微項目學習模式在高中生物教學中的實踐應用

張學剛

[摘 要]較之項目學習模式，微項目學習模式更適用于高中課堂教學。文章以“酶的特性”章節(jié)為例，從課前、課中以及課后三個階段，分九個步驟介紹了微項目學習模式的應用策略。微項目學習模式對培養(yǎng)學生科學探究能力和科學思維具有重要意義。

[關(guān)鍵詞]微項目學習模式;高中生物;應用

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2022）02-0090-03

微項目學習模式是指借助微課，通過自學或小組合作學習的方式完成微項目問題任務的新型學習模式。由于項目學習模式（Project-Based Learning，簡稱PBL）涉及的知識內(nèi)容多，所以其學習活動耗費時間長，在課堂教學中實施的難度較大[1]。而微項目學習模式則不同，它是項目學習模式中具體學習項目的細分化子項，包含的知識內(nèi)容較少，不僅縮短了學習時間，而且也降低了學習難度，可以較好地融入課堂教學。本文嘗試將微項目學習模式應用于“酶的特性”這一章節(jié)的課堂教學，以期為一線教師培養(yǎng)學生生物學學科核心素養(yǎng)提供參考與借鑒。

一、微項目學習模式的實施步驟

微項目學習模式的實施共分為九個步驟，主要集中于課前、課中以及課后三個學習階段。課前學習階段包括微項目的選擇、微課制作和學生分組、學習新課、收集資料、完成項目任務五個步驟;課中學習階段包括項目成果展示、項目多元化評價兩個步驟;課后學習階段包括項目成果完善、反饋練習兩個步驟。

二、微項目學習模式的實踐應用

（一）微項目的選擇

人教版教材中“酶的特性”章節(jié)要探究的內(nèi)容較多，傳統(tǒng)教學所用課時較多，一節(jié)內(nèi)容約需3課時，甚至更多。按照傳統(tǒng)課程教學安排順序，前兩個課時學習酶的作用和酶的本質(zhì)以及酶的專一性和高效性，而“探究影響酶活性的條件”（溫度和酸堿度對酶活性的影響）常放在第三課時。在第一、第二課時學生已經(jīng)學習了酶的作用和本質(zhì)以及酶的部分特性，并且初步學習了對照實驗的設計。為了實現(xiàn)培養(yǎng)學生生物學學科核心素養(yǎng)的具體目標，教師可結(jié)合教學實際，引導學生自主設計實驗，讓學生分組進行思考探討，然后再進行不同組之間的交流評價，讓他們在實驗探究的基礎(chǔ)上總結(jié)出結(jié)論。對于“探究影響酶活性的條件”實驗，教材的建議是用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響，所以在選材時要充分考慮所設定的條件對相關(guān)酶的影響，以及對底物自身的影響，另外影響酶活性的條件不是只有溫度和pH，酒精、重金屬、射線、微波等物理或化學因素也同樣會影響酶的活性。這樣，可以使學生深入地理解酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞是酶永久失活的原因。在引導學生設計實驗時，除了要考慮教材上的實驗提示、學生實驗中常出現(xiàn)的錯誤程序和方法，還要充分考慮不同學生之間的能力差異，準備多樣的材料用具，引導學生設計出新穎獨到的實驗方案，為后續(xù)的細胞呼吸和光合作用的學習打下基礎(chǔ)，同時讓學生樹立“結(jié)構(gòu)與功能相適應”這一生命觀念。這也說明了教材是一種教學工具，教師不能一味地教教材，應創(chuàng)造性地應用教材。根據(jù)“降低化學反應活化能的酶”章節(jié)的知識構(gòu)成和知識特征，筆者將微項目聚焦在影響酶的活性的因素上，并選擇以下兩個實驗設計微項目供學生探究學習：1.酶的活性是否受溫度、酸堿度的影響;2.在溫度、酸堿度恢復的條件下，酶是否能夠恢復活性。微項目1為課前項目，要求學生在課前設計出實驗方案;微項目2為課堂項目，要求學生在課堂中設計出實驗方案。

（二）微課制作和學生分組

微課是學生課前學習的重要資源，教師可根據(jù)所設置的微項目靈活選擇微課的內(nèi)容并制作好微課，以引導學生更好地進行微項目學習。結(jié)合本章節(jié)已設置的微項目，筆者將微課內(nèi)容分為兩個部分：一是有關(guān)酶的作用、本質(zhì)等的前期已學知識，為學生學習本章節(jié)知識做好鋪墊;二是有關(guān)酶的特性、影響因素等的新知識，但與實驗相關(guān)的內(nèi)容只包含可能涉及的材料、儀器的介紹，而不包含對相關(guān)實驗設計與操作的具體講解。在微課結(jié)尾部分，筆者導入了微項目1。

為了便于教學活動的組織，筆者按照“同組異質(zhì)”“座位最小變動”原則對學生進行分組?！巴M異質(zhì)”，即每個小組應包含不同生物學習水平的學生。筆者以生物成績作為劃分小組的首要標準，并據(jù)此標準將學生分為優(yōu)（成績高于80分）、中（成績高于60分且低于80分）、差（成績低于60分）三個層次，確保各小組均含有不同層次的學生?！白蛔钚∽儎印保匆郧昂笞?人為一組，最大限度地保持座位不變。只有在小組成員不滿足“同組異質(zhì)”條件的情況下，才對小組成員的座位進行調(diào)整，以減少課堂時間的占用。

（三）學習新課、收集資料以及完成項目任務

學習新課、收集資料以及完成項目任務三個步驟主要由學生在課前完成。學習新課是完成項目任務、取得項目成果的基礎(chǔ)。學生自主學習，通過觀看微課完成新知識的學習。在自主學習期間學生若對相關(guān)內(nèi)容產(chǎn)生疑問，可在課前與小組其他成員討論，共同解決問題。經(jīng)過討論，仍無法解答的疑問，學生可以向教師請教。在學習新知識后、探究項目任務前需要收集資料的，學生還可以通過圖書館、網(wǎng)絡等途徑收集必要的資料，為完成項目任務做好準備。在正式教學開始前，各小組應完成項目任務，以便在課堂上展示項目成果。

在教學實踐中，筆者要求學生以小組合作的方式收集資料和完成項目任務。讓學生以小組合作的方式完成項目任務，一方面可以減少生物成績差、學習能力弱的學生的探究障礙，充分實現(xiàn)小組成員之間的互補，增強學生的合作意識;另一方面也可以促使學生在課前就項目任務進行充分溝通，從而節(jié)約課堂時間，提高項目成果展示效率。

（四）微項目1的成果展示

課堂教學開始后，筆者隨機抽取三個小組，由各小組代表分別展示項目成果，包括實驗的設計思路、器具和材料、具體步驟、結(jié)論等內(nèi)容。如果小組代表表述不完整或錯誤，其他小組成員還可以做必要補充。同時，其他小組學生在觀看、聽取小組代表展示項目成果的過程中，不僅應記錄三個小組項目成果的優(yōu)缺點，形成初步的評價結(jié)果，為形成最終評價做好鋪墊，還應通過對比查找自己所在小組的項目成果是否存在不足之處。從實際情況來看，三個小組的探究思路大致相同，總體探究結(jié)果較好。對于酶的活性受溫度、酸堿度影響的實驗方案，三個小組均能夠合理確定實驗變量，排除干擾因素，正確確定淀粉和淀粉酶、過氧化氫和雞肝研磨液兩種驗證方法各自適用的驗證問題。

（五）微項目2的探究及成果展示

1. 微項目2的探究

在展示微項目1成果的基礎(chǔ)上，筆者進一步為學生導入微項目2，要求學生首先在小組內(nèi)討論酶的活性是否能夠恢復，在得出一致意見后，再共同設計驗證實驗。在討論和設計過程中，當學生遇到無法解決的問題時，筆者給予必要的幫助。對于酶的活性是否能夠恢復，各小組討論的結(jié)果有以下三種：（1）在溫度或酸堿度恢復后，酶的活性可以恢復;（2）在溫度或酸堿度恢復后，酶的活性無法恢復;（3）當溫度或酸堿度在一定范圍內(nèi)變化時，酶的活性可以恢復，若超出特定范圍則無法恢復。

2.微項目2的成果展示

首先按照探究結(jié)論對小組進行分類，然后再從剔除微項目1成果展示小組的各類別小組中，隨機抽取三個小組對微項目2的項目成果進行展示，以確保教學面向全體學生。微項目2的展示內(nèi)容、過程與微項目1相同。從展示結(jié)果來看，三個小組均能夠在微項目1的基礎(chǔ)上設計出實驗方案，三個實驗方案可劃分為兩種類型。兩種實驗方案的整體思路大致相同，即都通過先調(diào)整、后恢復影響因素的方式驗證假設的正確性，但具體操作方法仍存在差別。

第一種實驗方案如下：（1）溫度對酶活性的影響。實驗材料：3%的淀粉溶液、2%的淀粉酶溶液、冰塊、清水、試管、試管夾、燒杯、溫度計、酒精燈、石棉網(wǎng)、三腳架。實驗步驟：①將淀粉溶液、淀粉酶溶液分別裝入兩支試管中;②分別裝適量清水到兩個燒杯中，用酒精燈加熱其中一個燒杯使水溫達到100 ℃，同時在另一個盛有清水的燒杯中放入冰塊;③將兩支試管分別放入兩個燒杯中，靜置保溫5 min;④分別混合試管中的溶液后，再分別滴加碘液，觀察是否出現(xiàn)藍色。

（2）酸堿度對酶活性的影響。實驗材料：3%的過氧化氫溶液、20%的雞肝研磨液、5%的鹽酸溶液、5%的氫氧化鈉溶液、試管、試管夾、膠頭滴管、量筒、pH試紙。實驗步驟：①將3%的過氧化氫溶液裝入兩支試管中;②在兩支試管中分別滴入2 mL 5%的鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液;③在兩支試管中滴入20%的雞肝研磨液，觀察有無氣泡產(chǎn)生。

第二種實驗方案的實驗材料與第一種實驗方案相同，但操作步驟與第一種實驗方案存在差別，具體如下：

（1）溫度對酶活性的影響。實驗步驟：①將淀粉溶液、淀粉酶溶液分別裝入四支試管中;②分別裝適量清水到四個燒杯中，用酒精燈加熱其中3個燒杯，使水溫分別達到30 ℃、70 ℃、100 ℃，同時在另外一個盛有清水的燒杯中放入冰塊;③將4支試管分別放入4個燒杯中，靜置保溫5 min;④分別混合試管中的溶液后，再分別滴加碘液，觀察是否出現(xiàn)藍色。

（2）酸堿度對酶活性的影響。①將3%的過氧化氫溶液分別裝入兩支試管中;②先在兩支試管中分別滴入2 mL、5 mL、10 mL 5%的鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液，放置3 min后，再在試管中分別滴入2 mL、5 mL、10 mL 5%的氫氧化鈉溶液、鹽酸溶液;③在兩支試管分別滴入25%的雞肝研磨液，觀察有無氣泡產(chǎn)生。（注：只是呈現(xiàn)簡單實驗步驟，不做詳細介紹）

（六）項目多元化評價和總結(jié)

對于微項目的評價，采取小組評價和教師評價相結(jié)合的方式進行。學生根據(jù)在展示過程中的記錄，經(jīng)過各小組內(nèi)部討論后給出有關(guān)每個成果展示小組的評價意見。隨后，筆者再進行最終評價，指出各小組存在的問題。評價主要包括以下七個方面：（1）實驗假設是否合理;（2）實驗思路是否正確;（3）實驗步驟是否嚴密;（4）實驗結(jié)果是否具有證明力;（5）對實驗結(jié)果的解釋是否正確，是否能夠驗證或者否定假設;（6）實驗操作是否具備可行性;（7）實驗是否具備改進的可能性，以及是否有具體實施方案。

微項目1和微項目2存在的問題主要為操作步驟存在瑕疵。各小組在設計“酸堿度對酶活性的影響”的實驗方案時，均忽略了對雞肝研磨液酸堿度的調(diào)整，容易導致在酸堿緩沖劑的作用下實驗效果不明顯。同時，部分小組在設計“溫度對酶活性的影響”的實驗方案時，忽略了對淀粉酶溶液溫度的調(diào)整，影響實驗結(jié)果的準確性。

在課堂的最后，筆者進行統(tǒng)一總結(jié)，既總結(jié)本章節(jié)的主要知識，指出需要重點掌握的內(nèi)容，又總結(jié)兩個微項目的探究情況，說明各小組實驗設計存在的主要問題。

（七）項目成果完善和反饋練習

項目成果完善和反饋練習均為課后學習階段需要完成的步驟。通過評價階段的集中討論、教師的補充評價和講解，學生可以找出自身微項目成果中存在的錯誤及其形成原因，并在課后對項目成果做進一步完善，為后續(xù)實驗的實施做好準備。在此階段，筆者還為學生布置了聯(lián)系生活的課后任務，要求學生找出可以反映溫度影響酶活性的生活實例，以加深他們對本章節(jié)知識的理解。

總之，微項目學習模式能有效地提高學生的探究參與率，真正讓學生創(chuàng)造性地學習，加深學生對所學知識的理解，使學生敢于充分展示自我，發(fā)揮自己的個性特長，真實表達自己的見解，大膽設想。即使有時學生的有些設想和嘗試不合理，教師也不應打擊他們，這時可以通過他們之間存在的差異，引導他們提出疑問、相互補充以求完善，使學生在探究中達到訓練思維和提高能力的目的。這樣也能避免將探究性實驗改為驗證性實驗的一貫做法。本次微項目學習模式的應用實踐取得了較好的效果，也證明了此種學習模式對培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)具有正向作用。雖然學生的項目學習成果存在不足，但整體實驗設計情況良好。學生以小組合作的形式，根據(jù)有限的實驗介紹自行收集資料、設計實驗步驟并共同克服困難，鍛煉了探究能力。學生根據(jù)其他小組的成果展示，通過討論和對比，審視他人實驗方案的合理性，查找自己實驗方案的缺陷，鍛煉了科學思維能力。此外，筆者經(jīng)過反思，發(fā)現(xiàn)在教學中仍然存在著一些問題，如共同探究過程中成績薄弱的學生探究主動性不高，依賴成績優(yōu)異的學生，以及小組劃分標準過于單一等。這需要在以后的教學實踐中逐步改進。只要我們多一些嘗試、多一些反思、多一些總結(jié)，定能創(chuàng)造出一片新的天地。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 賴進銘.微項目教學在中學生物教學中的應用[J].中學生物教學，2015（Z1）：33-36.

（責任編輯 黃春香）

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