項目化學習下的初中生物學實驗教學路徑

實驗是科學研究的重要組成部分，也是驗證科學理論與規律的主要方式，任何一種科學猜想在被提出后，都需要經歷無數次成功的實驗才能得到驗證，而這無數次成功的實驗是支撐這一猜想后續研究的重要參考和關鍵依據。從教育角度出發，學生對抽象科學知識的理解也可以通過開展實驗教學來解決。教師既可以選擇開展演示實驗來引導學生觀察科學現象，也可以選擇開展動手實驗來引導學生經歷實驗過程，綜合學生的認知規律和學習規律來看，在實驗中的觀察和體驗往往能為學生留下更深刻的知識印象。本文對項目化學習下的初中生物實驗教學的路徑進行了探究。

一、初中生物實驗教學的開展現狀

新時代的教育圍繞著學生核心素養的培養展開。核心素養既是教育的關鍵詞，又是每個學生都應具備或形成的素養和能力。自然科學各分支學科的核心素養明確提到了科學探究與實驗，所以實驗教學在中小學階段收獲了越來越多的關注和重視，被規劃進了中小學科學及各科學分支學科的課堂教學中。但綜合實踐來看，初中生物課堂上實驗教學的開展仍然存在著一些問題，主要有兩個方面，一個指向學校設備設施的建設，另一個指向教師對教學的理解。

（一）部分學校的實驗設備不全或老化

科學實驗需要用到專業的實驗設備和專門的實驗材料，還需要在專門的實驗室里開展，即實驗教學的有效開展與否，在很大程度上要看學校提供的硬件是否能滿足要求，尤其是那些相對復雜的實驗。因此，初中生物實驗教學效果達不到理想的一個關鍵原因就是學校的硬件條件達不到要求，部分學校的實驗設備存在著不全或者損壞、老化的問題，一堂實驗課真正能操作實驗的學生相對較少，而沒能操作的學生就很難沉浸到學習中。

（二）部分教師的教學理解落后或失衡

1.對實驗教學形式的設計太單一

在實驗教學中，實驗是教學的內容主體，教師需要將實驗貫通教學始終，但卻不能只用實驗的方式來推進教學。圍繞著既定的實驗，教師可以設計形式不一的教學活動，用以引導學生的深入探究和多元思考。但在初中生物課堂上的實驗教學卻常因為教師對教學的理解落后而顯得形式單一。部分教師沒有及時更新自己的教學理念，在開展實驗教學活動時鮮少依據學生的實際反饋來調整教學活動，難以達成理想的教學效果。

2.對實驗教學時間的安排不合理

生物這類學科的教學主要由兩個部分構成，即理論教學和實驗教學。理論教學是指對教材中提及的科學知識的分析和講解；實驗教學是指基于演示實驗或動手實驗的探究實踐，前者重知識建構，后者重認知建構和能力鍛煉。從培養學生核心素養的角度出發，理論教學與實驗教學的科學搭配是達到最理想教學育人效果的關鍵。但綜合初中生物課堂上的實驗教學實踐來看，還有相當一部分教師存在著教學理解失衡，導致了實驗教學時間安排不合理。

二、初中生物實驗教學中常見的項目化學習類型

項目化學習是契合新課標的一種學習模式，以項目為載體，學生為主題，由學生小組主導開展和推進，注重學生主觀能動的體現，也注重學生真實的感知體驗。項目化學習既能為學生提供更大的探究空間和更多的探究機會，又能幫助學生更快速和更高質地完成對課程知識的理解、積累和遷移，所以開展項目化學習成為教師在教學實踐中的第一選擇。綜合生物實驗教學的特征和需求來看，初中生物實驗教學中常見的項目化學習活動就包含模擬式、建構式、問題式、數字式的四種類型。

（一）模擬式項目化學習

立足實驗教學的模擬式項目化學習建立在對實驗環境的模擬上，學生需要綜合具體實驗的需要來建造一組存在對照關系的實驗模擬環境。例如，在通過實驗探究“雨對種子萌芽的影響”時，學生需要以雨為變量，模擬出兩到三個不同的實驗環境，一個環境中有雨，另一個環境中無雨；或者一個環境中雨量稀少，一個環境中雨量適中，另一個環境中雨量偏大；還可以是一個環境中下正常的雨，一個環境中下酸雨，通過模擬來突出實驗結果的差異。

（二）建構式項目化學習

立足實驗教學的建構式項目化學習注重學生的自主學習，教師需要借助建構式的項目化學習活動來引導學生對重難點知識或核心問題的探究，或教師需要利用項目化學習活動來引導學生對實驗相關的生物知識的建構。例如，在通過做實驗的方式引導學生探究“植物的光合作用”時，教師就要串聯一系列關聯的小實驗，包括觀察性實驗“綠葉植物細胞結構的觀察”“綠葉植物細胞中葉綠體的觀察”和驗證性實驗“綠葉在光下產生氧氣”。

（三）問題式項目化學習

立足實驗教學的問題式項目化學習是建構在問題之上的項目式學習活動，由問題統領，以問題為主體，還能用問題來驅動學生的實驗操作和觀察探究。綜合學生認知與思維發展的規律來看，合理的提問和科學地引導學生提問是對學生實驗成功率的一種保障。教師可以用問題來引導學生下一步的實驗探究或實驗操作，而不管是教師提前設定好的問題，還是學生基于實驗中的操作生成的問題，都能驅動學生在實驗中進一步探究科學。

（四）數字式項目化學習

立足實驗教學的數字式項目化學習是最能體現信息時代教育特征的項目式學習活動。在當今經濟快速發展，科技在經濟的帶動下持續更迭進步的時代，各個行業和領域都深入推進信息化、數字化和智能化的改革。許多先進的信息技術和信息設備都被引入課堂，多媒體、互聯網、大數據、人工智能、虛擬現實等成為教學的重要輔助。在這些科技的賦能下，課堂上的實驗教學迎來了新發展，教師可以借助信息技術和設備來彌補學校實驗硬件的不足，為學生的項目化實驗探究帶來新的活力。

三、項目化學習下初中生物學實驗教學的開展路徑

受主觀或客觀因素的影響，初中生物課堂上的實驗教學并沒有取得十分理想的教學效果，雖然大部分教師都有意識地在理論教學的間隙穿插了實驗教學，但要么因為學校沒有充足的條件支撐所有學生親自動手實驗；要么因為教學時間的安排過于緊湊而無法開展動手實驗；要么因為教師將實驗教學片面理解成課堂上的演示實驗。學生未能在實驗教學中充分展現出自己的主觀能動性，也沒能在親自動手操作實驗中積累足夠的認知和經驗。基于此，初中生物教師在項目化學習的框架下開展實驗教學時，要立足生本原則，在引導學生自主實驗、自主探究的目標下，從科學定位項目化學習主題開始，逐步完成對項目化學習目標的科學定位和項目化學習探究、評價的科學組織，以建構更完整的項目化實驗教學體系，助推實驗教學的有效開展。

（一）立足教材，聯系生活，科學定位項目化學習主題

對項目化學習活動的設計需要從定位主題開始。為了有效開展實驗教學，項目化學習設計可以從篩選實驗開始，項目框架下的實驗教學需要圍繞某個實驗或某些關聯的實驗展開，且這些實驗應與教材中的知識緊密關聯。所以，教師就要先以教材為立足點，聯系與該實驗關聯的生活現象或事物來定位項目化學習的主題。

以五四制魯教版初中生物六年級上冊第二單元第一章第一節“植物細胞”的教學為例，生物學是研究生命現象與生命活動規律的科學，而細胞就是構成生命的基本單位，所以學生對生物的學習需要從細胞開始，植物細胞是生活中最容易提取到的細胞。在植物細胞相關的知識中，細胞的結構是最基礎、最重要的一部分內容，也是最適合進行觀察實驗的教學內容。所以，在項目化學習下開展實驗教學時，教師可以圍繞“觀察植物細胞的結構”的實驗來設計項目化學習活動，并將項目化學習的主題設置為“對植物細胞結構的觀察和探究”，用以引導學生自己設計實驗和開展實驗。相對其他教學模式，項目化學習尤其尊重學生的主體地位和主體價值，教師需要將項目探究的主導權完全交給學生，讓學生主導項目式的實驗設計和操作。綜合教材與生活的主題定位是對學生的一種指導和對實驗的一種保障，能提升項目式實驗探究的成功率和有效性。

（二）立足學情，著眼發展，科學定位項目化學習目標

規劃教學目標是設計項目化學習活動的第二步，如果主題在項目化探究中起到的是統領作用，那么目標在項目化探究中起到的就是導向和驅動作用。科學的目標定位不僅能為學生的項目探究指引正確方向，還能為學生提供源源不斷的驅動力量。對此，教師要以學情為立足點，以促進學生發展為追求，完成對項目化學習目標的科學定位。

以五四制魯教版初中生物六年級上冊第二單元第一章第二節“動物細胞”的教學為例，對動物細胞的探究也要建立在觀察性實驗上。“觀察人的口腔上皮細胞”是初中生物學科中一個十分重要的實驗，學生需要先取用自己的口腔上皮細胞來制作一個臨時裝片，再通過顯微鏡來放大臨時裝片中的人類口腔上皮細胞，以觀察其結構和繪制結構簡圖。在圍繞“觀察人的口腔上皮細胞”的實驗開展項目化學習活動時，教師要立足學生對于科學探究和生物實驗的理解，結合其既有的知識、能力以及期望獲得的知識和能力，來定位項目化學習的目標，如“綜合生物觀察實驗的基本步驟來完成對這一觀察性實驗的整體設計；結合實驗中的觀察來繪制人類口腔上皮細胞的結構；以人類口腔上皮細胞的結構為參考推測動物細胞的基本結構；對比植物細胞的結構來說明動物細胞的特性”。在項目化學習的視角下，教師對學習目標的設計需要體現多元性，以便能引導學生在項目中深入探究與發散思考。

（三）立足實踐，突出體驗，科學組織項目化學習探究

實驗教學是具備實踐性的教學活動，項目化學習是能體現生本性的教學活動。所以，項目化學習下的生物教學應兼具實踐性和生本性，即注重引導學生的實踐和關注學生的體驗，讓感知和體驗成為學生學習的輔助。在這樣的需求下，教師就應以實踐為立足點，以引導學生的體驗為落腳點，科學組織項目化的學習探究。

以五四制魯教版初中生物六年級上冊第二單元第二章第三節“植物體的結構層次”的教學為例，這一節中包含一個觀察性實驗，即“觀察番茄果實中的幾種組織”。教師需要引導學生分別制作番茄表皮、番茄果肉和番茄筋絡的臨時裝片，并利用顯微鏡完成對三種臨時裝片的對比式觀察。在項目化學習視角下，教師可以設計一個以“以番茄為對象探究植物體結構層次”的實驗項目，以引導學生對番茄果實中三種組織的觀察和認識。在立足實踐、突出體驗的項目探究中，教師可以先向學生提出思考問題“為什么要分別選用番茄的表皮、果肉和筋絡來作為觀察對象”，用問題引導學生對實驗目的的思考，或者可以向學生提出思考問題“在制作三種臨時裝片時應當如何取用實驗材料”，同樣用問題來引導學生對實驗步驟的思考。這種方式能提升學生對實驗的參與度，從而提升學生在項目探究中的體驗感和成就感。

（四）立足過程，展示成果，科學組織項目化學習評價

評價是教學活動的基本構成之一，通常在教學活動的收尾階段進行，能起到總結教學收獲和引導學生反思的作用，有時也會在教學活動的準備階段和實踐階段進行，用以指導后續教學實踐的調整。在項目化學習活動中，評價前還有一個展示項目成果的環節。在項目化學習下開展實驗教學時，教師還要立足過程，基于成果的展示來科學組織評價。

以圍繞“觀察番茄果實中的幾種組織”這一實驗設計的項目化學習活動為例，這一實驗是學生對植物體結構層次的探究，對以薄壁組織為主的番茄果實的觀察就能幫助學生了解植物的薄壁組織。除這一實驗外，教師也可以引導學生對植物根、莖、葉、果實、種子和其他主要組織的觀察，各學生小組也可以從植物的保護組織、輸導組織和機械組織中自選一種，參考對番茄果實的觀察來設計其他類型的觀察實驗，以進一步了解植物的結構層次。讓學生自選項目探究對象、設計項目探究計劃和開展項目探究實踐后，教師要為學生的自主探究搭建好展示舞臺，在評價項目化學習活動的完成質量前，先讓各學生小組選派代表來展示自己小組的項目成果，內容包括對項目的設計、實踐、思考和最終得出的結論，等到所有學生小組都完成對項目成果的展示后，教師才可以綜合學生在探究過程中的表現和最終提交的成果來評價項目化學習活動的質量。

四、結語

綜上所述，實驗教學在初中生物課程教學體系中的地位十分重要，但因為學校的硬件建設不完備或教師的教學理解不全面，在實踐中難以達成更理想的教學效果。教師需要更積極地將項目化學習等新的教學模式引入課堂，通過開展模擬式項目化學習、建構式項目化學習、問題式項目化學習或數字式項目化學習，引導學生的實驗操作和實驗探究。從結果上看，用科學實驗做主體開展項目化學習有助于實驗教學的有效開展，學生在實驗中的主觀能動性能得到更多的保障，認知積累和經驗積累也能實現提質和提速。所以，初中生物教師應立足教材、學情、實踐和過程，聯系生活定位主題、著眼發展定位目標、基于體驗組織探究以及綜合成果展示來組織評價。