微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式在高中生物教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

安徽省蕭縣中學(xué)（235200） 張學(xué)剛

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式是指借助微課，通過(guò)自學(xué)或小組合作學(xué)習(xí)的方式完成微項(xiàng)目問(wèn)題任務(wù)的新型學(xué)習(xí)模式。由于項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式（Project-Based Learning，簡(jiǎn)稱PBL）涉及的知識(shí)內(nèi)容多，所以其學(xué)習(xí)活動(dòng)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，在課堂教學(xué)中實(shí)施的難度較大［1］。而微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式則不同，它是項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式中具體學(xué)習(xí)項(xiàng)目的細(xì)分化子項(xiàng)，包含的知識(shí)內(nèi)容較少，不僅縮短了學(xué)習(xí)時(shí)間，而且也降低了學(xué)習(xí)難度，可以較好地融入課堂教學(xué)。本文嘗試將微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于“酶的特性”這一章節(jié)的課堂教學(xué)，以期為一線教師培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供參考與借鑒。

一、微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的實(shí)施步驟

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的實(shí)施共分為九個(gè)步驟，主要集中于課前、課中以及課后三個(gè)學(xué)習(xí)階段。課前學(xué)習(xí)階段包括微項(xiàng)目的選擇、微課制作和學(xué)生分組、學(xué)習(xí)新課、收集資料、完成項(xiàng)目任務(wù)五個(gè)步驟；課中學(xué)習(xí)階段包括項(xiàng)目成果展示、項(xiàng)目多元化評(píng)價(jià)兩個(gè)步驟；課后學(xué)習(xí)階段包括項(xiàng)目成果完善、反饋練習(xí)兩個(gè)步驟。

二、微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的實(shí)踐應(yīng)用

（一）微項(xiàng)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(xué)所用課時(shí)較多，一節(jié)內(nèi)容約需3 課時(shí)，甚至更多。按照傳統(tǒng)課程教學(xué)安排順序，前兩個(gè)課時(shí)學(xué)習(xí)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(duì)酶活性的影響）常放在第三課時(shí)。在第一、第二課時(shí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了酶的作用和本質(zhì)以及酶的部分特性，并且初步學(xué)習(xí)了對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的具體目標(biāo)，教師可結(jié)合教學(xué)實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分組進(jìn)行思考探討，然后再進(jìn)行不同組之間的交流評(píng)價(jià)，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上總結(jié)出結(jié)論。對(duì)于“探究影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)，教材的建議是用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響，用過(guò)氧化氫酶探究pH 對(duì)酶活性的影響，所以在選材時(shí)要充分考慮所設(shè)定的條件對(duì)相關(guān)酶的影響，以及對(duì)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(xué)因素也同樣會(huì)影響酶的活性。這樣，可以使學(xué)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(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了要考慮教材上的實(shí)驗(yàn)提示、學(xué)生實(shí)驗(yàn)中常出現(xiàn)的錯(cuò)誤程序和方法，還要充分考慮不同學(xué)生之間的能力差異，準(zhǔn)備多樣的材料用具，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出新穎獨(dú)到的實(shí)驗(yàn)方案，為后續(xù)的細(xì)胞呼吸和光合作用的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，同時(shí)讓學(xué)生樹(shù)立“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一生命觀念。這也說(shuō)明了教材是一種教學(xué)工具，教師不能一味地教教材，應(yīng)創(chuàng)造性地應(yīng)用教材。根據(jù)“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”章節(jié)的知識(shí)構(gòu)成和知識(shí)特征，筆者將微項(xiàng)目聚焦在影響酶的活性的因素上，并選擇以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)微項(xiàng)目供學(xué)生探究學(xué)習(xí)：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(fù)的條件下，酶是否能夠恢復(fù)活性。微項(xiàng)目1 為課前項(xiàng)目，要求學(xué)生在課前設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案；微項(xiàng)目2為課堂項(xiàng)目，要求學(xué)生在課堂中設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。

（二）微課制作和學(xué)生分組

微課是學(xué)生課前學(xué)習(xí)的重要資源，教師可根據(jù)所設(shè)置的微項(xiàng)目靈活選擇微課的內(nèi)容并制作好微課，以引導(dǎo)學(xué)生更好地進(jìn)行微項(xiàng)目學(xué)習(xí)。結(jié)合本章節(jié)已設(shè)置的微項(xiàng)目，筆者將微課內(nèi)容分為兩個(gè)部分：一是有關(guān)酶的作用、本質(zhì)等的前期已學(xué)知識(shí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)本章節(jié)知識(shí)做好鋪墊；二是有關(guān)酶的特性、影響因素等的新知識(shí)，但與實(shí)驗(yàn)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(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作的具體講解。在微課結(jié)尾部分，筆者導(dǎo)入了微項(xiàng)目1。

為了便于教學(xué)活動(dòng)的組織，筆者按照“同組異質(zhì)”“座位最小變動(dòng)”原則對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組?！巴M異質(zhì)”，即每個(gè)小組應(yīng)包含不同生物學(xué)習(xí)水平的學(xué)生。筆者以生物成績(jī)作為劃分小組的首要標(biāo)準(zhǔn)，并據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)將學(xué)生分為優(yōu)（成績(jī)高于80 分）、中（成績(jī)高于60 分且低于80 分）、差（成績(jī)低于60 分）三個(gè)層次，確保各小組均含有不同層次的學(xué)生?！白蛔钚∽儎?dòng)”，即以前后座位6 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(duì)小組成員的座位進(jìn)行調(diào)整，以減少課堂時(shí)間的占用。

（三）學(xué)習(xí)新課、收集資料以及完成項(xiàng)目任務(wù)

學(xué)習(xí)新課、收集資料以及完成項(xiàng)目任務(wù)三個(gè)步驟主要由學(xué)生在課前完成。學(xué)習(xí)新課是完成項(xiàng)目任務(wù)、取得項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)。學(xué)生自主學(xué)習(xí)，通過(guò)觀看微課完成新知識(shí)的學(xué)習(xí)。在自主學(xué)習(xí)期間學(xué)生若對(duì)相關(guān)內(nèi)容產(chǎn)生疑問(wèn)，可在課前與小組其他成員討論，共同解決問(wèn)題。經(jīng)過(guò)討論，仍無(wú)法解答的疑問(wèn)，學(xué)生可以向教師請(qǐng)教。在學(xué)習(xí)新知識(shí)后、探究項(xiàng)目任務(wù)前需要收集資料的，學(xué)生還可以通過(guò)圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)等途徑收集必要的資料，為完成項(xiàng)目任務(wù)做好準(zhǔn)備。在正式教學(xué)開(kāi)始前，各小組應(yīng)完成項(xiàng)目任務(wù)，以便在課堂上展示項(xiàng)目成果。

在教學(xué)實(shí)踐中，筆者要求學(xué)生以小組合作的方式收集資料和完成項(xiàng)目任務(wù)。讓學(xué)生以小組合作的方式完成項(xiàng)目任務(wù)，一方面可以減少生物成績(jī)差、學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生的探究障礙，充分實(shí)現(xiàn)小組成員之間的互補(bǔ)，增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)；另一方面也可以促使學(xué)生在課前就項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行充分溝通，從而節(jié)約課堂時(shí)間，提高項(xiàng)目成果展示效率。

（四）微項(xiàng)目1的成果展示

課堂教學(xué)開(kāi)始后，筆者隨機(jī)抽取三個(gè)小組，由各小組代表分別展示項(xiàng)目成果，包括實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)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(cuò)誤，其他小組成員還可以做必要補(bǔ)充。同時(shí)，其他小組學(xué)生在觀看、聽(tīng)取小組代表展示項(xiàng)目成果的過(guò)程中，不僅應(yīng)記錄三個(gè)小組項(xiàng)目成果的優(yōu)缺點(diǎn)，形成初步的評(píng)價(jià)結(jié)果，為形成最終評(píng)價(jià)做好鋪墊，還應(yīng)通過(guò)對(duì)比查找自己所在小組的項(xiàng)目成果是否存在不足之處。從實(shí)際情況來(lái)看，三個(gè)小組的探究思路大致相同，總體探究結(jié)果較好。對(duì)于酶的活性受溫度、酸堿度影響的實(shí)驗(yàn)方案，三個(gè)小組均能夠合理確定實(shí)驗(yàn)變量，排除干擾因素，正確確定淀粉和淀粉酶、過(guò)氧化氫和雞肝研磨液兩種驗(yàn)證方法各自適用的驗(yàn)證問(wèn)題。

（五）微項(xiàng)目2的探究及成果展示

1.微項(xiàng)目2的探究

在展示微項(xiàng)目1 成果的基礎(chǔ)上，筆者進(jìn)一步為學(xué)生導(dǎo)入微項(xiàng)目2，要求學(xué)生首先在小組內(nèi)討論酶的活性是否能夠恢復(fù)，在得出一致意見(jiàn)后，再共同設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在討論和設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生遇到無(wú)法解決的問(wèn)題時(shí)，筆者給予必要的幫助。對(duì)于酶的活性是否能夠恢復(fù)，各小組討論的結(jié)果有以下三種：（1）在溫度或酸堿度恢復(fù)后，酶的活性可以恢復(fù)；（2）在溫度或酸堿度恢復(fù)后，酶的活性無(wú)法恢復(fù)；（3）當(dāng)溫度或酸堿度在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，酶的活性可以恢復(fù)，若超出特定范圍則無(wú)法恢復(fù)。

2.微項(xiàng)目2的成果展示

首先按照探究結(jié)論對(duì)小組進(jìn)行分類，然后再?gòu)奶蕹㈨?xiàng)目1 成果展示小組的各類別小組中，隨機(jī)抽取三個(gè)小組對(duì)微項(xiàng)目2 的項(xiàng)目成果進(jìn)行展示，以確保教學(xué)面向全體學(xué)生。微項(xiàng)目2 的展示內(nèi)容、過(guò)程與微項(xiàng)目1 相同。從展示結(jié)果來(lái)看，三個(gè)小組均能夠在微項(xiàng)目1 的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案可劃分為兩種類型。兩種實(shí)驗(yàn)方案的整體思路大致相同，即都通過(guò)先調(diào)整、后恢復(fù)影響因素的方式驗(yàn)證假設(shè)的正確性，但具體操作方法仍存在差別。

第一種實(shí)驗(yàn)方案如下：（1）溫度對(duì)酶活性的影響。實(shí)驗(yàn)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(jì)、酒精燈、石棉網(wǎng)、三腳架。實(shí)驗(yàn)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(gè)燒杯中，用酒精燈加熱其中一個(gè)燒杯使水溫達(dá)到100 ℃，同時(shí)在另一個(gè)盛有清水的燒杯中放入冰塊；③將兩支試管分別放入兩個(gè)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(lán)色。

（2）酸堿度對(duì)酶活性的影響。實(shí)驗(yàn)材料：3%的過(guò)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(shí)驗(yàn)步驟：①將3%的過(guò)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(wú)氣泡產(chǎn)生。

第二種實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)材料與第一種實(shí)驗(yàn)方案相同，但操作步驟與第一種實(shí)驗(yàn)方案存在差別，具體如下：

（1）溫度對(duì)酶活性的影響。實(shí)驗(yàn)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(gè)燒杯中，用酒精燈加熱其中3 個(gè)燒杯，使水溫分別達(dá)到30 ℃、70 ℃、100 ℃，同時(shí)在另外一個(gè)盛有清水的燒杯中放入冰塊；③將4 支試管分別放入4 個(gè)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(lán)色。

（2）酸堿度對(duì)酶活性的影響。①將3%的過(guò)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(wú)氣泡產(chǎn)生。（注：只是呈現(xiàn)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)步驟，不做詳細(xì)介紹）

（六）項(xiàng)目多元化評(píng)價(jià)和總結(jié)

對(duì)于微項(xiàng)目的評(píng)價(jià)，采取小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行。學(xué)生根據(jù)在展示過(guò)程中的記錄，經(jīng)過(guò)各小組內(nèi)部討論后給出有關(guān)每個(gè)成果展示小組的評(píng)價(jià)意見(jiàn)。隨后，筆者再進(jìn)行最終評(píng)價(jià)，指出各小組存在的問(wèn)題。評(píng)價(jià)主要包括以下七個(gè)方面：（1）實(shí)驗(yàn)假設(shè)是否合理；（2）實(shí)驗(yàn)思路是否正確；（3）實(shí)驗(yàn)步驟是否嚴(yán)密；（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有證明力；（5）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋是否正確，是否能夠驗(yàn)證或者否定假設(shè)；（6）實(shí)驗(yàn)操作是否具備可行性；（7）實(shí)驗(yàn)是否具備改進(jìn)的可能性，以及是否有具體實(shí)施方案。

微項(xiàng)目1和微項(xiàng)目2存在的問(wèn)題主要為操作步驟存在瑕疵。各小組在設(shè)計(jì)“酸堿度對(duì)酶活性的影響”的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，均忽略了對(duì)雞肝研磨液酸堿度的調(diào)整，容易導(dǎo)致在酸堿緩沖劑的作用下實(shí)驗(yàn)效果不明顯。同時(shí)，部分小組在設(shè)計(jì)“溫度對(duì)酶活性的影響”的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，忽略了對(duì)淀粉酶溶液溫度的調(diào)整，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在課堂的最后，筆者進(jìn)行統(tǒng)一總結(jié)，既總結(jié)本章節(jié)的主要知識(shí)，指出需要重點(diǎn)掌握的內(nèi)容，又總結(jié)兩個(gè)微項(xiàng)目的探究情況，說(shuō)明各小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題。

（七）項(xiàng)目成果完善和反饋練習(xí)

項(xiàng)目成果完善和反饋練習(xí)均為課后學(xué)習(xí)階段需要完成的步驟。通過(guò)評(píng)價(jià)階段的集中討論、教師的補(bǔ)充評(píng)價(jià)和講解，學(xué)生可以找出自身微項(xiàng)目成果中存在的錯(cuò)誤及其形成原因，并在課后對(duì)項(xiàng)目成果做進(jìn)一步完善，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施做好準(zhǔn)備。在此階段，筆者還為學(xué)生布置了聯(lián)系生活的課后任務(wù)，要求學(xué)生找出可以反映溫度影響酶活性的生活實(shí)例，以加深他們對(duì)本章節(jié)知識(shí)的理解。

總之，微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式能有效地提高學(xué)生的探究參與率，真正讓學(xué)生創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，使學(xué)生敢于充分展示自我，發(fā)揮自己的個(gè)性特長(zhǎng)，真實(shí)表達(dá)自己的見(jiàn)解，大膽設(shè)想。即使有時(shí)學(xué)生的有些設(shè)想和嘗試不合理，教師也不應(yīng)打擊他們，這時(shí)可以通過(guò)他們之間存在的差異，引導(dǎo)他們提出疑問(wèn)、相互補(bǔ)充以求完善，使學(xué)生在探究中達(dá)到訓(xùn)練思維和提高能力的目的。這樣也能避免將探究性實(shí)驗(yàn)改為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的一貫做法。本次微項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的應(yīng)用實(shí)踐取得了較好的效果，也證明了此種學(xué)習(xí)模式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)具有正向作用。雖然學(xué)生的項(xiàng)目學(xué)習(xí)成果存在不足，但整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情況良好。學(xué)生以小組合作的形式，根據(jù)有限的實(shí)驗(yàn)介紹自行收集資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并共同克服困難，鍛煉了探究能力。學(xué)生根據(jù)其他小組的成果展示，通過(guò)討論和對(duì)比，審視他人實(shí)驗(yàn)方案的合理性，查找自己實(shí)驗(yàn)方案的缺陷，鍛煉了科學(xué)思維能力。此外，筆者經(jīng)過(guò)反思，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中仍然存在著一些問(wèn)題，如共同探究過(guò)程中成績(jī)薄弱的學(xué)生探究主動(dòng)性不高，依賴成績(jī)優(yōu)異的學(xué)生，以及小組劃分標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于單一等。這需要在以后的教學(xué)實(shí)踐中逐步改進(jìn)。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。