（南京市寧海中學(xué) 江蘇南京 210024）

項(xiàng)目式教學(xué)（Project-Based Learning，PBL）是一種設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，倡導(dǎo)利用現(xiàn)實(shí)生活的素材和情景開展生物學(xué)教與學(xué)，注重發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)作為一種新型的學(xué)習(xí)方式，圍繞一個(gè)真實(shí)的具體的問題展開，能有效地促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和核心素養(yǎng)的形成。因此，筆者結(jié)合校園樓頂花園部分植物入冬問題的思考，創(chuàng)建真實(shí)教學(xué)情境，設(shè)置7個(gè)層層推進(jìn)的教學(xué)任務(wù)，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計(jì)樓頂溫室的初步思路，引導(dǎo)學(xué)生在探究中學(xué)，做中學(xué)和在合作中學(xué)，從而深入理解本節(jié)課內(nèi)容，發(fā)展思維能力，培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

1 教學(xué)內(nèi)容

“影響光合作用的環(huán)境因素”是2019年版蘇教版生物《必修1·分子與細(xì)胞》第三章第四節(jié)的主要內(nèi)容，重點(diǎn)要求學(xué)生復(fù)習(xí)光合作用的過程，分析影響光合作用的環(huán)境因素有光照、CO2濃度、溫度、水分、礦質(zhì)元素等，并能聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)踐，解決日常生活中的植物花卉生長、過冬等問題。教師聯(lián)系學(xué)校實(shí)際，創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識、合作嘗試設(shè)計(jì)校園小型溫室方案，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力，并培養(yǎng)學(xué)生一定的社會責(zé)任觀念。

2 教學(xué)目標(biāo)

①通過觀察、搜集、材料分析，用所學(xué)知識分析光合作用原理在生產(chǎn)中的應(yīng)用。

②通過讀題、識圖、析圖，獲得解決坐標(biāo)題的解題經(jīng)驗(yàn)，嘗試探究影響植物光合作用的因素，培養(yǎng)從坐標(biāo)圖中獲取信息、處理信息、表達(dá)和運(yùn)用信息的能力。

③理解各因素是如何影響光合作用強(qiáng)度，關(guān)注生活環(huán)境，關(guān)注環(huán)境保護(hù)等社會問題。

3 教學(xué)過程

教師以花園植物遭受凍害為引子，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識嘗試設(shè)計(jì)小型溫室。并以設(shè)計(jì)溫室為真實(shí)的項(xiàng)目，在課堂上開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將項(xiàng)目分解為多個(gè)教學(xué)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題并解決問題。教學(xué)流程如圖1所示。

圖1 教學(xué)流程圖

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

教師展示學(xué)校樓頂花園中雪后吊蘭、綠蘿、多肉等凍死的照片：一草一木皆是生命，為了減少再次下雪后的凍害，我們可以做些什么呢？有學(xué)生回答：可以搭建一間溫室。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)校樓頂?shù)幕▓@植物是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下種植的，有花卉、蔬菜等。教師利用雪后一些植物的受災(zāi)情況引起學(xué)生共情，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生給運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念和社會責(zé)任。

3.2 設(shè)置教學(xué)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生解決問題

教師將本節(jié)課的學(xué)習(xí)分成7個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，層層推進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，始終圍繞校園溫室設(shè)計(jì)這個(gè)真實(shí)情境的主線，引導(dǎo)學(xué)生通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)鞏固、探索新知，從光照、CO2濃度、溫度、水分、礦質(zhì)元素等方面思考環(huán)境因素對光合作用的影響，啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思維，促進(jìn)學(xué)生開展科學(xué)探究，運(yùn)用已學(xué)習(xí)的知識，設(shè)計(jì)學(xué)校溫室的可行性方案，強(qiáng)化學(xué)生的生命觀念和社會責(zé)任，進(jìn)一步提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.2.1 復(fù)習(xí)鞏固，初步分析

教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)光合作用的過程，從而提出影響光合作用的環(huán)境因素并初步完成思維導(dǎo)圖（圖2）。學(xué)生總結(jié)、歸納后，確定影響光合作用的環(huán)境因素有光照、CO2濃度、溫度、水分、礦質(zhì)元素等。教師在黑板上繪制思維導(dǎo)圖，并追問：那么，這些環(huán)境因素是如何對光合作用產(chǎn)生影響的？我們又能得到哪些啟發(fā)，設(shè)計(jì)并完善校園溫室設(shè)計(jì)方案呢？

圖2 “影響光合作用的環(huán)境因素”的思維導(dǎo)圖

3.2.2 概念教學(xué)，模型建構(gòu)

教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書，總結(jié)建構(gòu)光合作用速率、凈光合作用速率和呼吸速率等概念。引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)三者之間的關(guān)系，并嘗試畫概念圖。

3.2.3 觀看視頻，分析實(shí)驗(yàn)

教師播放探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響的實(shí)驗(yàn)視頻。學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，光合作用速率越強(qiáng)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，建構(gòu)光照強(qiáng)度影響光合作用的曲線（圖3）。教師展示氣體進(jìn)出葉綠體和線粒體的示意圖（圖4），引導(dǎo)學(xué)生找出兩圖的對應(yīng)關(guān)系。

圖3 光照強(qiáng)度對光合作用的影響

圖4 氣體進(jìn)出葉綠體和線粒體的示意圖

接著，學(xué)生自主閱讀教科書中的相關(guān)內(nèi)容，回答教師提出的問題：除了增加光照強(qiáng)度以外，還有哪些措施是利用了光照對光合作用的影響促進(jìn)植物充分利用光能的？這些措施對設(shè)計(jì)校園溫室有什么啟示？

3.2.4 分析曲線，討論措施

教師展示CO2濃度對光合作用的影響曲線（圖5），引導(dǎo)學(xué)生思考：除了光這個(gè)環(huán)境因素以外，還有其他環(huán)境因素也會影響光合作用。CO2的濃度影響了光合作用的哪個(gè)過程？

圖5 CO2濃度對光合作用的影響

學(xué)生討論后，得出結(jié)論：CO2影響了光合作用的暗反應(yīng)，即卡爾文循環(huán)的過程。在一定范圍內(nèi)，植物光合速率隨環(huán)境中CO2濃度的上升而增加；CO2濃度達(dá)到一定值后，再增加CO2濃度，光合速率不再增加。教師追問：以上結(jié)論對設(shè)計(jì)校園溫室大棚有哪些啟示？你有哪些可行性措施？學(xué)生分小組討論并回答：可以加強(qiáng)通風(fēng)、施有機(jī)肥、夜間加干冰等。

此時(shí)，有學(xué)生提出：可以飼養(yǎng)一些小動物，達(dá)到增加CO2濃度的目的。教師隨即指出，如果是郊區(qū)是可以的，市區(qū)的學(xué)校樓頂種植小動物是不允許的，還要考慮到周邊居民的生活不被影響，從而加深學(xué)生社會責(zé)任的概念。

3.2.5 聯(lián)系實(shí)際，合作討論

教師展示一張新疆哈密瓜的圖片，提出問題：新疆的哈密瓜為什么那么甜？

學(xué)生分小組討論，并回答：新疆屬于內(nèi)陸地區(qū)，晝夜溫差比較大。溫度影響酶活性，進(jìn)而影響光合作用速率和呼吸速率。可以適當(dāng)保持晝夜溫差、陰雨天適當(dāng)降低溫室溫度的方法，來增加有機(jī)物的積累。

教師追問：這對于校園溫室的設(shè)計(jì)有什么啟示？學(xué)生聯(lián)想到可以添加控溫設(shè)備，使溫室白天的溫度提高、夜間的溫度降低。

3.2.6 閱讀材料，分析問題

教師展示資料，并提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考：水既是光合作用的原理，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)。缺水會導(dǎo)致植物萎焉，使光合速率下降。水分能夠影響氣孔開閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體。N是酶、NADPH和ATP的重要組成成分，葉綠素中也有N；P是葉綠體膜、NADPH和ATP的重要組成成分，Mg是葉綠素分子的重要組成成分。根據(jù)以上材料，可以得到哪些啟示？

學(xué)生討論后，回答：種植時(shí)要注意合理灌溉和合理施肥?？梢远嗍┯袡C(jī)肥；也可以用每天的剩菜和多余的水果漚制有機(jī)肥，不僅提供了礦質(zhì)營養(yǎng)，還利用了微生物的分解作用增加CO2濃度。

教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考，拓展學(xué)生的思維：在澆水時(shí)，要注意“見干見濕”的原則，防止?jié)菜^多導(dǎo)致“爛根”；在施肥的時(shí)候一定要充分稀釋，否則的話植物會“燒苗”。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，還可以采用輪作的方式，合理充分利用土壤中的營養(yǎng)成分。

3.2.7 綜合分析，初步形成方案

教師提出問題：在自然條件下，影響光合作用的環(huán)境因素有很多。在一定條件下，往往有一個(gè)因素是最關(guān)鍵的因素，分析圖6中多因子對光合作用影響時(shí)的關(guān)鍵因素依次是什么？接著，引導(dǎo)學(xué)生綜合考慮環(huán)境因素對光合作用的影響，幫助學(xué)生初步形成校園溫室的設(shè)計(jì)方案。

圖6 多因子對光合作用的影響

3.3 歸納總結(jié)，提升素養(yǎng)

教師總結(jié)影響光合作用強(qiáng)度的五大因素（光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度、水分、礦質(zhì)元素），并要求學(xué)生嘗試應(yīng)用生物學(xué)知識解決實(shí)際問題：綜合考慮環(huán)境因素對光合作用的影響，初步形成校園溫室的設(shè)計(jì)方案，小組合作完成，討論并交流展示。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課運(yùn)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方法，創(chuàng)設(shè)了真實(shí)情境，提出了現(xiàn)實(shí)問題——校園花園植物如何越冬？教師創(chuàng)設(shè)了一個(gè)問題解決的環(huán)境，啟發(fā)學(xué)生利用生物學(xué)知識嘗試設(shè)計(jì)溫室，將課堂知識延伸到生活中，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)過程中設(shè)置了圍繞真實(shí)情境的教學(xué)任務(wù)，以問題為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，通過真實(shí)的項(xiàng)目，促進(jìn)學(xué)生聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際進(jìn)行學(xué)習(xí)，體驗(yàn)生物學(xué)知識能夠運(yùn)用到實(shí)踐中指導(dǎo)生產(chǎn)。

建構(gòu)主義的教學(xué)觀強(qiáng)調(diào)，真實(shí)的情境有利于幫助學(xué)生在解決問題的過程中活化知識。學(xué)生通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，變事實(shí)性知識為解決問題的工具，從而完成對新知識的意義構(gòu)建，以及對原有知識經(jīng)驗(yàn)的改造和重組，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的改變，培養(yǎng)社會責(zé)任感、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。