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本期荐读丨项目式学习：以探究实践为核心的初中生物学项目式学习设计与实施/崔旭东等

花匠小妙招
2024-12-25 02:50

文章来源:崔旭东,李荣娟,李志洁,等.以探究实践为核心的初中生物学项目式学习设计与实施[J]. 生物学通报, 2024, 59(6): 68-71.

编者按

本刊2024年第6期刊发的《以探究实践为核心的初中生物学项目式学习设计与实施》一文，以真实问题为起点进行项目式学习，促进学生理解并应用相关重要概念，在解决问题中发展核心素养，本期荐读。

以探究实践为核心的初中生物学项目式学习设计与实施

崔旭东李荣娟李志洁（北京市第一〇一中学)

杭跃男张柳 (北京市海淀区教师进修学校)

摘要

以家庭阳台种植黄瓜过程中经常遇到的“花而不实”这一真实问题为起点，设计以制作预防黄瓜“花而不实”的手册为主题的项目式学习。在子项目驱动性问题的引导下，通过探究和分析，促进学生理解并应用开花和结果相关重要概念，在解决问题中发展核心素养，为基于探究实践的项目式学习提供参考。

关键词

项目式学习花而不实真实问题探究实践

《义务教育生物学课程标准（2022 年版）》（以下简称《课程标准》）指出义务教育生物学课程注重探究和实践，强调学生主动参与学习过程，积极动手、动脑，在活动中加深对概念的理解，提升探讨和解决真实问题的能力，发展核心素养。由此可见，《课程标准》注重初中生物学与生产实践的联系，倡导在真实情境和解决真实问题中构建生物学概念，提升学生核心素养。项目式学习所关注的问题驱动、真实实践、产品（方案）导向等要素与《课程标准》的理念贴合，使其成为落实生物学核心素养的重要路径。

1 项目式学习整体设计思路

1.1

分析真实问题，确定项目主题

有些植物只开花不结果或结果少（即“花而不实”），是生产生活中经常遇到的问题，这一问题也同样存在于学生的日常植物栽培活动中。该问题与人教版七年级上册第 1 单元第 2 章第 1 节 “ 生物与环境的关系 ”和第 3 单元第 2 章“被子植物的一生”第 3 节“开花和结果”的学习相对应，尤其与“花和果实的结构 ”“ 传粉和受精的过程”“花与果实的发育关系”等紧密相关。本项目帮助学生构建《课程标准》中的次位概念 3.1.1“ 水、温度、空气、光等是生物生存的环境条件”，3.1.2“生态因素能够影响生物的生活和分布”，4.1.5“花中最重要的结构是雄蕊和雌蕊, 雄蕊产生的精子与雌蕊产生的卵细胞相结合形成受精卵,花经过传粉和受精后形成果实和种子”，以及重要概念 9.2“植物栽培和动物饲养可以综合运用多学科的知识和方法,考虑‘结构与功能’‘物质与能量’‘因果关系’等跨学科概念,设计恰当的装置，以满足生物生长的需要”等。在项目实施过程中，通过探究花和果的结构，落实“结构与功能观 ”“进化与适应观”；通过分析“花而不实”的原因，制作预手册，引导学生解决现实生活中的问题，使学生从科学问题走向科学实践，培养学生的实践能力、科学思维等；本项目还可以在理解被子植物的一生基础上对学生进行生命教育，培养学生正确的生命观及态度责任。

七年级学生对“结构与功能观”等生命观念有了初步的认识。花和果实是日常生活中常见的植物器官，学生并不陌生；但如何运用开花和结果相关生物学概念分析“花而不实”的原因，并提出解决方案对学生而言极具难度和挑战。基于真实问题，结合《课程标准》要求和教材内容，考虑学生特点和教学资源以及可行性，确定解决“花而不实”这一问题的项目式学习主题为 “制作预防黄瓜‘花而不实’的手册”。以如何制作预防黄瓜“花而不实”的手册为核心问题，驱动学生动手实践、动脑思考，解决真实问题，提升学生核心素养。

1.2拆解项目主题，组织项目内容

现实世界中的真实问题具有系统性、复杂性、挑战性等特征。因此，确定项目学习主题后要对其进行合理的拆解，才能根据分解出的问题进行教学任务的设计、课堂的组织等，在一个个子问题解决的基础上逐渐达成对主题内容全面而深刻的理解和掌握，实现核心问题的解决。

基于解决“如何制作预防黄瓜‘花而不实’的手册”这一核心问题的思维逻辑，分解出拟解决的子问题，并基于问题系统设计具体的学习活动，再根据学习活动确定相关产品和评价标准。本项目分为 4 个子项目。子项目 1 拟解决的问题：黄瓜的花如何发育成果实？任务要求：通过阅读教材，解剖并观察黄瓜的花和果实，认识花和果实的结构，分析花与果实的发育关系，绘制花与果实发育关系图；通过黄瓜的授粉实验，撰写实验报告，认识传粉过程及作用；通过观看受精和果实发育的视频和图片，建立从开花到结果的完整过程。

子项目 1 对应教材“开花和结果”一节，重在构建“绿色开花植物的生命周期包括种子萌发、生长、开花、结果与死亡等阶段”重要概念，为后续项目实施提供知识基础。

子项目 2 拟解决的问题：哪些因素会导致黄瓜“花而不实”？任务要求：通过设计实验方案，探究非生物因素（温度、含硼无机盐）对受精过程的影响，完成实验报告，让学生体会到植物生长发育受多种因素影响，构建“生态因素能够影响生物的生活和分布”等概念，在落实生命观念的同时，提升学生的探究实践能力。

子项目 3 拟解决的问题：预防黄瓜“花而不实”的措施有哪些？任务要求：依据探究实验的结果，结合查阅的资料和已有的知识和经验，讨论并提出预防黄瓜“花而不实”的具体措施。子项目 3 是在完成子项目 2 的基础上对项目核心问题的呼应和回答。

子项目 4 拟解决的问题：如何呈现相关概念和探究结果以更好地解释并解决黄瓜“花而不实”的问题？任务要求：介绍解决方案，形成查找手册，引导人们形成正确的种植和管护方式，提高黄瓜结实率；介绍小组的合作情况，分享撰写实验报告的思路及过程；组间互评，及时反思，结合受众（学生或家长）反馈，对手册进行优化与迭代。子项目 4 是对前 3 个项目的总结和提升，是项目学习成果的加工和集中展示，也是提升学生表达、交流、合作、创新等能力，发展核心素养的关键环节。

子项目以问题解决的逻辑展开，既层层递进，又相互关联，是实现项目目标的载体。在完成子项目的过程中，学生学会整合知识、构建概念，形成思维路径，锻炼了问题解决能力。

1.3分析项目内容，设计评价方案

该项目的总任务是以小组为单位，制作预防黄瓜“花而不实”的手册并向学生（或家长）宣讲，故该手册为项目的最终成果形式，再结合项目内容制订出项目整体评价方案，做到全员、全过程、多维度评价。其中过程性评价包括花与果实发育关系图、开花到结果关键过程图、实验报告单，以及团队合作评价量规、查找手册评价量规（表1）、表达评价量规（表 2）、相应的纸笔测试等。项目的终结性评价为预防黄瓜“花而不实”的手册，学生要在子项目所积累的相关概念、实验照片、实验报告等基础上，充分思考、分析、合作探究，合理布局手册内容，精心组织解说文字。在最后的项目展示课上，学生要根据本组的手册制作演示文稿（PPT），分享交流。最终评选出“最佳设计”“最佳内容”“最佳创意”等团队和个人奖项。

2 项目式学习的实施和评价

2.1

项目实施

2.1.1 项目准备活动

本项目历时 3 周，所需正课为 3 课时（项目以事先培育的黄瓜植株为材料）。在项目开展之前，教师设计了一份调查问卷对学生及家长的相关实践和认知进行摸底。调查结果表明，多数学生和家长对花的形态、结构等知识有一定了解，但对传粉和受精过程、果实的发育过程及果实的结构知之甚少；大多数学生和家长有过种植植物的经历，约有 10% 的人曾经遇到过“花而不实”的问题，但很少进行探究和科学归因。这些信息有助于教师把握学生的整体情况，了解学生的需求，更精准地开展教学。

在项目启动活动中，发放项目指南。指南中要包含项目内容、要求、计划及各项评价工具，并给学生提供相应的学习支架，如手册制作方法等。入项时，利用驱动性问题引发学生的探究欲，制订学习规划，明确项目成果。

2.1.2 真实问题，引出项目式学习

根据问卷调查反映出的真实问题——在阳台种植黄瓜经常出现“花而不实”的现象引出项目主题。再分小组讨论如何设计预防黄瓜“花而不实”的手册，完成项目的拆解，明确项目的任务。学生在教师指导下阅读教材，动手解剖并观察黄瓜的花和果实，认识花和果实的结构，分析花与果实的发育关系；通过汇报黄瓜的授粉实验认识传粉过程及作用；接着观看受精和果实发育的视频和图片，建立从开花到结果的完整过程，最终明确黄瓜开花后需要经过传粉、受精才能形成果实，从而完成子项目 1 的学习。

2.1.3 实践探究，找出问题原因

子项目 2 涉及问题的提出、实验方案的设计、仪器试剂的准备、实验材料的收集、实验的实施、结果的分析和表达交流等。除仪器试剂和实验材料外，其他活动都在课堂上完成。教师可以带领部分学生在前期共同准备显微镜、配制不同浓度的硼酸溶液、收集花粉等。在课堂上，学生分组设计不同温度、不同硼浓度对花粉管萌发的影响探究实验方案；当堂实施实验并以温度和硼浓度为横坐标，以花粉管长度为纵坐标，绘制条形图，让学生直观感受温度、含硼无机盐对花粉管萌发的影响；最后，学生进行讨论和交流，从而深刻理解温度、无机盐等非生物因素能够影响植物的生长发育，黄瓜的“花而不实”可能与各种非生物因素抑制花粉管萌发，造成开花之后无法完成受精作用有关。为进一步分析黄瓜“花而不实”的其他原因提供样板，打开思路。

在探究实践过程中，学生亲自设计单一变量实验、识别图像、测量花粉管长度、绘图等，体现了生物学与工程学、数学的联系；发展了比较、分析、建模等科学思维；也感悟到生命来之不易，进而激发出爱护花草、保护环境的态度责任。

2.1.4 分析综合，解决问题

子项目3是对子项目1和2的总结和提炼。通过解剖观察和黄瓜授粉实验等构建植物“开花→传粉→受精→结果”的完整流程，通过探究实验构建传粉、受精等植物生命活动受生物因素和非生物因素影响的观点之后，学生综合查阅资料，结合已有知识或经验分析讨论，列出可以预防黄瓜“花而不实”的具体措施，为制作预防黄瓜“花而不实”的手册提供内容支持。

在子项目 4 中，学生首先思考如何呈现前期的学习成果才能更好地解释并预防黄瓜的“花而不实”；然后，分小组根据评价量规进行手册呈现内容的选择和组织，手册版面的设计，以及手册的制作等；最后，介绍小组的合作情况，进行本组作品的展示、组间互评等。

在项目实施过程中，教师适时介入，参与学生讨论，收集小组阶段性作品，指导学生撰写实验报告，梳理制作思路，并将学生的成果及时转化，发布在校园展示平台上，供学生、教师、家长等进行浏览评价。

2.2

项目评价

本项目的学习评价贯穿整个项目学习的过程。利用前期设计的学习任务单和评价量规，对核心知识、实践活动，以及阶段性和终结性成果进行评价，以评价带动学生能力提升和核心素养发展。对于小组合作学习，教师给出了组员分工记录表、自评与互评标准量规等引导小组制订共同目标、激发组员活力、推进项目实施等，提高学生的合作意识和能力。

对项目最终成果——预防黄瓜“花而不实” 的手册的评价依据 2 个方面展开，一方面是手册本身的科学性、艺术性和创新性等特点；另一方面是小组在展示手册过程中的表现。根据综合打分结果，评出相关奖项，将优秀手册发布在校园网上，并打印张贴到学校宣传栏，提升学生的荣誉感和成就感。项目最后要求学生对所学内容、项目成果的质量、项目执行中遇到的问题及解决方案进行反思，并进行手册的迭代升级。

3 教学反思

本项目探索了一条将真实问题转化为项目式学习活动的有效路径。项目从真实问题出发，基于探究实践引导学生构建概念，分析问题，发现原因，进而解决问题。在《课程标准》的指引下，教师引导学生设计人工授粉实验、温度和含硼无机盐对受精作用的影响实验，并带领全体学生参与实验，让学生全方位学习传粉和受精作用，进而构建牢固且深刻的从开花到结果的过程，实现教学突破，为“被子植物的一生”的项目式教学提供可借鉴的经验。

在亲身参与的探究活动中，学生既构建了概念，又提升了探究实践能力，还锻炼了科学思维，渗透了态度责任，进而获得素养的提升。未来将对项目进行改进，使其能涵盖更多概念，实施过程更为顺畅和紧凑，为学生核心素养的发展提供坚强有力的支撑。