基于大概念的高中生物項目式學(xué)習(xí)實踐研究

項目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)科知識體系為載體，通過問題解決，立足多元評價，致力于綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，將學(xué)與用融于同一過程的實踐性學(xué)習(xí)方式]。由此可見，項目式學(xué)習(xí)是促進核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要學(xué)習(xí)方式之一，符合課程標準的課程理念。在實施項目式學(xué)習(xí)過程中，為避免項目任務(wù)停留在淺層，鑒于課程標準提出課程內(nèi)容體系的設(shè)計和實施應(yīng)圍繞大概念構(gòu)建，我們應(yīng)以大概念為抓手，有效整合項目式學(xué)習(xí)的目標、內(nèi)容和過程。如此一來，不僅能夠促進深度學(xué)習(xí)，推動學(xué)科項目式學(xué)習(xí)向深層發(fā)展，還能實現(xiàn)知識的獲取、能力的培養(yǎng)、生命觀念的形成的融合發(fā)展，進而實現(xiàn)核心素養(yǎng)的有效培養(yǎng)。本文以“自然選擇促進生物適應(yīng)”項自式學(xué)習(xí)為例，開展基于大概念的項自式學(xué)習(xí)設(shè)計與實踐研究，以期為相關(guān)教學(xué)提供有益的參考和借鑒

一、大概念與項目式學(xué)習(xí)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)

2018年，教育部發(fā)布的《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）》中首次提出“大概念”一詞。課程理念明確指出，課程設(shè)計和實施應(yīng)圍繞大概念來構(gòu)建內(nèi)容體系，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，突出重點，明確學(xué)習(xí)要求，讓學(xué)生能夠深刻理解和應(yīng)用重要的生物學(xué)概念，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[2]。大概念處于學(xué)科知識體系的核心位置，不僅提供科學(xué)知識和觀念，而且蘊含著豐富的科學(xué)思想和方法以及與學(xué)科相關(guān)的人類智慧等內(nèi)涵，具有極其重要的育人價值[3]。大概念作為學(xué)科核心素養(yǎng)的具體體現(xiàn)，能夠為項目式學(xué)習(xí)目標提供素養(yǎng)導(dǎo)向。在課程標準中，大概念能夠整合下位概念、同級概念，并關(guān)聯(lián)具體實踐。基于此，在項自式學(xué)習(xí)中，可圍繞大概念對教材內(nèi)容進行重組，促進大概念的下位概念與相關(guān)事實、實例建立關(guān)聯(lián)，構(gòu)建“少而精”的知識體系。此外，項目式學(xué)習(xí)以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)，大概念的結(jié)構(gòu)性和系統(tǒng)性可以很好地整合項目式學(xué)習(xí)的目標、內(nèi)容和過程，成為優(yōu)化項目式學(xué)習(xí)設(shè)計的工具，有助于深化學(xué)生對所學(xué)知識的理解，提升學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

二、基于大概念的項目式學(xué)習(xí)設(shè)計與實施

人教版高中生物必修2第6章第2節(jié)“自然選擇與適應(yīng)的形成”涉及生物進化理論的學(xué)習(xí)。根據(jù)課程標準中的“學(xué)業(yè)要求”，學(xué)生應(yīng)能夠分析不同類型的證據(jù)，探討物種的進化，并能夠解釋生物的適應(yīng)是生物進化的結(jié)果。然而，在以傳統(tǒng)課堂講授法為主的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生雖能舉出生物適應(yīng)的例子，但在運用自然選擇學(xué)說進行解釋時，學(xué)習(xí)效果欠佳，較難領(lǐng)悟生物進化理論是不斷發(fā)展的，難以形成進化與適應(yīng)觀，這不利于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。針對生物進化理論的學(xué)習(xí)，筆者設(shè)計了“自然選擇促進生物適應(yīng)”項目式學(xué)習(xí)。通過創(chuàng)設(shè)真實問題探究和實踐情境的項目式學(xué)習(xí)任務(wù)，促使學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，推動思維向高階發(fā)展，進而促進核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。基于大概念與項目式學(xué)習(xí)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，“自然選擇促進生物適應(yīng)”項目式學(xué)習(xí)可從以下四個環(huán)節(jié)展開：項目內(nèi)容確定—聚焦大概念；項目情境創(chuàng)設(shè)—具象大概念；項目任務(wù)進階—建構(gòu)大概念；項目成果評價一深化大概念。

（一）項目內(nèi)容確定—聚焦大概念

根據(jù)課程標準中的概念體系結(jié)構(gòu)，大概念統(tǒng)領(lǐng)重要概念，重要概念的下位概念是次位概念。例如，大概念“生物的多樣性和適應(yīng)性是進化的結(jié)果”統(tǒng)領(lǐng)的重要概念包括“適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果”，對應(yīng)的教材內(nèi)容是人教版高中生物必修2第6章第2節(jié)“自然選擇與適應(yīng)的形成”，與這節(jié)內(nèi)容相關(guān)的次位概念有4個。依據(jù)課程標準的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求，本節(jié)教學(xué)設(shè)定明確的素養(yǎng)自標：學(xué)生應(yīng)能運用自然選擇學(xué)說解釋生物適應(yīng)性（生命觀念），論證和思辨進化理論和觀點在不斷發(fā)展（科學(xué)探究、科學(xué)思維），并通過調(diào)查和查閱資料，樹立人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)意識（社會責任）。基于以上素養(yǎng)導(dǎo)向中“運用\"“解釋”“論證\"“思辨”“認同\"等學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的描述動詞，在傳統(tǒng)以講授為主的教學(xué)模式中，由于課時時間有限，科學(xué)史情境的呈現(xiàn)簡單，導(dǎo)致學(xué)生思考與探討不夠深入，學(xué)習(xí)效果以識記為主要目標，難以達到課程標準中要求的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平。由此，筆者摒棄傳統(tǒng)以講授為主的教學(xué)模式，以“自然選擇促進生物的適應(yīng)\"項目式學(xué)習(xí)為載體，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的項目任務(wù)，讓學(xué)生在解決真實情境問題的過程中，通過深度學(xué)習(xí)，發(fā)展核心素養(yǎng)。“自然選擇促進生物適應(yīng)”項目式學(xué)習(xí)素養(yǎng)目標和概念體系如圖1所示。

對支撐大概念和重要概念的次位概念與教材內(nèi)容進行研究和關(guān)聯(lián)，既能夠?qū)⒋蟾拍钷D(zhuǎn)化成項目式學(xué)習(xí)的素養(yǎng)目標，又能夠?qū)⒏拍罨貧w到教材內(nèi)容中，由此建構(gòu)出達成項目式學(xué)習(xí)素養(yǎng)目標的概念體系。因此，要確定項目式學(xué)習(xí)的內(nèi)容，形成項自任務(wù)的設(shè)計思路，需做到整合與概念關(guān)聯(lián)的教材內(nèi)容，尤其要注重整合能夠提升思維訓(xùn)練的教材內(nèi)容。這樣才能把握教材內(nèi)容蘊含的深層意義，厘清知識之間的聯(lián)系，以及知識與實際生活的聯(lián)系。

教材整合思路一般有以下幾種：一是調(diào)換順序，二是拓展內(nèi)容，三是變換情境。例如，次位概念4 . 2 . 1～4 . 2 . 3 對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容為“探討枯葉蝶等的適應(yīng)性，分析適應(yīng)的特點”。教師可引導(dǎo)學(xué)生課外收集更多的生物適應(yīng)性的例子，拓展學(xué)習(xí)素材，啟發(fā)學(xué)生深入思考“自然環(huán)境在生物適應(yīng)中的作用是什么”。針對次位概念4.2.4，教師可將關(guān)聯(lián)的批判性思維訓(xùn)練的教材內(nèi)容重新調(diào)整順序進行整合，具體內(nèi)容包括：將“適者生存\"修正為“適者繁殖”；探討“工蜂不能繁殖后代，對進化無意義\"這一觀點；思考討論生物進化觀點對人們思想觀念的影響；調(diào)查“保護瀕危動植物是否會干擾自然選擇？”“人們生活在人工環(huán)境中，是否不再受到自然選擇的影響？”等問題。此外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，收集生物進化史上的重要事件和證據(jù)，如達爾文和拉馬克等的研究發(fā)現(xiàn)，以加深學(xué)生對自然選擇學(xué)說內(nèi)涵的理解，使其能夠科學(xué)解釋和分析生物適應(yīng)的相關(guān)問題。例如，通過實地考察和資料研究“人與自然和諧共處”這一課外拓展主題遇到的生物適應(yīng)的問題，給予學(xué)生充分感悟和體會的空間和時間，促進其自主合作，提升其解決問題的能力。教師要不斷剖析概念中的學(xué)科育人價值，反復(fù)推敲整合相關(guān)聯(lián)的教材內(nèi)容，明晰概念體系和主干問題，設(shè)計與概念相匹配的項目任務(wù)和項目成果產(chǎn)出形式，從而完成對大概念的深度理解和持續(xù)建構(gòu)。

（二）項目情境創(chuàng)設(shè)—具象大概念

在項目式學(xué)習(xí)中，提出真實的驅(qū)動性問題以開展項目任務(wù)至關(guān)重要。學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)中的思考和解決問題的方式與在真實生活情境中的相類似，因此，項目式學(xué)習(xí)中的問題解決思路可以遷移到現(xiàn)實生活中。抽象的知識，如生物進化理論的發(fā)展及其核心內(nèi)容，只有融入真實的問題情境，才能體現(xiàn)其意義和價值，激發(fā)學(xué)生的探索欲望。教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)蘊含大概念、學(xué)生感興趣且具有挑戰(zhàn)性的真實問題情境，使\"自然選擇促進生物適應(yīng)\"的相關(guān)概念在真實情境中得以具象化。例如，在開展“枯葉蝶等的適應(yīng)性\"探討活動時，教師創(chuàng)設(shè)了“運用VR技術(shù)，跨越時空進入廣西師范大學(xué)生物多樣性博物館，收集關(guān)于枯葉蝶適應(yīng)性的證據(jù)\"的情境。豐富的素材使學(xué)生能夠充分觀察，通過舉例歸納出“適應(yīng)性\"的概念，并分析說明“適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果”，進而對進化理論的學(xué)習(xí)產(chǎn)生強烈的欲望。對于“生物進化理論的發(fā)展\"這一主題，教師創(chuàng)設(shè)了“自主合作查閱網(wǎng)絡(luò)資源和閱讀書籍，求證并收集資料\"的情境。學(xué)生借此了解生物進化理論的發(fā)展歷程，掌握達爾文和拉馬克進化學(xué)說的核心觀點，并整理和制作“進化理論發(fā)展時間軸展板”以擴大交流。此外，通過開展“表觀遺傳學(xué)讓拉馬克回歸”思辨活動，學(xué)生體會到進化理論是不斷發(fā)展的。教師還充分利用高校資源，在廣西大學(xué)林學(xué)院教授的指導(dǎo)下，組織學(xué)生在南寧市金花茶公園科普館調(diào)查研究廣西對瀕危植物金花茶的保護措施。學(xué)生通過實地考察和查閱文獻，基于查找到的事實證據(jù)形成自己的觀點，撰寫調(diào)查報告。同時，學(xué)生通過查閱資料、討論交流，以論文或研究報告的形式向有關(guān)部門提出人與自然和諧相處的合理建議。在項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生完成真實的任務(wù)，解決真實情境中的問題，最終產(chǎn)出成果。如此一來，學(xué)生所學(xué)內(nèi)容與真實生活緊密相連，避免了知識學(xué)完后即被束之高閣的情況。學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情由此被點燃。這不僅有利于學(xué)生掌握和應(yīng)用知識，而且能顯著提升他們解決問題的能力。

（三）項目任務(wù)進階 建構(gòu)大概念

聚焦大概念，將相關(guān)概念與教材內(nèi)容關(guān)聯(lián)和整合之后，要達成相應(yīng)的“闡明”“舉例說明”“論證”“解釋”“批判”等高層次素養(yǎng)目標，仍需匹配相應(yīng)的項目任務(wù)。教師在“自然選擇促進生物適應(yīng)”項目式學(xué)習(xí)的真實問題情境中，按照課程標準中一至四級學(xué)業(yè)質(zhì)量標準，設(shè)計五個具有梯度的項目任務(wù)，使學(xué)生解決相應(yīng)關(guān)鍵問題，建構(gòu)大概念，促進素養(yǎng)目標的達成。這種聚焦大概念的進階式任務(wù)形式，可引導(dǎo)不同發(fā)展水平的學(xué)生逐級達成一至四級學(xué)業(yè)質(zhì)量。學(xué)生通過自主、合作和探究等學(xué)習(xí)方式完成項目任務(wù)，逐漸改變死記硬背、脫離實踐、只刷題不注重解決問題等不良學(xué)習(xí)方式。

例如，通過項目任務(wù)一“運用VR技術(shù)收集廣西師范大學(xué)生物多樣性博物館中生物適應(yīng)性的證據(jù)”，學(xué)生可以觀察豐富的標本，歸納和概括“適應(yīng)性”的概念和特點，不斷思考自然環(huán)境在生物適應(yīng)現(xiàn)象形成過程中的作用。通過項目任務(wù)二“制作進化理論發(fā)展時間軸展板”，學(xué)生可以了解達爾文和拉馬克進化學(xué)說的發(fā)展過程和觀點，收集自然選擇學(xué)說對生物進化中適應(yīng)的形成作出合理解釋的證據(jù)。完成項目任務(wù)二可使學(xué)生的思維水平進階到項目任務(wù)三的要求，隨即開展項目任務(wù)三“思辨活動：表觀遺傳學(xué)讓拉馬克回歸”。學(xué)生運用“表觀遺傳”的知識舉證、論證、批判，深化生物進化理論相關(guān)概念，解決關(guān)鍵問題“進化理論是不斷地在修正中發(fā)展的嗎？”。通過項目任務(wù)四、五的實地調(diào)查和查閱資料活動，學(xué)生針對關(guān)鍵問題“保護瀕危動植物是否會干擾自然選擇？”“人們生活在人工環(huán)境中，是否不再受到自然選擇的影響？”，找到事實證據(jù)形成自己的觀點，并撰寫調(diào)查報告或小論文，批判性思維得到訓(xùn)練。在“觀察，歸納一探討，取證一辯證，批判一實踐，論證\"進階式項目任務(wù)中，學(xué)生學(xué)會了自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，核心素養(yǎng)自然發(fā)展，逐漸建構(gòu)大概念“生物的多樣性和適應(yīng)性是進化的結(jié)果”。

（四）項目成果評價 深化大概念

大概念的建構(gòu)是一個漸進的過程。以大概念為核心深化學(xué)科知識體系，讓學(xué)生在問題解決中理解概念，形成項目成果，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。設(shè)計項目成果評價體系，能夠促使項目任務(wù)中的“教”與“學(xué)”的目標達成一致，促成項目式學(xué)習(xí)的\"教、學(xué)、評”一體化。

項目成果是學(xué)生在完成項目任務(wù)之后，對相關(guān)概念、情境中的背景知識及限制條件進行綜合分析、推理、再設(shè)計與創(chuàng)造所產(chǎn)生的學(xué)習(xí)成果，成果形式可以是一份報告，或一件實物等。教師可以通過項目成果等來評估學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)中對概念的掌握情況以及思維發(fā)展狀況，即實施項目成果評價。在契合真實問題情境的項目任務(wù)中，學(xué)生通過自主合作學(xué)習(xí)，綜合運用知識、技能和方法解決問題。只有在真實情境下讓學(xué)生運用某種或多種知識完成特定的任務(wù)，才能評估關(guān)鍵能力、必備品格與價值觀念。為了讓學(xué)業(yè)水平評價更科學(xué)、精準，教師參考彼格斯等人4提出的SOLO分類理論的認知水平劃分，將學(xué)習(xí)表現(xiàn)可視化、可量化，以便在教學(xué)過程中更好地評價素養(yǎng)目標的達成。基于SOLO分類理論的項目任務(wù)評價量表如表1所示。

在“自然選擇促進生物適應(yīng)”項目式學(xué)習(xí)中設(shè)計了五個項目任務(wù)，有五個項目成果產(chǎn)出，包括兩個概念學(xué)習(xí)成果—“適應(yīng)性概念學(xué)習(xí)成果\"（PPT展示）和“進化理論發(fā)展時間軸展板”，一個思辨活動成果—“表觀遺傳學(xué)讓拉馬克回歸”，一個實踐考查成果一“瀕危植物金花茶的保護”，一個研究論文或報告成果—“人與自然和諧共處”。可根據(jù)學(xué)生的項目成果表現(xiàn)和學(xué)習(xí)質(zhì)量表現(xiàn)評估是否達成課程標準的學(xué)業(yè)質(zhì)量。

例如，在項目任務(wù)二中，學(xué)生通過查閱資料以自學(xué)和合作學(xué)習(xí)的方式完成該任務(wù)，并以“進化理論發(fā)展時間軸展板\"作為項目成果產(chǎn)出。在收集資料的過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)拉馬克第一個提出進化學(xué)說，他徹底否定了物種不變論，為之后達爾文的進化學(xué)說發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，但拉馬克對適應(yīng)形成的解釋較為膚淺，未被人們普遍接受。而達爾文的航海觀察記錄和證據(jù)收集為《物種起源》及自然選擇學(xué)說提供了強有力的支撐，達爾文提出的自然選擇學(xué)說對進化和適應(yīng)作出了合理的解釋。學(xué)生將這些達爾文和拉馬克進化學(xué)說發(fā)展的關(guān)鍵證據(jù)，用時間軸的方式進行歸納和整理，以展板的方式形成項目成果（如圖2），以便更好地展示和交流學(xué)習(xí)成果。教師可對學(xué)生的項目成果及其在交流展示中的表現(xiàn)，實施引導(dǎo)和評價，學(xué)生也可進行自評和互評。例如，通過科學(xué)解釋“長頸鹿適應(yīng)性形成的原因”，判斷學(xué)生是否達到思維水平二，若達到則可以進階至項目任務(wù)三的思辨活動。

項目任務(wù)三“思辨活動：表觀遺傳學(xué)讓拉馬克回歸”中，學(xué)生運用學(xué)過的表觀遺傳知識，通過查閱文獻、舉證、論證，對生物進化理論的發(fā)展提出了自己的觀點。例如，有學(xué)生基于化石證據(jù)表明DNA甲基化在巨變的環(huán)境下利于生物進化，認為表觀遺傳可補充到自然選擇學(xué)說中；有學(xué)生認為獲得性遺傳和表觀遺傳都不適合補充到自然選擇學(xué)說中，因為有實驗證明表觀遺傳不穩(wěn)定。思辨活動讓學(xué)生感悟到理論是基于證據(jù)和邏輯，在不斷質(zhì)疑和修正中發(fā)展和進步的，思想的進步伴隨著理論的發(fā)展。通過思辨活動，學(xué)生的批判性思維得到了發(fā)展，深化了對生物進化理論相關(guān)概念的理解，達到了思維水平三。教師引導(dǎo)達到思維水平三的學(xué)生開展項目任務(wù)四、五的實地調(diào)查和查閱資料活動。

項目任務(wù)四是在南寧市金花茶公園科普館調(diào)查研究廣西對瀕危植物金花茶的保護措施，收集事實證據(jù)，開展“人類對瀕危動植物進行保護，會不會干擾自然界正常的自然選擇？為什么？”的問題探討，并撰寫調(diào)查報告作為項自成果。調(diào)查報告中提出“將金花茶維持在受人類活動影響更小的環(huán)境中保護，是避免金花茶因人類活動而滅絕的有效途徑”的觀點，反駁了“人類對瀕危動植物進行保護，會干擾自然界正常的自然選擇”的看法。項目任務(wù)五是對“人們現(xiàn)在都生活在各種人工環(huán)境中，人類的進化不再受到自然環(huán)境的影響\"這一看法進行批判性探討，項目成果為小論文或研究報告，并向有關(guān)部門提出人與自然和諧相處的合理建議。學(xué)生從物質(zhì)需要和精神需要等方面展開論述，說明人工環(huán)境與自然環(huán)境不可能完全隔絕，人也不可能離開自然界而生存，人與自然應(yīng)和諧共處。基于SOLO分類理論的評估表明，學(xué)生在項目任務(wù)四、五中能夠多維度批判性探討生物適應(yīng)現(xiàn)象，并實現(xiàn)知識的遷移應(yīng)用，處理相關(guān)新問題，達到了思維水平四。

三、結(jié)語

大概念為理解課程內(nèi)涵與教學(xué)整合提供了一種獨特的視角，即從概括性、整合性的角度出發(fā)去把握課程的核心內(nèi)容。這一視角與項目式學(xué)習(xí)強調(diào)整合的特點相契合。因此，聚焦大概念的項目式學(xué)習(xí)，能更好地整合學(xué)科知識、學(xué)科方法與學(xué)科價值，更有效地培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新性思維及問題解決能力，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的不斷發(fā)展。項目式學(xué)習(xí)的項目設(shè)計具有真實性，這對教師提出了較高要求。教師需具備豐富的學(xué)科知識和技能，能夠引導(dǎo)學(xué)生按項目目標產(chǎn)出高質(zhì)量成果，并能夠應(yīng)對學(xué)生在實施項目過程中遇到的各種困難。這需要教師投人大量精力，甚至需要團隊協(xié)作，這也是現(xiàn)階段推行項目式學(xué)習(xí)所面臨的現(xiàn)實困境。因此，在不斷變革的教育環(huán)境中，如何平衡傳統(tǒng)教學(xué)和項自式學(xué)習(xí)兩種不同的教學(xué)模式，以充分發(fā)揮兩種教學(xué)模式的特點和優(yōu)勢，將是接下來教育發(fā)展探索的一個重要方向。

[參考文獻]

[1］李正利，馬惠霞.基于項目式學(xué)習(xí)的“伴性遺傳”教學(xué)設(shè)計與實踐[J].生物學(xué)教學(xué)2024，49（5）：35-37.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標準：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018.

[3]王永勝.生物學(xué)核心概念的發(fā)展：高中生物新課程的科學(xué)史資源[M].2版.北京：人民教育出版社，2022.

[4]彼格斯，科利斯.學(xué)習(xí)質(zhì)量評價：SOLO分理論：可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)[M].高凌飚，張洪巖，譯.北京：人民教育出版社，2010.

（責任編輯 羅艷）