韋佼宏

摘 要：“三新”背景下，將項目式教學(xué)與高中生物實驗教學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)特色教學(xué)模式——項目式實驗教學(xué)“六步”模式：選定項目—制訂計劃—活動探究—產(chǎn)品制作—成果交流—活動評價。并在實驗教學(xué)“利用果膠酶制備沃柑系列產(chǎn)品”中實踐這一模式，促進師生的多元化發(fā)展，提高了師生的創(chuàng)造力、合作能力、生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：項目式教學(xué)；高中生物；實驗教學(xué)；“六步”模式

在全面踐行“新課程、新教材、新高考”理念的背景下，教師可以通過研讀新課程標(biāo)準(zhǔn)，挖掘新教材，建立具有本學(xué)科特點、個人風(fēng)格的特色教學(xué)模式，并在一線教學(xué)中踐行[1]。生物作為“3+1+2”新高考模式重要科目，應(yīng)創(chuàng)新多元化教學(xué)模式，促進學(xué)生扎實掌握生物基本概念、基本原理，并鼓勵學(xué)生將知識遷移到實際中，從而提高師生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

項目式教學(xué)是在老師的指導(dǎo)下，將一個相對獨立的項目交由學(xué)生自己處理，學(xué)生通過該項目的進行，了解并把握整個過程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求。實驗課是直觀展示生物學(xué)趣味的課堂，給學(xué)生提供自己動手、直接觀察的機會。通過實驗，學(xué)生對課本上的知識有了切身體會，并且直觀感受到了知識，讓人看到了事物的本質(zhì)。將項目式教學(xué)與高中生物實驗教學(xué)結(jié)合起來，同時創(chuàng)設(shè)真實的情境，以情境驅(qū)動項目任務(wù)的開展，引導(dǎo)學(xué)生進行信息的收集、方案的設(shè)計、項目實施及最終評價。

一、項目式實驗教學(xué)“六步”模式的構(gòu)建

“項目式教學(xué)”最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”。具體表現(xiàn)在：素養(yǎng)目標(biāo)、驅(qū)動性問題、持續(xù)探究、全程評估。通過在實驗教學(xué)中不斷地實踐和思考，結(jié)合其他優(yōu)秀經(jīng)驗，筆者初步總結(jié)出項目式實驗教學(xué)開展的“六步”模式。

項目式實驗教學(xué)“六步”模式為：選定項目—制訂計劃—活動探究—產(chǎn)品制作—成果交流—活動評價。每一步又可以細(xì)分出多個環(huán)節(jié)：選定項目（學(xué)生調(diào)查、文獻調(diào)研、現(xiàn)狀調(diào)查、項目確立），制訂計劃（任務(wù)分配、課前學(xué)習(xí)、完善計劃），活動探究（實驗初探、提出問題、解決問題、得出結(jié)論），產(chǎn)品制作（產(chǎn)品、論文），成果交流（線上交流、線下交流），活動評價（個人評價、項目組內(nèi)評價、教師評價、項目成果評價）。按照這一模式，可以有效實施高中生物實驗，從而提高師生的“生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任”這四個維度的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、“六步”模式的教學(xué)實踐

下面以“果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”這一實驗的開展為例，詳細(xì)介紹項目式實驗教學(xué)“六步”模式。

（一）第一步：選定項目

“果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”選自人民教育出版社，普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書、選修1、生物技術(shù)實踐、專題4、課題1“果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”。本課是舊版教材內(nèi)容，但屬于“酶的研究與應(yīng)用”，實踐性強，可作為新教材“酶的特性”的進一步拓展，體現(xiàn)了普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的基本理念——“教學(xué)過程重實踐”。授課對象為高二學(xué)生，他們在知識方面具備了酶的基礎(chǔ)知識、基本的實驗操作知識，缺乏復(fù)雜探究性實驗的方案設(shè)計、改進等知識。在能力方面開展過影響酶活性因素的簡單的實驗，卻未開展過酶的最適用量探究等復(fù)雜探究性實驗。同時還開展了一系列前期調(diào)查，并最終確定項目主題及內(nèi)容。具體操作如下：

1.學(xué)生調(diào)查：課前，利用問卷星對學(xué)生進行調(diào)查，了解學(xué)生果膠酶知識的掌握情況，并選擇廣西特色水果沃柑作為實驗材料。沃柑作為廣西的非主要農(nóng)作物品種之一，已經(jīng)在廣西柑橘產(chǎn)區(qū)廣泛種植。

2.文獻調(diào)研：沃柑的成熟期從2月到3、4月，特殊的到7、8月份，由于收獲的季節(jié)性強，容易造成積壓滯銷、腐爛變質(zhì)。水果的加工技術(shù)，如果汁、果脯、果酒、果醋等，可以緩解產(chǎn)銷矛盾。以《中國知網(wǎng)》為文獻調(diào)研平臺，輸入關(guān)鍵詞“沃柑”，顯示搜索結(jié)果564條，目前針對沃柑的研究主要集中在栽培技術(shù)，關(guān)于沃柑加工、沃柑果汁產(chǎn)品的文獻顯示為0。

3.現(xiàn)狀調(diào)查：利用網(wǎng)絡(luò)平臺調(diào)查沃柑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢和氣候條件成就了品質(zhì)優(yōu)良、果實漂亮、耐貯耐運的廣西武鳴沃柑，2019年國家知識產(chǎn)權(quán)局商標(biāo)局第1665號公告確定“武鳴沃柑”獲準(zhǔn)注冊為地理標(biāo)志證明商標(biāo)，2022年，廣西的第一條沃柑果汁生產(chǎn)線投入生產(chǎn)，廣西沃柑產(chǎn)品的加工仍處于起步階段，發(fā)展前景廣闊[2]。

4.項目確立：從課本立足于果膠酶實驗轉(zhuǎn)向沃柑產(chǎn)品的制作，在充分分析產(chǎn)品原料——沃柑的特點后，延伸出多個實驗方向，并整合了高中生物必修和選修教材的相關(guān)實驗。利用果膠酶制備沃柑果汁及其衍生產(chǎn)品，探索沃柑產(chǎn)品加工的方法、途徑，能將理論結(jié)合實際，幫助學(xué)生更深入理解課本知識的同時，也為廣西沃柑產(chǎn)品的實際開發(fā)提供新思路和理論基礎(chǔ)，同時也能激發(fā)學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)、建設(shè)家鄉(xiāng)的熱情。最終同學(xué)們將項目主題確定為“利用果膠酶制備沃柑系列產(chǎn)品”，并以子項目的形式開展。5個子項目包括：沃柑果汁成分及理化性質(zhì)的鑒定、果膠酶作用條件及用量的探究、沃柑果肉及果醬罐頭的制作、沃柑果皮精油的提取、沃柑果酒的制作。

（二）第二步：制訂計劃

1.任務(wù)分配：首先，確定各子項目的人員，明確項目任務(wù)，并建立QQ交流群。接著，下發(fā)實驗相關(guān)表格及學(xué)業(yè)評價量表，幫助學(xué)生更有目標(biāo)地開展探究實踐活動。

2.課前學(xué)習(xí)：在QQ交流群上傳視頻、文獻等資料，利用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生在課外先學(xué)習(xí)實驗的理論知識，再進一步查閱文獻資料，設(shè)計出初步的實驗方案。

3.完善計劃：通過召開項目計劃交流會，由各個子項目分別展示自己設(shè)計的項目計劃，再通過相互討論，最終完善子項目計劃。

（三）第三步：活動探究

子項目開展過程包括“四環(huán)節(jié)”：實驗初探、提出問題、解決問題、得出結(jié)論。筆者以“子項目1：沃柑果汁成分及理化性質(zhì)的鑒定”的開展過程為例，介紹子項目開展的一般過程。

1.實驗初探

學(xué)生根據(jù)原實驗方案開展實驗，利用斐林試劑測沃柑果汁是否含有還原糖，利用雙縮脲試劑測沃柑果汁是否含有蛋白質(zhì)，利用目測法對比果膠酶處理前后的沃柑果汁顏色、澄清度變化。得出了初步的實驗結(jié)果：酶處理后的果汁，淀粉含量減少、脂肪含量和蛋白質(zhì)含量變化不明顯。實驗只能定性，無法對成分進行定量比較。

2.提出問題

學(xué)生進一步提出疑問：沃柑果汁有還原糖等，如何對果汁總糖進行測定？如何定量檢測還原糖的含量？果汁的澄清度如何對比？

3.解決問題

（1）測還原糖：利用比色法

先配制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用斐林試劑顯色，隨著葡萄糖濃度增加，磚紅色不斷加深，由此得到一組比色管。果膠酶處理前后的沃柑果汁利用斐林試劑顯色后，通過與比色管顏色比對即可得出果汁中還原糖的相對含量。結(jié)論：未用酶處理的沃柑果汁還原糖含量相當(dāng)于含有葡萄糖0.04g/mL，果膠酶處理后沃柑果汁中相當(dāng)于含有葡萄糖0.06g/mL。

（2）測果汁總糖：利用手持折光儀

手持折光儀，可測糖度和酒度，它操作簡單、效果明顯、價格便宜。用法：打開折光儀前端蓋板，滴入溶液，合上蓋板，對準(zhǔn)光源即可觀察結(jié)果。也可將手機鏡頭對準(zhǔn)目鏡，拍攝實驗結(jié)果的照片。最終得出結(jié)論：果膠酶處理后的沃柑果汁的糖度升高，由9%變?yōu)?5%，即果膠酶處理后的每100克沃柑果汁中含有15克可溶性糖。

（3）對比顏色、澄清度：利用手機App取色

“取色”可以將顏色轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，不同溶液可以得出不同的顏色數(shù)值，從而實現(xiàn)溶液顏色的定量對比。學(xué)生原本的思路是，利用電腦中的PS軟件對照片取色，但由于對比的是照片，色差很大。于是另一位同學(xué)提出，可以在手機上安裝取色App，進行實時取色。本實驗利用的App是“實時取色器”。利用這個App取色后，可以得到多種顏色數(shù)據(jù)，但我們主要參考的是“ARGB”值：R（red）紅色、G（green）綠色、B（blue）藍(lán)色。顏色數(shù)值越小，說明透光度越小，顏色越深。操作方法：打開手機中安裝的“實時取色器”App，選擇“實時取色”功能，就會出現(xiàn)一個取色框，將取色框?qū)?zhǔn)待測溶液，就可以生成相應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)。

利用這一方法，學(xué)生對比了果膠酶處理前后的沃柑果汁，最終得出結(jié)論：果膠酶處理后，沃柑果汁顏色變淺，澄清度提高。

4.得出結(jié)論

子項目1的最終結(jié)論為：酶處理后的沃柑果汁淀粉含量減少、脂肪含量和蛋白質(zhì)含量變化不明顯，糖度上升66.7%，還原糖上升50%，pH值由4.1變?yōu)?.4，酶處理后的果汁澄清度也提高了。

其他4個子項目也以以上形式開展，并得出相應(yīng)實驗結(jié)果。

（四）第四步：產(chǎn)品制作

不同于課本利用氫氧化鈉、鹽酸調(diào)節(jié)pH值，本實驗利用食品級檸檬酸、檸檬酸鈉調(diào)節(jié)，提高了食品的安全性，更接近實際的產(chǎn)品生產(chǎn)。利用加熱消毒的方法對產(chǎn)品消毒，并利用消毒回收的果汁瓶、罐頭瓶進行包裝，為此，學(xué)生特地設(shè)計并手繪了精美的產(chǎn)品外包裝。根據(jù)沃柑甘甜多汁的特點，學(xué)生以廣西壯族飾品繡球為原型，為沃柑產(chǎn)品設(shè)計出了具有廣西民族特色、南寧特色的品牌——邕秀，以及產(chǎn)品logo。

最終，學(xué)生制備了5種沃柑產(chǎn)品：果汁、果酒、果肉罐頭、果醬罐頭、精油，并通過數(shù)據(jù)換算，為產(chǎn)品制作了簡單的營養(yǎng)成分表。撰寫了2篇實驗論文：《果膠酶的作用條件及用量的探究》《沃柑果皮精油的提取》。

（五）第五步：成果交流

通過開展產(chǎn)品交流會進行現(xiàn)場交流，各項目分別展示并介紹了項目開展情況、項目成果，同時進行項目成果的自評與互評。

成果交流不局限于校內(nèi)開展。一方面，學(xué)生在實驗QQ群實時記錄、溝通實驗，分享成果。另一方面，學(xué)生將實驗的照片、視頻、論文等資源發(fā)布到微信公眾號、B站等，讓學(xué)生成果得以在更大的平臺交流、展示。

（六）第六步：活動評價

利用學(xué)業(yè)評價表，從個人評價、項目組內(nèi)評價、教師評價、項目成果評價這四個方面，以及項目各環(huán)節(jié)等多維度開展綜合評價，并對學(xué)生的項目成果進行評分。

學(xué)生通過分析沃柑的特點，利用果膠酶制備出一系列沃柑產(chǎn)品，將理論應(yīng)用于實踐。通過設(shè)計實驗方案、構(gòu)建模型，在實驗探究中發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題并設(shè)法解決，形成批判性、創(chuàng)造性和建模思維。通過數(shù)據(jù)建模、產(chǎn)品包裝、廣告設(shè)計等跨學(xué)科合作活動，促進了學(xué)生的多元化發(fā)展。沃柑產(chǎn)品制備中的實驗探究，為廣西沃柑產(chǎn)品的實際開發(fā)提供新思路和理論基礎(chǔ)，同時激發(fā)學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)、建設(shè)家鄉(xiāng)的熱情。

三、“六步”模式教學(xué)中的創(chuàng)新

1.教學(xué)方法的創(chuàng)新

實驗教學(xué)以項目式教學(xué)為主線，并使用翻轉(zhuǎn)課堂模式，通過線上與線下相結(jié)合的方式，讓學(xué)生先自行查閱資料，觀看實驗視頻完成自學(xué)，讓學(xué)生在實驗課堂上有更充分的時間開展合作探究。還融合了STEAM教育理念，創(chuàng)設(shè)真實的情境，讓學(xué)生融合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識，解決生產(chǎn)中的實際問題[3]。

2.實驗內(nèi)容的創(chuàng)新

從課本立足于單一理論知識轉(zhuǎn)向理論的應(yīng)用，讓學(xué)生以制備出實際產(chǎn)品或成果為目標(biāo)，充分挖掘課本知識與生產(chǎn)實踐的聯(lián)系。通過資料查閱，讓學(xué)生整合高中生物必修和選修課的相關(guān)實驗，還可以延伸出多個實驗方向，實現(xiàn)知識的深度學(xué)習(xí)和整合。

3.學(xué)業(yè)評價設(shè)計的創(chuàng)新

以普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)業(yè)質(zhì)量水平為依據(jù)，設(shè)計學(xué)業(yè)評價量表，從個人評價、項目組內(nèi)評價、教師評價、項目成果評價這四個方面，以及項目各環(huán)節(jié)等多維度開展綜合評價。并對學(xué)生的項目成果評分。通過評價提升了學(xué)生項目式學(xué)習(xí)和教師教的效果，體現(xiàn)了“學(xué)業(yè)評價促發(fā)展”二生物學(xué)教學(xué)理念。

4.實驗教學(xué)與信息技術(shù)的深度融合

項目前期利用問卷星對學(xué)生進行調(diào)查，利用中國知網(wǎng)進行充分的文獻調(diào)研，利用網(wǎng)絡(luò)平臺進行產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的調(diào)查。項目實施過程中師生各種問題的交流，利用了QQ交流群實時記錄、溝通。項目成果的展示不局限于校內(nèi)，將成果資料發(fā)布到微信公眾號、B站等媒體平臺，讓學(xué)生成果得以在更大的平臺交流、展示。這些信息技術(shù)的使用，突破了實驗教學(xué)的常規(guī)限制，拓展了實驗教學(xué)的深度和廣度。

結(jié)束語

項目式教學(xué)適用于大部分高中生物實驗的教學(xué)，但是要充分開展需要充足的前期準(zhǔn)備，僅利用課內(nèi)時間，難以充分開展。所以，如何高效開展項目式實驗教學(xué)是值得深思的?？梢詮囊韵聨讉€方面著手：（1）精選實驗內(nèi)容：教師要研究新教材的相關(guān)實驗，找到幾個適合開展項目式教學(xué)的實驗內(nèi)容。不必集中在一個學(xué)期開展所有實驗，可以結(jié)合本校實際，在教學(xué)計劃允許的范圍內(nèi)分批次開展。（2）做好學(xué)生實驗培訓(xùn)：在條件允許的情況下，對學(xué)生的實驗操作進行規(guī)范培訓(xùn)。也可以通過實驗知識競賽、實驗操作競賽的形式，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)實驗操作知識。學(xué)生實驗技能的提升，可以有效提高實驗課的效率。

傳統(tǒng)生物實驗教學(xué)，以幾個同學(xué)為單位展開，不同學(xué)生的動手能力、參與度都較難進行評價，也很難以試驗成功與否進行量化評價。項目式實驗教學(xué)“六步”模式，可以在每一步開展過程中都設(shè)置評價維度，并利用測評反饋工具，讓師生自評與互評。但是在評價過程中要尊重個體差異，進行相對評價和激勵性評價。

參考文獻

[1]羊城派.教育部：29個省份實現(xiàn)新課程新教材新高考“三新同步”[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1744054855710271625&wfr=spider&for=pc.[2022.09.16].

[2]南寧日報.南寧首條沃柑果汁自動生產(chǎn)線開榨[DB/OL].http：//www.gx.xinhuanet.com/2022-03/04/c_1128436172.htm.[2022.03.04].

[3]劉正云.中小學(xué)校創(chuàng)客空間的評價研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2016.

本文系廣西教育科學(xué)規(guī)劃2021年度自籌經(jīng)費一般課題（C類）（批準(zhǔn)文號：桂教科學(xué)[2021]1號）“項目式教學(xué)在高中生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究”（立項編號：2021C600）成果論文。