借力项目式学习提升生物学核心素养之生命观念

摘 要：项目式学习以建构主义学习理论为基础，是提升学生核心素养的重要途径。本文以高中生物两大必修模块为载体，精选主题，例谈如何借力项目式学习，培育学生“生命的物质观”“生命的信息观”“结构与功能相适应”等生命观念，促成核心素养的落地。

关键词：项目式学习;核心素养;生命观念;高中生物

一、背景介绍

生物学是一门基础自然学科，其发展过程波澜壮阔、研究成果丰富多样，对社会产生了巨大的影响。《普通高中生物学课程标准》（2017版2020年修订）明确指出：核心素养为宗旨。可见，核心素养已然成为一个统率教育改革的上位概念，引领并拉动课程教材改革、教学方式变革、教师专业发展、教学质量评价等关键教育活动[1]。传统生物学课堂中单一的讲授式教学手段使教与学的过程枯燥、低效，更遑论对学生核心素养的培育。在核心素养为宗旨的理念下，教学亟需新的血液。

项目式学习（Problem-Based Learning，缩写为PBL）起源于美国，它以建构主义理论为指导，是指学生围绕一个具有挑战性的问题，以学科概念与原理为中心，在通过探究活动、合作交流等形式创造性地解决问题、设计公开成果的过程中形成对核心知识深刻理解的一种学习模式[2]。项目式学习在较短的时间内风靡全球，对世界各国的课堂教学、课程改革产生了极大的影响，已成为传统课堂教学的重要补充[3]。

二、借力项目式学习模式，谈生物学核心素养之生命观念的培育

生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，是学科育人价值的集中体现。作为生物学科核心素养的重要组成，生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或者解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法[4]。高中生物“分子与细胞”“遗传与进化”这两大模块，是培育学生生命的物质观、生命的信息观、结构与功能观等诸多生命观念的重要介质和载体。生命观念的形成有助于帮助学生更好地认识生命世界，有利于世界观和自然观的形成，进而指导解决实际问题。

项目式学习的组织开展一般包括六个环节：①寻找核心知识;②形成本质问题并将其转化为驱动性问题;③澄清项目的高阶认知策略;④确认主要的学习实践;⑤明确学习成果及公开方式;⑥设计覆盖全程的评价。本文以高中生物两大必修模块为载体，通过项目题，例谈如何借力项目式学习，培育学生“生命的物质观”“生命的信息观”“结构与功能相适应”等生命观念，促成核心素养的落地。

（一）借力项目式学习，强化生命的物质观

一切复杂的生命都有其物质基础——各种元素和化合物构成了细胞的物质基础、遗传物质的化学组成和结构是遗传与变异的物质基础。由此，教师可组织引导开展项目式学习以突破难点、建立遗传和进化的大概念。

以“遗传和变异的物质基础”为核心开展项目式学习，学生可以依托具体的情境，如“三倍体无籽西瓜是因为注射了避孕药吗？” “如何理解孟德尔工作的跨时代性？”等，由教师引领学生开展小组合作探究。为解决这些问题，学生必会重走遗传学的发展历程：早期的融合遗传观点→孟德尔的豌豆杂交实验、分离定律与自由组合定律→减数分裂的发现→萨顿的假说→摩尔根的果蝇杂交实验，至此，学生对遗传的细胞学基础便有了深刻认识。学生再继续探寻，将会了解遗传物质主要是DNA，进而了解沃森和克里克的DNA双螺旋模型→DNA半保留复制的证明→遗传密码的破译→中心法则的确立→基因突变、基因重组和染色体变异等，至此，学生对遗传和变异的认识便到了分子水平。

可以说，宏观世界的现象，都有其在微观世界、分子水平的物质基础。对海量资料进行整理、内化后以符合逻辑的形式展示出来，对展示成果进行生生互评等，这对于项目式学习小组成员而言都是巨大的挑战，但磨炼的过程即是能力的提升过程、生命的物质观的生成过程。

（二）借力项目式学习，认可生命的信息观

生命是物质、信息和能量的统一体。生物体从亲代继承的主要是信息，生物体的生长、发育、代谢、生殖都是在这套遗传信息的控制下进行的。DNA和RNA等物质，只是遗传信息的载体而已[4]。对此，教师组织学生进行项目式学习，培养学生的生命信息观。

以“信息角度认识生命的本质”为核心开展项目式学习，学生可以借助具体的情境？如：“镰刀形细胞贫血症的根本原因真的是DNA上仅仅一个碱基对的替换？” “猫叫综合征仅仅是因为5号染色体上的一小段缺失？”等开展调查。在小组合作探究、查阅收集资料阶段，学生除教材和网络资源外，还可研读《自私的基因》等经典书籍，完成对生命本质由表及里的探寻：生物体结构和功能的基本单位是细胞→细胞中的细胞核是遗传信息库、是生物体代谢和遗传的控制中心→DNA中的碱基对排列顺序即为遗传信息→DNA中哪怕是一个碱基对的改变都有可能通过转录、翻译影响到蛋白质，进而影响到生物体的性状。DNA是遗传信息的载体，而从信息的角度看，无论是动物、植物还是微生物，亦都是承载着DNA的活动的载体。生老病死、世代交替的过程中，个体是会消亡的，而遗传信息会传递。随着调查的深入，学生也如抽丝剥茧般找到分子生物学、生物信息学等多个生物学在微观领域不断纵深的成果，逐步建立生命的信息观，深刻认识到生命不仅是物质的，生命更是信息的。

（三）借力项目式学习，领悟结构与功能观

结构与功能相适应。因此，研究自然现象时，学生不仅要能基于结构去认识和推测功能，还要能够基于功能再推测和研究结构，并且更进一步地，以这种观点指导和解决生产实践中的具体问题。

以“例证生物体结构与功能相适应”为核心开展项目式学习，教师引导学生在生活化的情境下，如：“运动员的心率为何比一般人低？”“DNA的双螺旋结构是如何预测到其半保留复制方式？”，开展合作、探究。通过资料收集与对资料的内化重组，学生对结构与功能相适应这一观念的领悟在细胞层面、遗传物质层面均有体现。在细胞层面，“动力车间”线粒体总是在肌细胞等耗能较大的细胞中特别发达;细胞膜的流动镶嵌模型与细胞的生長发育、物质运输等高度适配。在遗传物质层面，DNA的双螺旋结构与其作为遗传物质必备的稳定性相适应;DNA中碱基对千变万化的排列顺序成就了生物多样性;DNA结构的变化及染色体变异导致了生物性状的变异等。学生在举例佐证的过程中，不仅强化了结构与功能相适应的观点，也体会到了这一观念在科研中的应用，如：沃森和克里克根据双螺旋结构提出了半保留复制假说;达尔文根据某种兰花特化的细长花矩推测自然界必然存在口器与此相匹配的昆虫[4]。通过项目式学习，学生得以在主动探究、深刻理解、逻辑化输出的过程中强化了结构与功能相适应的生命观念。

结束语

生命观念是重要的生物核心素养之一，通过以“遗传和变异的物质基础”“信息角度认识生命的本质”“例证生物体结构与功能相适应”为核心而开展的项目式学习，很好地培育了学生“生命的物质观”“生命的信息观”“结构与功能相适应”等生命观念。因此，组织好、开展好项目式学习，不仅是提升学生核心素养的重要手段，也是立德树人的重要途径。

参考文献

[1]褚宏启，张咏梅，田一.我国学生的核心素养及其培育[J].中小学管理，2015（9）：4-7.

[2]陈尚宝.项目式学习引导课堂改革：以深圳市盐田区学校实践为例[J].中小学校长，2018（6）：61-63.

[3]滕珺，刘华蓉.对项目式学习的再认识：“学习”本质与“项目”特质[J].中小学管理.2018（2）：15-18.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社.2018.

作者简介：胡超明（1991—），女，硕士研究生学历，中学一级教师。

本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年度课题“项目式学习模式在高中生物学单元教学中的实践与研究”（课题编号：FJJKXB20-1038）。