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基于生物核心素养的微项目学习探析

来源:用户上传      作者:邱晓华

微课程教学法是翻转课堂本土创新的理论和方法,是云计算环境下,以宏观课程微观组织、三大模块、参与式学习为主要特征的教学方法,其研究对象是单位课时教学活动。[1]微课程教学法倡导课前学习知识,课堂内化知识、拓展综合能力和发展核心素养,即课前学生根据“自主学习任务单”中具体精准的达成目标和问题导向的学习任务,以及教师提供的配套学习微视频等,完成自主学习知识的任务;课内主要依据“课堂学习任务单”的达成目标,通过完成“课堂学习任务单”的学习任务,实现知识内化和能力拓展。“课堂学习任务单”中有检测(基础达标)、进阶(横向拓展)、微项目学习(协作探究与展示交流)等,微项目学习是微课程教学法借鉴项目学习成果创造的微型项目学习活动[2],它汲取项目学习精华:真实情境、协作探究(或创造)和成果展示。在微项目学习活动中,教师提供关键素材,创设真实的协作探究环境,由学生组建团队,通过在该环境里完成一个开放式项目的经历来学习。[3]

“微项目学习”的设计探析

例如,在教学人教版必修1第五章第一节《降低化学反应活化能的酶》第二课时“酶的特性”时,笔者设计了“如何把隔宿的牛奶污渍洗干净”的探究主题。因为用洗衣粉去除衣服上的污渍是学生在生活中都会遇到的问题,他们自然会比较感兴趣。笔者用实验来模拟真实情境,学生则通过设计实验,分组探究。通过比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,得出酶的作用;通过在不同种加酶洗衣粉中加碱性蛋白酶其洗涤效果好,说明酶具有专一性;通过不同水温的比较,更好地感知温度对酶活性的影响。基于此,笔者创设了如下的情境:

老师很喜欢喝牛奶。但是,昨天吃早餐的时候,不小心把牛奶泼到了衣服上,选择哪种类型的洗衣粉能够更有效地洗掉衣服上的污渍?选择什么温度的水洗涤比较好?请你给老师提供一个有效方案。先请设计相关的实验方案,并说明理由,再通过实验证明方案的可行性。

实验材料:相同材质且被牛奶污染的布料、加碱性蛋白酶洗衣粉、加脂肪酶洗衣粉、加淀粉酶洗衣粉、加混合酶洗衣粉、热水、温水和冷水等。

要求:小组分工协作,记录过程,用实验数据说明选择某种洗涤方式的原因。

微项目学习的实践与反思

1.微项目学习的教学实践过程

在准备实验的时候,笔者发现牛奶洒在布料上,只会使布料颜色加深、布料变硬,放到洗衣粉溶液中后完全看不出奶渍,所以,笔者改用酸奶,酸奶洒在布料上的效果比较明显,实验中也容易观察污迹洗涤情况。

在准备洗衣粉时,笔者没有找到不同种类的加酶洗衣粉。所以,在微项目学习的“实验材料”中把“不同种加酶洗衣粉”改成了“加酶洗衣粉和普通洗衣粉”,而对不同种加酶洗衣粉洗涤酸奶渍的探究,只能在微项目学习的最后再进行延伸,具体情境如下:

老师很喜欢喝酸奶。但是,昨天吃早餐的时候,不小心把酸奶泼到了衣服上,选择哪种类型的洗衣粉能够更有效地洗掉衣服上的污渍?选择什么温度的水洗涤比较好?请你给老师提供一个有效方案。先请设计相关的实验方案,并说明理由,再通过实验证明方案的可行性。

实验材料:相同材质且被酸奶污染的布料、加酶洗衣粉和普通洗衣粉、热水、温水和冷水等。

要求:小组分工协作,记录过程,用实验数据说明选择某种洗涤方式的原因。

延伸:如果有不同种加酶洗衣粉(加碱性蛋白酶洗衣粉、加脂肪酶洗衣粉、加淀粉酶洗衣粉、加混合酶洗衣粉),要探究哪种洗衣粉洗涤酸奶渍的效果最好,我们该如何设计实验?

课堂上,学生进入微项目学习。由于刚学过探究实验的原则,学生很快就能设计出相应的实验方案,大体有两种:一种是设置六组实验,分别将加酶洗衣粉和普通洗衣粉加入冷水、温水、热水中来洗涤酸奶渍,并观察洗涤效果;另一种是先比较加酶洗衣粉在不同水温下的洗涤效果,再在温水条件下比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果。

两种方案都设计得很有道理,也注意到了设计实验的科学性和准确性,注意到了自变量、因变量和无关变量,并遵循单一因子变量和控制变量等实验原则。但是,到了实际操作的时候还是出现了很多问题,如有些组虽然在每个烧杯中所加洗衣粉的量是相等的,但是由于洗衣粉加得太多,用玻璃棒搅拌后全是泡沫,很难观察酸奶渍的大小以及是否去除。

在实验中,大家都发现了一个很难控制的无关变量,即用玻璃棒搅拌的力度。有些组六个烧杯由同组的六名学生每人负责一个,虽然做到了搅拌相同时间,但是很难保证搅拌的力度一致,所以实验结果也就没有了说服力。有些组是让一名学生搅拌,他们把六块有酸奶渍的污布同时放到了六个盛有洗衣粉溶液的烧杯中,然后让一名学生挨个搅拌相同的时间,然后把污布捞出来观察酸奶渍的洗涤情况,这样操作由于污布在洗衣粉溶液中的浸泡时间不同也影响了实验结果。

还有一个因素导致了很多组来不及完成实验,即来不及观察洗涤效果。观察洗涤效果有两种情况,一种是去除相同污渍所用时间长短,还有一种是相同时间,去除污渍的多少。很多組学生选择了第一种,他们搅拌一段时间,用玻璃棒把污布捞出来看一下,觉得没完全去除酸奶渍,又放进去搅拌,结果花了很长时间,污渍还是没有彻底去除,时间也就来不及了。很遗憾,这个探究实验虽然学生们动手做了,但是由于实验中遇到了各种问题,没有一个组的实验与大家的预测一致。

在交流展示环节,各组都分享了自己的困惑和实验中遇到的问题,在全班同学的热烈讨论中,大家探索出了一个有效的实验方案(如下表)。课后,很多学生提出来想重新做这个探究实验,所以,学生利用课外时间重新做了一遍实验。7个小组中,5个做出来的效果都不错。

2.微项目学习的教学反思

(1)学科核心素养在微项目学习中“落地”

通过“如何把隔宿的牛奶污渍洗干净”的微项目学习,学生在模拟真实情境中解决生活实际问题的同时,深刻地感知了酶的特性。学生在设计实验的过程中,要考虑到实验的科学性和准确性,在实验过程中遇到了很多问题,致使实验结果与预想的相差很大,但是,他们能发挥集体的智慧,找出问题所在,并探索合理的实验方案,很好地发展了科学思维能力和科学探究素养,也提高了动手实践的能力和团队合作的能力。学生能够基于生物学认识做出理性解释和判断,有了解决生产生活问题的责任担当和能力。生物学科的核心素养——“生命观念、科学思维、科学探究和社会责任”就在“如何把隔宿的酸奶污渍洗干净”的微项目学习中实实在在地“落地”了。

从以上实例可见,要想设计出一个有价值的微项目学习活动,至少应考虑到如下四个方面:①不能太简单,要具有可探究性;②不能太烦琐,要具有可操作性;③要让学生感兴趣,具有可参与性;④要与所学内容联系密切,具有学科学习的可拓展性。

(2)微项目学习能让学习成绩和核心素养比翼齐飞

从2016年至2019年,江苏生物高考卷分别有牛仔裤用酶洗呈现“穿旧”效果、利用稻田生态系统净化鱼塘尾水、根据生态系统原理治理水质恶化、通过尿检血检判断是否患糖尿病、与免疫系统分子刹车有关的肿瘤免疫逃逸机制等试题,2020年和2021年试题则聚焦新冠病毒免疫。其实这些高考题都是一个个“微项目”,所以,经过微课程教学法培养出来的学生在高考中应该会取得更好的成绩,因为他们一直在做这方面的训练,培养了很强的解决实际问题的能力和很好的核心素养。

微项目学习让学生在探究真实问题的过程中,通过运用学科知识而同化顺应为自身能力,从而提升举一反三的迁移能力,这样在高考中遇到新的情境才会不紧张、不畏惧,才能得心应手地灵活运用相应生物知识解答问题。微项目学习是高阶思维,做题是低阶思维,有了高阶思维的训练,做低阶思维题自然能得心应手、从容应对。

总之,只有教师不断提高自身的专业素养和技能,不断钻研实践微课程教学法,在教学实践中探索研究,才能设计出一个个有效的、有价值的微项目学习课题,让核心素养在完成项目的探究中落地,让学习成绩和核心素养比翼齐飞。

参考文献:

[1]金陵.翻转课堂与微课程教学法[M].北京:北京师范大学出版社,2015:108.

[2][3]马莉莉.基于微项目学习的翻转课堂设计策略——以《自然界的水循环》一课为例[J].中国信息技术教育,2018(15-16):71-76.

本文为江苏省教育科学“十三五”规划重点资助课题“学习科学视域下发展学生高阶思维的路径研究”(课题立项编号:R-a/2020/03)的阶段性研究成果。


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