項目式學習在高中生物綜合實踐活動中的運用

摘要：“項目式學習”作為關鍵詞不斷被寫入國家課程改革的重要政策中，其融入課程教學成為趨勢。為此，合肥市安生學校近年來一直致力于在高一開展為期一年的綜合實踐活動，以提升學生的核心素養和面向未來的關鍵能力。本實踐方案中筆者通過文獻閱讀總結項目式學習的理論并結合自身多年指導經驗，構建出適用于高中生的項目式學習教學框架及思路，并將其應用于指導學生完成“螺旋藻改良培養基及其保健功能研究”的項目，學生以多種方式呈現項目成果，包括結題報告、科普板及科研論文等，種種結果表明學生達成了項目目標并增強了科學研究的信心，這也證實了開展項目式教學能有效改進傳統教學方式的不足，推進育人方式的轉變。

關鍵詞：項目式學習高中生物螺旋藻

隨著科技的進步與發展，社會對于綜合型、創新型人才的需求日益增強。2020年，教育部發布《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》，主張將項目式學習融入高中階段，嘗試改變育人方式；2022年，教育部頒布《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》，其中更是明確提出探索大單元教學，積極開展主題化、項目式學習等綜合性教學活動，促進學生舉一反三、融會貫通，加強知識間的內在關聯，促進知識結構化；隨著“項目式學習”作為關鍵詞不斷被寫入國家課程改革的重要政策中，將項目式學習融入課程教學的趨勢已經不可阻擋。

合肥市安生學校特別注重培養學生的創新型科學素養，尊重學生興趣及個性發展。多年來，學校一直致力于為高中生設計為期一年的綜合實踐活動，以便提升他們的科學素養及核心競爭力。綜合實踐活動要求學生不拘泥于課本內容，從生活情境出發，運用所學知識解決生活中的問題。這與項目式學習的理念不謀而合，因而筆者嘗試將項目式學習運用于學校高中生物綜合實踐活動中，以期促進學生的核心素養及創新能力的發展。本學年第一學期剛開學不久，一位高一男生主動找到筆者，提出了想做螺旋藻方向的課題，原因是自己的姥爺經常購買螺旋藻片劑保健品食用，據說有修復氧化損傷、提高免疫力的功效。但是這種保健品價格不菲，長期使用也給家庭造成了一定的經濟負擔。因而他想自己培育螺旋藻，同時研究螺旋藻的功能是否真的像宣傳所說那么神奇。之后我查閱了相關資料，結合學校分子生物實驗室的硬件條件，綜合分析了實驗的可行性及實際意義，跟學生共同商定了研究方向及研究計劃，探討是否可以通過改良來降低培養基降低螺旋藻的養殖成本，并對其保健功能進行了驗證。

一、厘清教學思路，構建教學框架

根據項目式學習一般思路（見圖1），我們首先聚焦真實情境，即螺旋藻保健品價格昂貴，長期服用經濟負擔重；其次根據課程標準和研究內容，整合核心知識點，確立項目目標，設計驅動性問題，轉化核心任務；最后學生通過實驗探究完成任務得出結論，整個項目采用多元評價體系，努力實現教學評一體化。

二、多維教學目標，培養綜合素養

（一）在項目化學習過程中滲透學科教學，實現學生生物學科核心素養培養的落實

通過培養螺旋藻，繪制螺旋藻生長曲線，理解原核生物的生長規律；通過培養果蠅，學習果蠅的生活史及雌雄鑒別方式，理解真核生物的生長規律及生活習性；通過比較原核、真核生物的生長、生殖等方面的異同，認識生物的多樣性與統一性，形成結構與功能觀、進化與適應觀等生命觀念。

通過文獻調研，總結前人工作的貢獻及局限，提出假設、確認變量、設計研究計劃；在研究過程中，觀察、分析實驗現象，從實驗事實中找出普遍性的原理及規律；合理進行數據分析，歸納總結其與實驗假設的關系，得出實驗結論。在整個研究過程中，不斷培養科學邏輯、創新能力及批判思維，實現分析與概括、演繹與推理、模型與建構等科學思維能力的提升。

通過探究如何改良廉價培養基及螺旋藻的保健功能，開展一系列實驗，包括培養基配置、螺旋藻養殖條件摸索、螺旋藻生長曲線測定、螺旋藻生物量測定、果蠅壽命及生殖能力等。在研究過程中，逐步增強對自然現象的好奇心和求知欲，掌握科學探究的基本思路和方法，提高實踐能力。

通過發現來源于真實生活的問題，即螺旋藻片劑價格昂貴，培養積極參與社會事務、作出理性解釋和判斷、采取決策和行動、嘗試解決生產生活中生物學問題的能力。

（二）以生物學科為核心，融合化學、工程、數學等學科，助力學生跨學科思維及綜合素養的提升

化學：掌握螺旋藻液體培養基及果蠅固體培養基的配置方法。

工程：掌握高壓蒸汽滅菌鍋、搖床、超凈工作臺、分光光度計等微生物滅菌、培養和計數的基本實驗器具的使用；學會評價和改進實驗方案，提升工程思維。

數學：學會數據記錄及處理方法，以數據為基礎掌握數學建模方法；使用GraphPad Prism軟件進行統計學分析并繪制結果圖。

（三）通過項目化學習學會如何完整地開展科學研究，掌握論文調研、閱讀及寫作方法；培養樂觀向上的心態，遇到問題冷靜分析，積極解決，提高抗壓抗挫能力；通過小組合作完成課題、學會更好地與人溝通協作；通過成果展示，鍛煉公眾演講及人際交往的能力。

三、項目自主開展，提升科研能力

以核心問題統整整個任務群，分為準備、實施、總結三個階段。每個階段都有階段性任務，學生在問題的驅動下，通過活動完成相應任務，進行深度探究，教師提供技術與支持的思維工具，教師、學生對整個過程進行實時評價。

第一階段：準備階段

項目式學習在高中生物綜合實踐活動中的運用2025年2月下第6期（總第214期）本階段教師宣講學校PBL學習方式，動員全員積極參與；根據課程標準和研究內容整合核心知識點；師生合作確立項目目標、設計驅動性問題、轉換核心任務并確定評價量規。學生完成前置課程學習，包括科學研究開展的流程及方法、文獻調研、閱讀方法、論文寫作方法以及實驗數據分析整理及作圖軟件的使用；分組選導師，學生根據自身興趣，選擇相應導師進行組隊，導師根據項目課題進行可行性分析，確定小組成員；進行文獻調研，總結研究背景、前人成果及局限性；確立研究主線，制訂研究計劃，包括研究方法、步驟及預期成果等；購買實驗材料；撰寫開題報告。

第二階段：實施階段

本階段學生在問題的驅動下，在分子生物實驗室完成探究降低螺旋藻生產成本的方法，并用果蠅作為模式生物來驗證螺旋藻的保健功能，其間導師在必要的時候答疑解惑。學生開展的具體實驗包括摸索螺旋藻培養條件、螺旋藻的顯微觀察、螺旋藻生長動力學測定以及螺旋藻保健功能的測定，最后整理實驗數據，利用GraphPad Prism軟件作圖。

第三階段：總結階段

本階段教師指導學生完成“螺旋藻改良培養基及保健功能研究”研究報告及Heterotrophic culture of Spirulina platensis improved its growth and the study of its nutritional effect科研論文寫作，并向美國頂尖高中生科研期刊Journal of Emerging Investigators投稿發表。最終，學生進行結題匯報，展示一個學年的研究成果，專家給予點評指導；制作宣傳海報，置于科普宣傳角；教師和學生進行項目總結和反思。

四、逆向設計，多元評價

本次項目式學習遵循“逆向設計”原則，即在學生開展學習之前，教師就和學生共同開發出用以測量學生表現的評價標準，以此引導學生以終為始、按圖索驥、心中有數地開展學習。同時，本項目采用形成性評價與終結性評價相結合的方式，評價主體包括教師、學生。其中形成性評價關注過程，是基于對學生學習全過程的持續觀察、記錄、反思而做出的發展性評價。評價內容以培養目標為導向，具體包括創新精神、批判性思維、團隊協作與溝通能力、自我管理能力、問題解決能力等；終結性評價內容包括結題匯報、研究性論文及總結反思。具體評價標準如下（見表1）：

項目式學習作為以問題為驅動、以學生為主體、以教師為引導的教學方法，在高中生物綜合實踐活動中能有效地培養學生核心素養，促使學生合作交流能力、解決問題能力、思辨創新能力的提升。經過一年的項目實踐，收獲頗豐的同時深感教學中需要改進完善的地方還很多。例如，項目式學習中教師應當清楚自身角色定位，讓學生有足夠的機會就重要問題表達自己的想法并行使選擇權，如選擇探究的主題、所需資源、合作對象，還有時間安排和任務分配等。教師只在必要的時候給予指點，不過分干涉學生的研究，讓學生有機會承擔責任，并獨立工作。此外，項目式學習除了可以提升學生的學術能力，更重要的是幫助學生審視自我、認識自己。高一學生進入了一個全新的人生階段，既要面對繁重的學業，還要在三年后做出專業選擇，規劃未來方向。在這樣一個容易焦慮和迷茫的階段，學生通過參與項目化學習，在這個過程中探索、分析、討論、批判、失敗、反思、分工、協作，一次次磨合與調試、探索與選擇，無論結果的好壞，教師都應對他們給予充分的肯定，幫助學生逐漸找到自我，提升自己。

參考文獻：

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