微项目学习模式在高中生物教学中的实践应用

安徽省萧县中学（235200） 张学刚

微项目学习模式是指借助微课，通过自学或小组合作学习的方式完成微项目问题任务的新型学习模式。由于项目学习模式（Project-Based Learning，简称PBL）涉及的知识内容多，所以其学习活动耗费时间长，在课堂教学中实施的难度较大［1］。而微项目学习模式则不同，它是项目学习模式中具体学习项目的细分化子项，包含的知识内容较少，不仅缩短了学习时间，而且也降低了学习难度，可以较好地融入课堂教学。本文尝试将微项目学习模式应用于“酶的特性”这一章节的课堂教学，以期为一线教师培养学生生物学学科核心素养提供参考与借鉴。

一、微项目学习模式的实施步骤

微项目学习模式的实施共分为九个步骤，主要集中于课前、课中以及课后三个学习阶段。课前学习阶段包括微项目的选择、微课制作和学生分组、学习新课、收集资料、完成项目任务五个步骤；课中学习阶段包括项目成果展示、项目多元化评价两个步骤；课后学习阶段包括项目成果完善、反馈练习两个步骤。

二、微项目学习模式的实践应用

（一）微项目的选择

人教版教材中“酶的特性”章节要探究的内容较多，传统教学所用课时较多，一节内容约需3 课时，甚至更多。按照传统课程教学安排顺序，前两个课时学习酶的作用和酶的本质以及酶的专一性和高效性，而“探究影响酶活性的条件”（温度和酸碱度对酶活性的影响）常放在第三课时。在第一、第二课时学生已经学习了酶的作用和本质以及酶的部分特性，并且初步学习了对照实验的设计。为了实现培养学生生物学学科核心素养的具体目标，教师可结合教学实际，引导学生自主设计实验，让学生分组进行思考探讨，然后再进行不同组之间的交流评价，让他们在实验探究的基础上总结出结论。对于“探究影响酶活性的条件”实验，教材的建议是用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH 对酶活性的影响，所以在选材时要充分考虑所设定的条件对相关酶的影响，以及对底物自身的影响，另外影响酶活性的条件不是只有温度和pH，酒精、重金属、射线、微波等物理或化学因素也同样会影响酶的活性。这样，可以使学生深入地理解酶的空间结构被破坏是酶永久失活的原因。在引导学生设计实验时，除了要考虑教材上的实验提示、学生实验中常出现的错误程序和方法，还要充分考虑不同学生之间的能力差异，准备多样的材料用具，引导学生设计出新颖独到的实验方案，为后续的细胞呼吸和光合作用的学习打下基础，同时让学生树立“结构与功能相适应”这一生命观念。这也说明了教材是一种教学工具，教师不能一味地教教材，应创造性地应用教材。根据“降低化学反应活化能的酶”章节的知识构成和知识特征，笔者将微项目聚焦在影响酶的活性的因素上，并选择以下两个实验设计微项目供学生探究学习：1.酶的活性是否受温度、酸碱度的影响；2.在温度、酸碱度恢复的条件下，酶是否能够恢复活性。微项目1 为课前项目，要求学生在课前设计出实验方案；微项目2为课堂项目，要求学生在课堂中设计出实验方案。

（二）微课制作和学生分组

微课是学生课前学习的重要资源，教师可根据所设置的微项目灵活选择微课的内容并制作好微课，以引导学生更好地进行微项目学习。结合本章节已设置的微项目，笔者将微课内容分为两个部分：一是有关酶的作用、本质等的前期已学知识，为学生学习本章节知识做好铺垫；二是有关酶的特性、影响因素等的新知识，但与实验相关的内容只包含可能涉及的材料、仪器的介绍，而不包含对相关实验设计与操作的具体讲解。在微课结尾部分，笔者导入了微项目1。

为了便于教学活动的组织，笔者按照“同组异质”“座位最小变动”原则对学生进行分组。“同组异质”，即每个小组应包含不同生物学习水平的学生。笔者以生物成绩作为划分小组的首要标准，并据此标准将学生分为优（成绩高于80 分）、中（成绩高于60 分且低于80 分）、差（成绩低于60 分）三个层次，确保各小组均含有不同层次的学生。“座位最小变动”，即以前后座位6 人为一组，最大限度地保持座位不变。只有在小组成员不满足“同组异质”条件的情况下，才对小组成员的座位进行调整，以减少课堂时间的占用。

（三）学习新课、收集资料以及完成项目任务

学习新课、收集资料以及完成项目任务三个步骤主要由学生在课前完成。学习新课是完成项目任务、取得项目成果的基础。学生自主学习，通过观看微课完成新知识的学习。在自主学习期间学生若对相关内容产生疑问，可在课前与小组其他成员讨论，共同解决问题。经过讨论，仍无法解答的疑问，学生可以向教师请教。在学习新知识后、探究项目任务前需要收集资料的，学生还可以通过图书馆、网络等途径收集必要的资料，为完成项目任务做好准备。在正式教学开始前，各小组应完成项目任务，以便在课堂上展示项目成果。

在教学实践中，笔者要求学生以小组合作的方式收集资料和完成项目任务。让学生以小组合作的方式完成项目任务，一方面可以减少生物成绩差、学习能力弱的学生的探究障碍，充分实现小组成员之间的互补，增强学生的合作意识；另一方面也可以促使学生在课前就项目任务进行充分沟通，从而节约课堂时间，提高项目成果展示效率。

（四）微项目1的成果展示

课堂教学开始后，笔者随机抽取三个小组，由各小组代表分别展示项目成果，包括实验的设计思路、器具和材料、具体步骤、结论等内容。如果小组代表表述不完整或错误，其他小组成员还可以做必要补充。同时，其他小组学生在观看、听取小组代表展示项目成果的过程中，不仅应记录三个小组项目成果的优缺点，形成初步的评价结果，为形成最终评价做好铺垫，还应通过对比查找自己所在小组的项目成果是否存在不足之处。从实际情况来看，三个小组的探究思路大致相同，总体探究结果较好。对于酶的活性受温度、酸碱度影响的实验方案，三个小组均能够合理确定实验变量，排除干扰因素，正确确定淀粉和淀粉酶、过氧化氢和鸡肝研磨液两种验证方法各自适用的验证问题。

（五）微项目2的探究及成果展示

1.微项目2的探究

在展示微项目1 成果的基础上，笔者进一步为学生导入微项目2，要求学生首先在小组内讨论酶的活性是否能够恢复，在得出一致意见后，再共同设计验证实验。在讨论和设计过程中，当学生遇到无法解决的问题时，笔者给予必要的帮助。对于酶的活性是否能够恢复，各小组讨论的结果有以下三种：（1）在温度或酸碱度恢复后，酶的活性可以恢复；（2）在温度或酸碱度恢复后，酶的活性无法恢复；（3）当温度或酸碱度在一定范围内变化时，酶的活性可以恢复，若超出特定范围则无法恢复。

2.微项目2的成果展示

首先按照探究结论对小组进行分类，然后再从剔除微项目1 成果展示小组的各类别小组中，随机抽取三个小组对微项目2 的项目成果进行展示，以确保教学面向全体学生。微项目2 的展示内容、过程与微项目1 相同。从展示结果来看，三个小组均能够在微项目1 的基础上设计出实验方案，三个实验方案可划分为两种类型。两种实验方案的整体思路大致相同，即都通过先调整、后恢复影响因素的方式验证假设的正确性，但具体操作方法仍存在差别。

第一种实验方案如下：（1）温度对酶活性的影响。实验材料：3%的淀粉溶液、2%的淀粉酶溶液、冰块、清水、试管、试管夹、烧杯、温度计、酒精灯、石棉网、三脚架。实验步骤：①将淀粉溶液、淀粉酶溶液分别装入两支试管中；②分别装适量清水到两个烧杯中，用酒精灯加热其中一个烧杯使水温达到100 ℃，同时在另一个盛有清水的烧杯中放入冰块；③将两支试管分别放入两个烧杯中，静置保温5 min；④分别混合试管中的溶液后，再分别滴加碘液，观察是否出现蓝色。

（2）酸碱度对酶活性的影响。实验材料：3%的过氧化氢溶液、20%的鸡肝研磨液、5%的盐酸溶液、5%的氢氧化钠溶液、试管、试管夹、胶头滴管、量筒、pH 试纸。实验步骤：①将3%的过氧化氢溶液装入两支试管中；②在两支试管中分别滴入2 mL 5%的盐酸溶液、氢氧化钠溶液；③在两支试管中滴入20%的鸡肝研磨液，观察有无气泡产生。

第二种实验方案的实验材料与第一种实验方案相同，但操作步骤与第一种实验方案存在差别，具体如下：

（1）温度对酶活性的影响。实验步骤：①将淀粉溶液、淀粉酶溶液分别装入四支试管中；②分别装适量清水到四个烧杯中，用酒精灯加热其中3 个烧杯，使水温分别达到30 ℃、70 ℃、100 ℃，同时在另外一个盛有清水的烧杯中放入冰块；③将4 支试管分别放入4 个烧杯中，静置保温5 min；④分别混合试管中的溶液后，再分别滴加碘液，观察是否出现蓝色。

（2）酸碱度对酶活性的影响。①将3%的过氧化氢溶液分别装入两支试管中；②先在两支试管中分别滴入2 mL、5 mL、10 mL 5%的盐酸溶液、氢氧化钠溶液，放置3 min 后，再在试管中分别滴入2 mL、5 mL、10 mL 5%的氢氧化钠溶液、盐酸溶液；③在两支试管分别滴入25%的鸡肝研磨液，观察有无气泡产生。（注：只是呈现简单实验步骤，不做详细介绍）

（六）项目多元化评价和总结

对于微项目的评价，采取小组评价和教师评价相结合的方式进行。学生根据在展示过程中的记录，经过各小组内部讨论后给出有关每个成果展示小组的评价意见。随后，笔者再进行最终评价，指出各小组存在的问题。评价主要包括以下七个方面：（1）实验假设是否合理；（2）实验思路是否正确；（3）实验步骤是否严密；（4）实验结果是否具有证明力；（5）对实验结果的解释是否正确，是否能够验证或者否定假设；（6）实验操作是否具备可行性；（7）实验是否具备改进的可能性，以及是否有具体实施方案。

微项目1和微项目2存在的问题主要为操作步骤存在瑕疵。各小组在设计“酸碱度对酶活性的影响”的实验方案时，均忽略了对鸡肝研磨液酸碱度的调整，容易导致在酸碱缓冲剂的作用下实验效果不明显。同时，部分小组在设计“温度对酶活性的影响”的实验方案时，忽略了对淀粉酶溶液温度的调整，影响实验结果的准确性。

在课堂的最后，笔者进行统一总结，既总结本章节的主要知识，指出需要重点掌握的内容，又总结两个微项目的探究情况，说明各小组实验设计存在的主要问题。

（七）项目成果完善和反馈练习

项目成果完善和反馈练习均为课后学习阶段需要完成的步骤。通过评价阶段的集中讨论、教师的补充评价和讲解，学生可以找出自身微项目成果中存在的错误及其形成原因，并在课后对项目成果做进一步完善，为后续实验的实施做好准备。在此阶段，笔者还为学生布置了联系生活的课后任务，要求学生找出可以反映温度影响酶活性的生活实例，以加深他们对本章节知识的理解。

总之，微项目学习模式能有效地提高学生的探究参与率，真正让学生创造性地学习，加深学生对所学知识的理解，使学生敢于充分展示自我，发挥自己的个性特长，真实表达自己的见解，大胆设想。即使有时学生的有些设想和尝试不合理，教师也不应打击他们，这时可以通过他们之间存在的差异，引导他们提出疑问、相互补充以求完善，使学生在探究中达到训练思维和提高能力的目的。这样也能避免将探究性实验改为验证性实验的一贯做法。本次微项目学习模式的应用实践取得了较好的效果，也证明了此种学习模式对培养学生学科核心素养具有正向作用。虽然学生的项目学习成果存在不足，但整体实验设计情况良好。学生以小组合作的形式，根据有限的实验介绍自行收集资料、设计实验步骤并共同克服困难，锻炼了探究能力。学生根据其他小组的成果展示，通过讨论和对比，审视他人实验方案的合理性，查找自己实验方案的缺陷，锻炼了科学思维能力。此外，笔者经过反思，发现在教学中仍然存在着一些问题，如共同探究过程中成绩薄弱的学生探究主动性不高，依赖成绩优异的学生，以及小组划分标准过于单一等。这需要在以后的教学实践中逐步改进。只要我们多一些尝试、多一些反思、多一些总结，定能创造出一片新的天地。