希和蔡斯、沃森和克里克、梅塞爾森等科學家的資料，了解科學家的故事、研究材料、研究方法和主要成果等，對材料進行分析、歸納和整理，沿著科學家的腳步，感受科學探索的歷程，學習科學方法、科學態度和科學精神。項目小組以表格（表1）的形式匯報子課題2的研究成果。

子課題3：研究性學習——關注社會熱點。

筆者結合單元內容設置以下研究性學習內容：關注生物技術進展，搜集資料，了解基因組編輯技術的研究進展，意識到現代科技是一把“雙刃劍”；查閱資料，分析細胞發生癌變的原因，遠離致癌因子，選擇健康的生活方式；關注什么是精準醫療；了解基因檢測的利與弊；關注人類遺傳病的檢測和預防手段，關注遺傳病給社會和家人帶來的危害，做好人類遺傳病預防的宣傳工作；根據DNA的特異性和多樣性，了解DNA指紋技術的實踐應用，注重與社會之間的聯系，提升社會責任。癌癥免疫療法是目前治療癌癥的熱點話題，研究成果及流程如下：癌癥產生的原因及癌癥的預防—傳統治療方法的效果及局限性—免疫療法的分類及原理—成功的案例—免疫療法面臨的挑戰—免疫療法未來的發展方向。

子課題4：科學實驗探究——教材實驗的改進、探究。

在熟練掌握教材實驗原理和實驗方法的基礎上，學生不僅要親自動手做實驗，還要從多角度考慮實驗。對于教材實驗，要多問幾個為什么，思考有沒有其他的操作方法，換用另外一些儀器或材料能不能做同樣的實驗，把驗證性實驗改成探究性實驗是否可行，從而增強對實驗原理的深入理解。開展科學實驗探究目的是注重創設新情境，開展新探究，激發學生學習的主動性，真正讓學生“動”起來，引導學生對教材實驗、科學史中的經典實驗、習題中遇到的實驗進行探究、創新、改進和拓展，尤其是從經典實驗中體會科學研究方法、材料選擇、不同學科合作的重要性，理解科學、技術和社會之間的關系。

四、開展反饋評價，升華項目

評價過程要重視和發展學生的潛能，激發學生的積極性和主動性，檢測學生核心素養的發展水平。評價方式主要包括過程性評價和結果性評價。過程性評價注重課題內容的創新性、實驗方案的科學性和可行性及小組成員的參與情況；結果性評價注重學生獲取、處理信息的能力及作品展示方式等。教師按照表2的評分標準對項目化學習小組進行評分，評選優秀項目化學習小組。

總之，項目化學習本質上是一種學習，而不是一個項目。對于學生而言，意味著一種經歷和成長，注重自主性、體驗性和合作性，要開展真情境、真實踐和真探究。為此，教師應該基于核心素養的培養要求去審視、設計和實踐項目，從而將被動學習轉化為持續的學習實踐。

參考文獻：

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