項目式學習在初中生物學實驗教學中的實踐與思考

摘" 要：項目式學習強調知識的應用，促使學生實現“知道”與“做到”相結合。初中生物學實驗教學注重培養學生的知識應用能力，開展項目式學習能夯實學生的知識基礎，培養其思維能力，引導其運用知識解決實際問題，達成生物學核心素養培養目標。文章以初中生物學實驗教學項目式學習為研究對象，從項目式學習的方案設計、流程安排和成果評價三方面對具體的教學實踐方法展開探討，以期為初中生物學教師開展實驗教學提供參考。

關鍵詞：初中生物學；項目式學習；實驗教學

項目式學習是一種以學生為中心的教學方法，項目實施的過程也是學生合作交流、碰撞思維和解決問題的過程，是培養和鍛煉學生知識應用能力的有效途徑。項目式學習通常以項目確立為開端，以問題或現象為切入點，系統整合學科知識內容，組織學生以自主或合作探究的方式解決實際問題，達成項目目標，獲得豐富的學習經驗，強化對知識的掌握和應用。實驗是生物學學科教學中的重要構成，具有整合性和應用性的特點。立足初中生物學實驗開展項目式學習，能夠將教學集中于實踐維度，引導學生在系統性的學習中掌握運用生物學知識解決實際問題的方法，提升學科能力和素養，從整體上提高生物學教學質量。

一、結合實驗目標，設計項目式學習方案

項目式學習旨在推動學生從淺層學習向深度學習過渡、從單向思維向綜合思維升級。為此，教師要結合實際教學目標合理設計項目方案，為學生的項目式學習過程提供指導。在初中生物學實驗教學中，教師設計的項目式學習方案應該引導學生突破學習方法和思維模式的限制，在項目的驅動下對實驗活動展開持續性的探究學習，力求將基礎知識的講解與能力、素養的提升融合，引導學生在項目實踐中創新學習方法、提高思維能力。教師應該立足生物學實驗教學目標的具體要求，從項目確立、項目設計、項目實施、項目過程等方面入手，科學設計項目式學習方案，指導學生在完成項目的過程中掌握靈活運用生物學知識的方法，提升教學有效性。

例如，在教學北師大版《義務教育教科書·生物學》（以下統稱“教材”）七年級上冊“光合作用”這節課時，本節課實驗活動圍繞“植物的光合作用”展開，實驗教學目標為：了解綠色植物是通過光合作用制造有機物的；驗證綠葉在光下合成淀粉；借助實驗闡明光合作用的概念；掌握圍繞實驗課題設計實驗方案和操作實驗的方法。教師可以結合實驗目標，創建“探究綠色植物進行光合作用的重要性”實驗項目，引導學生通過實驗正確認識光合作用。在項目設計階段，教師要為學生準備實驗所需的材料，如綠色植物（天竺葵）、遮光與不遮光的玻璃罩一組（用以進行有光和無光的對照實驗）、蠟燭（用以檢驗光合作用是否釋放氧氣）、碘液（用以檢驗光合作用是否產生淀粉）等。在項目實施階段，教師要向學生講解實驗目的，鼓勵學生根據項目要求，合理搭配實驗材料，分別設計“探究植物進行光合作用是否釋放氧氣”“探究植物進行光合作用是否產生有機物”“探究植物進行光合作用所需的原料和場所”等不同的實驗方案，并著手進行實驗操作，觀察并記錄實驗現象，總結植物進行光合作用的重要因素、光合作用的概念和光合作用的產物。教師通過設計完整的實驗學習項目，引導學生在自主探究中獲得知識，并運用知識解釋生物學現象，有序開展初中生物學實驗項目式學習活動。

二、精心設計環節，優化項目式學習流程

1. 重構知識，以問題驅動指明項目式學習方向

項目式學習強調整合課程知識、引導實踐應用，教師應該引導學生重構與生物學實驗有關的知識，通過改變其對知識的認知模式促進其學習方法發生改變，使其更為積極地在項目式學習中探索知識的應用方法，解決項目問題。教師應該在了解學生學習需求的基礎上，利用具有啟發性的問題激發學生的項目式學習動機，使其在問題的點撥下明確項目式學習的要求，有方向地整合相關知識內容。這樣以問題引導學生開展動態化、系統性的學習活動，能夠通過重構知識打好項目式學習基礎，在探索中發現知識的創新應用方法。

例如，在教學教材七年級上冊“種子萌發形成幼苗”這節課時，通過梳理課程重點知識，教師提出“一粒種子是怎樣長成幼苗的？”“什么樣的種子萌發能形成幼苗？”“種子萌發需要怎樣的環境條件？”這三個驅動問題，作為開展實驗項目式學習的前提，幫助學生明確本次項目式學習的具體方向和研究目的。隨后，教師組織學生準備好浸泡過1天的菜豆種子和玉米種子、放大鏡、解剖刀、鑷子、白瓷盤、碘液等材料器具，開展“觀察種子的結構”實驗活動。通過解剖并觀察不同形態和類型的種子，學生記錄、自主總結和歸納“種子的結構”相關知識，了解種皮、胚根、胚軸、胚芽等概念，為后續相關實驗項目的開展打好基礎。在了解種子的結構后，學生可以開展“探究種子萌發的內在條件”實驗活動，先提出實驗猜想，再分別用完好種子、癟種子和損胚種子進行對照實驗，將其播種到同等條件的土壤中，觀察其萌發狀態，通過對比實驗結果，總結種子萌發的內在條件，并探究種子萌發的外部條件。通過實驗項目式學習，結合實驗現象和結果，學生得出“種子萌發不僅需要有發育成熟且完整的胚、足夠的供胚發育的營養儲備等內在條件，還需要有適宜的溫度、一定的水分和充足的空氣等外部條件”這一結論，通過實驗重構課程知識體系，提高學習效果。

2. 激活思維，以情境創設整合項目式學習資源

與傳統的學習方式相比，項目式學習需要學生具備較高的專注度和思維活躍度，致力于引導學生在項目式學習中與實驗活動有效互動，激活其實驗思維，激發其實驗興趣，激發其參與項目式學習的動力。教師可以利用信息技術手段，圍繞實驗課題創設項目式學習情境，以多種方式向學生呈現豐富的實驗內容與學習資料，使其更為全面地了解實驗項目的學習要求，并為項目式學習活動的高效開展提供支持。在情境中，學生與實驗內容深度交互，有助于學生發散思維，活用學習資源，完成實驗項目。

例如，在教學教材七年級下冊“食物的消化和營養物質的吸收”這節課時，通過“探究唾液對淀粉的消化作用”實驗活動，學生能夠了解人體消化食物的原理。實驗探究的生物學問題與學生的現實生活聯系緊密，教師可以就此創設如下實驗情境：借助多媒體設備向學生演示食物在進入人體后不同階段的消化程度，以趣味化的方式使學生直觀、形象地了解人體消化食物、吸收營養物質的過程，由此點燃學生對“人體是如何消化食物的”這一話題的探究熱情。同時，結合情境內容，教師向學生講解淀粉遇碘變藍的原理，使其思考如何設計實驗來驗證“唾液對淀粉是否有消化作用”，幫助其打開實驗設計的思維突破口。隨后，學生利用教師所提供的學習資料和實驗材料，對食物在口腔內的消化過程展開實驗探究。學生通過思考，選擇饅頭作為實驗對象，切成大小相同的兩塊，并將它們細細地切碎，分別放入裝有唾液和裝有清水的試管中，設置對照實驗。靜置一段時間后，分別向兩個試管中滴加碘液，觀察試管中的顏色變化，根據“淀粉遇碘變藍”這一學習資料給予的提示，驗證“唾液對淀粉是否有消化作用”。如此，在情境的引導下，學生能夠根據相關學習資料自主完成實驗項目的設計和實施，有助于鍛煉自主探究學習能力。

3. 過程協同，以任務布置明確項目式學習要求

圍繞初中生物學實驗開展項目式學習活動時，教師應該將項目式學習的要求融入具體的任務，通過設計層級式的項目學習任務，幫助學生厘清項目式學習各個階段和環節的具體目標，使其以任務要求為依據，制訂合理的項目式學習計劃，有序開展綜合性學習活動。任務是項目式學習活動中基礎知識和實際問題的結合體，教師需要以具有挑戰性的任務內容驅動學生發散思維、運用多種策略探究實驗問題的解決方法、以多樣性的任務要求鍛煉學生的多項學習能力，將任務作為凸顯項目式學習指向的工具，通過任務協同學生的項目式學習過程，提高項目式學習水平。

例如，在教學教材八年級上冊“動物行為的研究”這節課時，教師可以圍繞“用實驗法研究動物行為”這一實驗布置相關的學習任務，引導學生明確項目要求，厘清實驗思路，自主完成實驗設計與操作，科學研究動物行為，結合親身體驗總結實驗法與觀察法的區別。教師組織學生以“探究螞蟻的覓食行為”為本次實驗學習項目，并結合實驗內容布置如下任務。

任務1：在觀察螞蟻的實驗箱中分別放入不同的食物，提出實驗問題和假設。

任務2：觀察并對比實驗箱中不同食物附近聚集的螞蟻的數量，分析實驗現象并總結實驗結論。

任務3：結合本次實驗過程，思考實驗法與觀察法的區別。

結合上述任務要求，學生在實驗箱中分別放入面包屑、糖、辣椒醬、鹽等不同的食物，就此設置對照實驗，根據觀察到的實驗現象總結出“螞蟻喜歡吃甜的食物”這一實驗結論。結合親身經歷實驗設計和實施的過程，學生能夠認識到實驗法需要對觀察對象進行外部干擾或影響，即本次實驗中在實驗箱中放入食物的操作，而觀察法則無需對觀察對象施加任何影響。通過任務引導，學生了解了實驗法與觀察法的區別，且能夠根據具體要求選擇合適的方法進行探究學習。

4. 合作探究，以分組實驗達成項目式學習目標

項目式學習要求教師堅持以學生為主體這一原則，并倡導多主體合作的學習形式。初中生物學實驗項目式學習應該讓學生完整經歷運用基礎知識解決高階問題的實驗探究過程。為此，教師應該引導學生以實驗小組為單位，通過合作探究的形式研究生物學實驗課題，關聯和運用相關生物學知識解決實驗問題，實現學科知識的有效遷移運用，達成項目式學習目標。

例如，在教學教材八年級上冊“微生物在生物圈中的作用”這節課時，教師可以組織學生通過實驗模擬和觀察，了解微生物在生物圈中的作用。本節課實驗活動主要包括以下三個實驗。

實驗1：觀察微生物對有機物的分解作用。

實驗2：觀察微生物的固氮作用。

實驗3：觀察微生物發酵產生的氣體。

在項目式學習中，教師可以將班級學生分為A，B，C三個不同的實驗小組，并讓其分別操作實驗1、實驗2與實驗3，通過小組合作探究完成實驗，總結實驗結論并匯報，對微生物建立系統性的認識。在各小組開展實驗活動的過程中，教師要指導學生通過合作討論梳理與實驗有關的基礎知識，讓學生自主設計實驗活動，完成探究任務，在有效的交互中達成項目式學習目標。以小組A操作實驗1的過程為例，學生通過討論總結得出“腐生性微生物是生態系統的分解者”這一結論，并在掌握培養基操作方法的基礎上，設計將面包分別放入真菌培養皿和無菌培養皿中的實驗，觀察“微生物對有機物的分解”現象，加深對微生物分解作用的認識，在合作探究中鞏固基礎知識，運用知識解決實驗問題。

三、完善評價標準，評價項目式學習成果

科學的評價體系是初中生物學項目式學習模式中不可或缺的一環。項目式學習涉及的知識龐雜，教師需要采用合理的評價手段，客觀評價學生的項目式學習成果。實施初中生物學實驗項目式學習評價需要教師制訂完善的評價標準，選擇合適的評價方式，致力于打造動態的評價體系，提升項目式學習評價的可操作性，真實、客觀地反映學生的項目式學習狀態，從而實現多元評價、以評促學、以評促教。

例如，在教學教材八年級下冊“發酵技術”這節課時，圍繞“探究發酵食品的制作方法”這一實驗項目，教師可以明確如下評價標準：（1）能夠通過實驗觀察理解發酵過程中微生物的作用；（2）能夠根據實驗結論總結發酵技術的概念；（3）能夠結合實驗過程總結發酵食品的制作方法；（4）能夠結合實驗分析發酵過程中微生物的作用原理。在學生完成實驗項目后，教師采用教師評價與學生自評相結合的方式開展項目式學習評價活動。教師可以提問學生“本次實驗選擇制作的發酵食品是什么？采用哪種發酵方法？操作過程包含什么技術要點？”等問題，要求學生結合實驗過程作答，由此檢驗學生對“發酵技術”和“發酵方法”的理解和掌握程度。教師鼓勵學生總結反思，既要以發酵技術為核心，結合實驗內容歸納課程知識，又要圍繞實驗發散思維，嘗試由實驗延伸至發酵技術的應用領域和應用意義，通過實驗項目式學習與評價反饋，夯實學生的知識基礎，開闊學生的學習視野。

綜上所述，教師應該以學生為主體設計生物學實驗學習項目。通過結合實驗教學目標設計項目式學習方案；通過問題驅動、情境創設的方式科學導入學習項目；通過布置任務、分組實驗的方式鼓勵學生合作探究項目問題，挖掘基礎知識與實際問題之間的聯系，探索學科知識的實踐應用方法；通過制訂完善的評價標準，檢驗學生的項目式學習成果，有效提高學生的綜合學習能力。依托項目式學習活動，打造指向核心素養的初中生物學課堂。

基金項目：貴州省2022年教育科學規劃課題——基于項目式學習培育農村初中生生物學理性思維的實踐研究（2022B159）。

參考文獻：

［1］張伯林. 初中生物項目化學習的實踐指導方法［J］. 甘肅教育，2023（13）：88-93.

［2］張朝陽. 初中生物教學中項目驅動型教學法的應用分析［J］. 教育界，2023（18）：17-19.

［3］吳田廣. 初中生物實驗教學路徑研究［J］. 數理化解題研究，2022（29）：140-142.