基于微项目学习的实验教学——以“探究蚂蚁的觅食行为”为例

柏 洁

（无锡市梅里中学 江苏无锡 214112）

微项目学习是指学生以微项目为基础进行的系统性学习，学生在完成相关微项目的同时学习新知识、发展新思维、习得新能力，使学生的学习从传统的学科性学习走向综合性学习，从单纯的文本式学习走向体验式学习，从规定的标准化学习走向个性化学习。因此，微项目学习正成为育人方式和教学变革的重要探索领域之一。

“探究蚂蚁的觅食行为”是苏科版《生物学》八年级上册第十七章第二节“动物的行为”中的一个探究实验。该实验可操作性高，大部分教师选择让学生根据教材指引按部就班进行实验。由于缺乏深层思考，很多学生虽然亲自动手操作，但对实验仍然陌生。这样的浅层学习，自然无法提升学科核心素养。因此，笔者以“微项目学习”的方式，通过“合理规划——明晰流程——自主实操”的微项目学习思路（表1），让学生关注真实世界，在强调掌握概念和深度理解的同时，引导学生敬畏自然，理解生命。

表1 微项目学习思路

1 真实情境的实验激发

在本微项目实验的“观察与提问”环节，教师先播放项羽“乌江自刎”的影视片段，联系蚂蚁“聚集成字”的典故，给学生提供一个真实的问题情境：蚂蚁为什么会聚集起来，形成“项羽自刎于此”六个大字呢？《史书·项羽本纪》中记载项羽的想法是：天亡我，非战之错！同学们，你的想法是什么呢？难道真的是天意吗？

学生将其与已有的知识经验——蚂蚁觅食行为相联系，点明蚂蚁围聚在一起只是单纯的觅食行为，是生物的本能。教师顺势导入生物学实验“探究蚂蚁的觅食行为”。教师利用一个故事将实验情境化，以小组为单位模拟解决实际问题：蚂蚁为什么会有这样的行为呢？它是如何寻找食物的？蚂蚁对不同的食物是否有选择？教师从而引导学生确定了一个以“探究蚂蚁的觅食行为”为主题的微项目学习，使学生立足于学生的生活，在真实情境中解决真实的问题。这样既按照教材内容遵循知识发展规律，又对来自生活的内容进行了必要的改造，使学生将微项目学习与实际生活有机结合，使学生的学习和生活真正“立”起来。

2 互动开放的实验设计

在微项目实验的“猜想与假设”环节，教科书的实验步骤“提出问题”中，虽然写明：提出一个与蚂蚁觅食有关的需要探究的问题。但随即举出例子：蚂蚁的觅食与食物的气味、颜色有关吗？这样的描述容易限制学生的思维，仅围绕这两个相关问题选取实验材料进行探究。因此，上课之初，教师在PPT中展示“项目超市”（表2），请学生根据自己感兴趣的问题，选取适合的微项目进行探究。如此，学生的思维被打开，提出很多自己感兴趣的问题，如蚂蚁的觅食与食物的味道有关吗。教师及时追问：什么叫做味道呢？一般意义上的味道指味觉，包括甜味、苦味、酸味、咸味等。并补充：人们虽然常说酸甜苦辣，但“辣”不属于味觉，其实是一种痛觉。这样一个小小的讨论虽基于书本，却又高于书本，便于学生初步感知深度学习。

表2 项目超市表

在“计划与组织”环节，八年级的学生早已有成熟的套路，边讨论边在探究活动单上写下小组的初步方案，这样的设计似乎毫无难度。此时，教师观察各个微项目小组的实验设计情况，列举观察到的各组不同操作方法，引导学生对比、分析，并及时纠正各组一些不科学、不可行的做法。学生以微项目小组为单位交流，共同完善、修改计划（表3）。学生在亲身体验中理解了“实验思路”与“实验方案”有何不同，实现了深度学习。

表3 部分微项目小组实验设计

在设计开放性的实验时，学生会有更强的参与感和成就感，能很好地发挥主观能动性，往往会涌现出许多奇思妙想。当然，也存在个别微项目小组是完全照搬书本的实验设计的。但即使如此，对学生而言也是有意义的，毕竟重复实验本身也是很重要的科研环节。

3 自主规划的实验实施

在微项目的“事实与证据”环节，考虑到该实验思路基本理顺、实验操作难度不高，且需要一定的观察时间，因此，教师在课堂上并不准备实验材料，而是鼓励学生利用课余时间，走出教室、走进自然，在自己居住的小区内或者附近的公园等地实施计划，进行课后延伸实验。这样不仅使课堂时间更加充裕，师生交流更加充分，同时也能保证课后的实验活动更加自由，实验条件更加开放。

课上，教师可以引导学生开展深度交流：为什么不在教室进行实验呢？学生可能会有各种合理的解答：自然环境中，蚂蚁不受其他因素影响，保证实验结果的准确性（避免无关因素干扰）。学生在交流时就能真正理解：为什么写实验设计非要加一句“其他无关变量相同且适宜”的套话，明白控制无关变量的重要性与必要性。也有部分学生从人与自然和谐相处、爱护小动物等角度分享交流……开放性的问题、引导式的教学给了学生更多的思维空间和自我表现的机会，使学生充分发挥主动性和创造性，激发学生自主的深度学习。

通过自主规划开放性的实验，学生对实验专业要求的理解较以前更加深刻了。例如，针对探究技能中的“定量观察：在实验探究中，为了探究蚂蚁喜欢的食物，学生需要统计蚂蚁的数量”与“定性观察；为了证明蚂蚁是如何发现喜欢的食物的，还需要确定食物的气味、颜色等特征”。学生通过实验操作，对自身实验设计时操作步骤的“可行性”“合理性”有了深刻的理解，对“控制无关变量”这类空洞的套话有了直观的认识。

4 同伴合作的实验反思

第二课时，教师邀请学生将自己课后观察到的实验现象拍照投屏，通过最后环节“建模与解释”“表达与交流”来验证微项目实验的猜想与假设（图1）。教师可引导学生思考：根据图片推测一下，他们探究的是什么问题？并分析讨论，实验材料的选取是否合理？实验结果是否与自己小组的一致？如果不一致，应该如何改进？……

图1 验证微项目实验的猜想与假设的流程图

以实验材料为例，有学生选择“红糖”与“白糖”，以探究蚂蚁的觅食行为与食物颜色的关系；有学生选择“白糖”与“白米”，以探究蚂蚁的觅食行为与食物气味的关系。学生头脑风暴后，一致觉得实验选材还有待斟酌，因为红糖、白糖的气味有差异；白糖、白米的形态不同。深层次的思考与交流让学生意识到，为保证实验结果的准确性与客观性，需要制定更为周密细致的实验方案。

以实验步骤为例，有小组随机捏取白糖与食盐，放在蚂蚁的洞穴附近。这种描述其实是不科学的。其他小组的学生补充，自己小组使用托盘天平称取等量的白糖与食盐，保证实验材料用量的一致性。也有小组点明需要放置在距离蚂蚁洞穴相等距离的位置，保证实验目标达成距离的一致性。这样可帮助学生理解“等量且适量”“单因子变量”这种描述在实际操作中需要注意的问题。

最后，教师组织小组讨论、反思从最初的实验设计到最终的实验操作之间所做出的调整措施及原因，将“根据小组最终实验的实际操作过程，写出优化、可行的实验方案”作为课后作业。反复的修改与完善让学生理解生物学实验的评价不只是看是否掌握了实验的基本步骤和相关操作技术，还要看是否形成了合作的意识、分享的意识、独立思考的意识和综合分析运用的意识。

通过此次微项目实验，学生的生物学学科核心素养得到了培养和提高：通过猜想与假设，学生以小组合作探究的方式共同解决实际问题，培养了批判思维与合作能力；在计划与组织中，通过寻找蚂蚁洞穴、观察蚂蚁觅食行为等实验操作，培养了生命观念与社会责任；表达与交流环节中的深度讨论，通过头脑风暴将已有的知识迁移到新的情境中，规划新方案、解决新问题，培养了在真实情境下对知识进行理解和运用能力……教师要鼓励学生团队合作、动手实践，为解决未来复杂问题做好准备。