石進(jìn)德
(廈門市杏南中學(xué),福建 廈門 361024)
項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是指圍繞某個(gè)核心概念、實(shí)驗(yàn)過(guò)程或教學(xué)環(huán)節(jié),以新情境下的項(xiàng)目活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)完成項(xiàng)目任務(wù),促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí),形成系統(tǒng)化、工程性理念的一種學(xué)習(xí)方式。[1]項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為學(xué)生提供融入真實(shí)情境的學(xué)習(xí)體驗(yàn),有助于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問(wèn)題,形成和理解科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)。此外,項(xiàng)目學(xué)習(xí)要求學(xué)生具備良好的科學(xué)思維能力,以富有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目任務(wù),促進(jìn)科學(xué)思維的進(jìn)一步發(fā)展。
“種子的萌發(fā)”為人教版七年級(jí)上冊(cè)《生物學(xué)》第三單元第二章第一節(jié)的內(nèi)容,通常是課堂上進(jìn)行“種子萌發(fā)的環(huán)境條件和自身?xiàng)l件”的教學(xué),安排學(xué)生課后進(jìn)行“探究種子萌發(fā)條件”的實(shí)驗(yàn),但因缺乏跟蹤指導(dǎo),該探究實(shí)驗(yàn)“形同虛設(shè)”。為此,根據(jù)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)理念,筆者嘗試實(shí)踐與研究項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)策略,以“明確學(xué)習(xí)目標(biāo),設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)問(wèn)題→厘清項(xiàng)目資源,設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)方案→課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)探究,完成項(xiàng)目活動(dòng)任務(wù)”等開(kāi)展“種子的萌發(fā)”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。
《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011 年版)》(下文簡(jiǎn)稱課程標(biāo)準(zhǔn))明確提出:以對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)、提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)為宗旨,組織學(xué)生開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“種子的萌發(fā)”的教學(xué)要求是“描述種子萌發(fā)的條件和過(guò)程,建議開(kāi)展種子萌發(fā)條件的探究活動(dòng)”。[2]因此,設(shè)計(jì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)為:①根據(jù)相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求,嘗試設(shè)計(jì)合理的探究種子萌發(fā)的實(shí)驗(yàn)方案。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案開(kāi)展探究種子萌發(fā)條件的實(shí)驗(yàn),舉例說(shuō)明植物種子萌發(fā)條件及過(guò)程。③討論分析提高種子發(fā)芽率和打破種子休眠的方法。
本項(xiàng)目活動(dòng)問(wèn)題是:在觀察的基礎(chǔ)上提出種子萌發(fā)可能需要的環(huán)境條件,并設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)種子萌發(fā)必需的環(huán)境條件和自身?xiàng)l件、種子發(fā)芽率的計(jì)算方法和打破種子休眠的方法。[2]
根據(jù)課程基本理念及課程內(nèi)容要求,設(shè)計(jì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)及項(xiàng)目活動(dòng)問(wèn)題,旨在幫助學(xué)生了解種子萌發(fā)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),初步形成“生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念,樹(shù)立珍愛(ài)生命的意識(shí)。學(xué)習(xí)對(duì)照實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方法,以及探究種子萌發(fā)條件的方法,提高科學(xué)思維能力與科學(xué)探究能力。并能聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際,了解優(yōu)選種子、提高種子萌發(fā)率的方法。
項(xiàng)目活動(dòng)問(wèn)題確立后要進(jìn)一步厘清項(xiàng)目資源,即了解學(xué)生對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)情況以及學(xué)習(xí)需求,明晰開(kāi)展項(xiàng)目活動(dòng)所需的知識(shí)與資源的支撐。厘清項(xiàng)目資源是設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)方案的前提和必要條件,通過(guò)創(chuàng)設(shè)系列問(wèn)題情境有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)方案。
通過(guò)小學(xué)科學(xué)課程的“觀察種子的萌發(fā)”及七年級(jí)“種子植物”的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)種子的結(jié)構(gòu)及其萌發(fā)條件與過(guò)程有一定的感性認(rèn)識(shí),初步具備科學(xué)探究知識(shí)與能力。需要提供有關(guān)實(shí)驗(yàn)材料、創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境與學(xué)習(xí)任務(wù),幫助學(xué)生學(xué)習(xí)如何選擇種子、設(shè)計(jì)探究種子萌發(fā)條件對(duì)照實(shí)驗(yàn)的原則及方法,初步了解對(duì)照組設(shè)置、控制無(wú)關(guān)變量等方法及其意義,準(zhǔn)確表述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)結(jié)論,正確認(rèn)識(shí)種子萌發(fā)條件及其過(guò)程。
設(shè)計(jì)“探究種子的萌發(fā)”項(xiàng)目活動(dòng)方案之前,指導(dǎo)學(xué)生思考討論:①可能影響種子萌發(fā)的外界環(huán)境因素是共同作用的結(jié)果還是單因素作用的結(jié)果?②任何一個(gè)環(huán)境因素的缺失都將導(dǎo)致種子萌發(fā)的失敗嗎?③如何設(shè)計(jì)單因素缺失實(shí)驗(yàn)?④如何根據(jù)已有條件合理選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備?并要求學(xué)生根據(jù)“探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件”項(xiàng)目記錄表,提出探究問(wèn)題、作出探究假設(shè),嘗試設(shè)計(jì)“探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件”項(xiàng)目活動(dòng)方案。
厘清項(xiàng)目資源,以便根據(jù)學(xué)生學(xué)情及教學(xué)條件,合理設(shè)計(jì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng),挖掘課程資源,針對(duì)性地運(yùn)用有效措施激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,主動(dòng)參與項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng),學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)方案的方法,體驗(yàn)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性,確保項(xiàng)目活動(dòng)高效、有序地開(kāi)展。
布置學(xué)習(xí)任務(wù),要求學(xué)生課外:①閱讀教科書第14 頁(yè)至16 頁(yè),復(fù)習(xí)“科學(xué)探究”“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”的定義及要求。②預(yù)習(xí)教科書第88 頁(yè)至94 頁(yè)。③班級(jí)4 個(gè)小組即為探究項(xiàng)目組,各選派4 位同學(xué)組成4 個(gè)探究活動(dòng)小組,分別選擇綠豆、豌豆、胡蘿卜及大豆種子開(kāi)展“種子的萌發(fā)”探究活動(dòng)。教師準(zhǔn)備上述4 種植物的種子各30 粒為實(shí)驗(yàn)材料,指導(dǎo)學(xué)生圍繞項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo),根據(jù)設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件,合理設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)方案。要求學(xué)生充分利用身邊合適的廢舊物品、全組成員共同準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)裝置;種子要浸泡一定時(shí)間后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn);科學(xué)合理地設(shè)計(jì)對(duì)照組;及時(shí)做好探究實(shí)驗(yàn)記錄。
課堂上指導(dǎo)學(xué)生討論分析“探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析種子萌發(fā)必需的條件,進(jìn)行種子的挑選及土壤水肥管理等項(xiàng)目學(xué)習(xí)。
首先,各小組代表介紹本組課前實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題、假設(shè)及實(shí)驗(yàn)裝置,其他小組結(jié)合本組實(shí)驗(yàn)提出質(zhì)疑或困惑問(wèn)題,進(jìn)行研討與評(píng)價(jià)。[3]發(fā)現(xiàn)有的小組沒(méi)有選擇大小適宜的裝置盛放實(shí)驗(yàn)材料。學(xué)生討論后認(rèn)為:實(shí)驗(yàn)材料僅是30 粒種子,應(yīng)選用與普通電腦鼠標(biāo)大小相仿的茶葉盒子或者是300ML 大小的空礦泉水瓶即可。通過(guò)討論與評(píng)價(jià),幫助學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)范、科學(xué)地設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案的工程學(xué)知識(shí),明確科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的適宜原則。
其次,各小組代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果,分析討論得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:種子萌發(fā)需要溫度、水分、空氣與一定的光照。并要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以加水的量、不同的溫度、是否有空氣、光照的強(qiáng)弱等探究條件為橫坐標(biāo),不同條件下種子萌發(fā)數(shù)量為縱坐標(biāo)繪制“種子萌發(fā)率”的柱狀圖。以數(shù)學(xué)模型直觀地、簡(jiǎn)化地表征種子萌發(fā)需要適宜的溫度、一定水分、光照及充足的空氣,體現(xiàn)數(shù)學(xué)與生物學(xué)相融合的教育價(jià)值。
進(jìn)一步創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境:環(huán)境條件適宜情況下種子沒(méi)有全部萌發(fā)的原因是什么?指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)的“未萌發(fā)的種子的形態(tài)結(jié)構(gòu)”及種子萌發(fā)的環(huán)境條件,思考討論得出:種子萌發(fā)需要具有活性的、完整的胚,以及不處于休眠期等自身?xiàng)l件。再設(shè)問(wèn):根據(jù)種子萌發(fā)條件,你認(rèn)為大面積種植蔬菜前應(yīng)開(kāi)展什么工作?指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)種子的發(fā)芽率計(jì)算方法,并簡(jiǎn)要介紹大面積播種蔬菜種子后,合理施肥、科學(xué)管理的方法。
課堂教學(xué)結(jié)束時(shí),指導(dǎo)學(xué)生課后處理實(shí)驗(yàn)材料的方法,如種植已萌發(fā)的種子,激發(fā)學(xué)生形成珍愛(ài)生命的意識(shí)與責(zé)任感。
拓展延伸課堂上對(duì)種子萌發(fā)條件與過(guò)程的學(xué)習(xí),指導(dǎo)學(xué)生課后復(fù)習(xí)科學(xué)探究一般過(guò)程,以概念圖的形式總結(jié)種子萌發(fā)的自身?xiàng)l件與環(huán)境條件(如圖1)。
圖1 種子萌發(fā)的條件
同時(shí),要求學(xué)生課后改進(jìn)探究實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題,深入開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)。如有一小組學(xué)生以豌豆種子為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)光照的種子萌發(fā)率是75%,而有光照的種子萌發(fā)率是96%,出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤。針對(duì)此問(wèn)題,介紹有關(guān)研究表明:豌豆種子萌發(fā)與光無(wú)關(guān),但不是所有的種子萌發(fā)皆與光照條件無(wú)關(guān),比如煙草種子等的萌發(fā)就需要一定的光照條件。指導(dǎo)該組學(xué)生重點(diǎn)控制對(duì)照實(shí)驗(yàn)的條件,要求課后繼續(xù)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。其他組學(xué)生課后就“探究不同光質(zhì)對(duì)種子萌發(fā)的影響”等創(chuàng)新課題進(jìn)行深入的研究。該組學(xué)生經(jīng)探究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無(wú)光照一組進(jìn)行遮光處理時(shí),因空氣和濕度改變而導(dǎo)致出現(xiàn)上述錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,若將兩組實(shí)驗(yàn)的條件嚴(yán)格控制為單一變量“是否有光”時(shí),兩組種子的萌發(fā)率則是相同的。
通過(guò)“種子的萌發(fā)”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng),學(xué)生在完成項(xiàng)目活動(dòng)任務(wù)、解決項(xiàng)目活動(dòng)問(wèn)題的過(guò)程中,習(xí)得有關(guān)種子萌發(fā)條件的知識(shí),更重要的是學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、觀察與記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、歸納和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的方法,以及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)統(tǒng)計(jì)、整理生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立數(shù)學(xué)模型解決生物學(xué)問(wèn)題的方法,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、合作、交流能力。
綜上所述,通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的火花,開(kāi)拓思辯能力,開(kāi)創(chuàng)真探究、善研究的教學(xué)模式。學(xué)生在參與項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中,由個(gè)體的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為小組的主動(dòng)學(xué)習(xí),由表層學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為深度學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)生發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)。[4]