高中生物项目式学习的单元作业设计探析

卓艺贞

摘 要：作业是课堂之上教师“教”与学生“学”的延伸，本质上是一种学习活动，具有检查、巩固、拓展、诊断四大功能。细化至高中生物学科，俨然就是落实生物学科核心素养的关键载体和具体路径，而项目式学习作为一种新型的教学模式，强调在真实情境中开展学习探究，完美地契合生物学科核心素养理念。文章在探讨项目式学习与单元作业设计适切性的基础上，以“基因工程”单元的实践应用类作业设计为例，提出基于项目式学习的高中生物学单元作业设计应做到“全局性”，旨在让学生完成作业的过程中水到渠成地完成“学”知识从“浅层”到“深度”的转变。

关键词：项目式学习；单元作业设计；基因工程

在新课标、新教材、新高考的“三新”背景下，单元整体教学是发展学生生物学核心素养的重要策略。单元作业是单元整体教学活动的重要组成部分，能反馈学生的学习水平。本文依据项目式学习理论和《普通高中生物学课程标准》（2017年版2020年修订）倡导的单元整体教学建议，围绕核心素养的培养要求，在大单元教学视角下，重构单元学习目标，优化设计项目式特色的单元作业。同时阐述了项目式作业的设计与实施，运用多元评价方法，探讨项目式学习模式下的单元作业发展学生核心素养的效果，以落实立德树人的根本任务。

一、项目式学习与单元作业设计适切性

（一）项目式学习

项目式学习（Project-Based Learning）简称PBL，最早是由杜威的学生克伯屈提出并实践的。目前国内有不同的翻译名称，如江浙沪地区使用“项目化学习”，北京地区使用“项目式学习”。本文采用“项目式学习”这一概念。项目式学习关注开放式的任务，注重内容与技能的真实应用，让学生探究他们认为有意义和有吸引力的问题，并激发他们的好奇心，增强叙述自主性及探究能力，它比传统课程更立体更多元，实践跨度大（几个星期或几个月），通过确立项目主体，按照各种流程，来自解决真实世界的问题[1]。近年来，随着对学生素养培育与实践的深入研究，项目式学习得到了新的发展与实践；当前国际主流的项目式学习与克伯屈时代相比，更加注重思维过程设计和理解核心概念，在做中理解知识，形成科学思维，引发跨情境的能力迁移。

相較传统的教学模式，项目式学习毫无疑问是更为先进的。它有着具备明确目标、驱动任务主导、让学生当主人三大特征。通过项目式学习，学生能有效实现核心素养的发展，从而推动生物学科教育的“教学”与“育人”功能切实落地。其中，具备明确目标意味着在项目式学习中，项目的任务会分解成多个分支任务，学生通过自主、合作、探究的方式进行分支任务的解决，最终达到完成任务、获得项目成果的目的。在此过程中，学生充分明确自己“要做什么”，才能更好地解决问题、完成任务。驱动任务主导意味着在项目式学习中，学生要在明确“做什么”的基础上尝试探索“如何做”，从而确保学生在项目式学习过程中是“有用的”。而要达到这个目的，学生就必须展开科学的、合理的组内分工。项目式学习强调学生主动参与问题的解决。在项目式学习中，学生获得了较大的自主权，真正地成为了课堂的主人。结合项目式学习的特征可知，其能有效推动学生思维、能力、素养的发展。这种方式相对新颖，对于学生的探究能力、合作能力均有着一定的要求。因此，将项目式学习引入高中生物学单元作业设计，给教师和学生学习都带来了新挑战。

（二）生物学单元作业设计

作业是检验学生学习成果的重要手段，具有巩固学生的课堂知识和技能的作用，是课堂学习的延伸，有利于培养学生的自主学习能力、养成良好的学习习惯，促进学生自我反思、自我监控等元认知能力的形成，学生在完成作业过程中锻炼了解决问题与实践创新能力。作业有持续性，坚持完成作业，有利于形成自律、持之以恒的学习品质，因此作业具有突出的育人价值。然而，在实际教学中，作业设计存在诸多问题，如作业目标与形式种类单一、难度忽高忽低缺乏分层设计、机械记忆考查类作业多等问题，偏离核心素养导向的作业无法考查学生关键能力。因此，作业设计应围绕高考评价体系与新课标的要求，通过整体设计引导学生进行深度学习，设置合理的评价标准，凸显单元作业的“育人”功能。

生物学作业设计是基于更广阔的单元视角而展开的作业设计，相较于传统的作业设计，其对教学内容的安排更为合理、对于学生的认知发展有着积极的推动作用。生物学作业设计具有作业系统性、教学渐进性、评价多元性三重特征。其中，作业系统性主要体现在两个维度之上：教学安排与学生认知。从教学维度安排上看，生物学单元作业设计强调以单元为单位、围绕单元主题进行教学安排。这就意味着教师应站在更高维度“审视”教学内容的难度与内在逻辑关系，从而推动教学任务的系统化、结构化安排。而从学生认知维度看，生物学单元作业设计要求关注知识之间的关联性与逻辑性，以推动认知系统的结构化生成。教学渐进性主要体现在作业难度应与学生的认知发展规律相匹配，遵循从易到难、从客观到开放的原则，呈现“阶梯化”的特征。评价多元性体现在评价对象、评价内容与评价标准三个维度。生物学单元作业强调作业设计应从“知识本位”转变为“素养本位”。这就意味着作业评价不再是“考试”这一终结性评价的“一言堂”，而应落实形成性评价与终结性评价的结合，让学生的“发展”与“进步”、“态度”与“品质”成为评价内容的一部分。与此同时，多元化的评价对象（如教师、组员等）的加入，也能让评价主体能更好地审视自我、反思自我。可见，优质的评价系统能有效优化传统评价模式下的实践能力差、创新能力弱的情况，对于学生的全面发展有着积极的意义。结合生物单元作业设计的特征可知，优质的评价系统是目前可操作性强而且行之有效的实施策略。

（三）项目式学习应用于生物学单元作业设计的可行性

结合项目式学习与生物学单元作业设计的内涵与特征可知，二者具有较高的适配性。一方面，项目式学习具有较强的目标指向性，能成为生物学单元作业活动的优质载体，从而推动单元重构的顺利实施，增强内容安排的实践性与目的性。另一方面，生物学单元作业设计具有较强的“全局性”，能统领项目式学习中学生的发展方向。可知，项目式学习应用于生物学单元作业设计是可行的，具体表现在以下三个方面：

1.以目标为导向推动深度学习。生物学单元作业设计存在易偏离核心素养导向的缺陷，而项目式学习围绕某一具体（主要为核心概念）的主题开展，具有较强的目标导向性。二者的有机融合能有效地减少这一不足之处所带来的影响。与此同时，项目式学习将真实的、具有一定难度的生活实际问题作为“任务”，要求学生应用课内的学科知识解决课外与学科相关的真实问题，从而为教材内容与实际生活架构“桥梁”，让学生从“浅层学习”走向“深度学习”。

2.以活动为载体增强合作实践。活动是学生展开探究的载体。项目式学习强调在真实的情境中进行活动的合作探索，以培养学生共同解决生活中的生物学科问题的能力。而生物学单元作业设计的实践活动与写作活动均离不开教师的监督与落实。生物学单元作业设计从单元整体的角度出发进行活动与任务的设计，能让项目活动的内容与学生所学更为贴合。因此，二者的融合能充分“扬长避短”。

3.以成果展示提升自我效能。在项目式学习中，学生最终要获得一定的项目成果并将其公开展示要求各小组对相应的成果进行评价。与生物学单元作业的“文字作品”相比，项目成果的形式更加多样化、灵活化，内容更加丰富化、个性化。这不仅需要学生花费更多的心力参与成果的制作，还能开发学生的创造力、想象力，更能提升学生的成就感与自信心，从而有效增强学生参与学习的内在驱动力。

二、基于项目式学习的“基因工程”单元的实践应用类作业设计

本人基于项目式学习理论，从单元整体出发，进行基因工程单元复习作业的设计，让学生在复习检测过程的实现知识的意义重构、实现知识方法的迁移应用。根据课时内容，设置不同作业时长；在“基因工程”单元中，“制作水仙花DNA的结构模型”作业属于长作业，学生可以在一段时间内根据课时学习内容分别制作各种DNA结构的基本单位模型，组装成DNA双螺旋的整体模型。依据学生学情，分层设计出基础巩固性、探究拓展性、实践应用性作业。

在高三阶段，依据高考评价体系及新课标的要求，选取大概念作为单元的主题，整体规划整合单元内容，自上而下进阶式设计单元作业[2]。下面以“基因工程”为例，从五个维度设计项目式学习，首先寻找核心知识形成本质问题，将其转化为驱动性问题，厘清高阶认知策略以确认主要的学习实践，明确学习成果及公开方式，最后设计覆盖全程的评价，值得注意的是，作业的设计最终应做到全局性[3]。

（一）指向核心知识的再建构

依据新课标对基因工程单元提出的大概念、重要概念、次位概念要求，建构基因工程单元概念进阶体系图，以确定不同层级的作业单元体系，设计单元作业目标，进行具体作业内容设计。包括各课时的作业目标内容，作业类型，每个作业目标对应的题量、题型和考查的核心素养等级难度值进行划分。分层设计，关注学生差异化；统筹设计，打造有层次的课时作业。课前、课中、课后作业指向某一次位概念，充分凸显作业设计的目标性、整体性、系统性，形成进阶性的课时作业链，有效引领学生完成概念的建构。如上表1。

（二）创建真实的驱动性问题和成果

设计具有“全局性”的主体任务，并在驱动性问题方面吸引学生注意力，使学生投入到项目探索中。将具体内容问题提升为更本质的问题，将本质问题和学生经验建立联系，让学生逐步“破解”分支任务与主体任务，从而培养学生运用课本知识解决生活问题的能力[4]。

例如，基于作业目标及学情，确立项目主题为“新技术指导下的漳州水仙花产量提升研究”。项目主题确立之后，单元复习从水仙花的探索展开，提出本质问题“影响水仙花品质与产量的本质问题是什么，如何解决”，驱动学生思考需要了解水仙花的遗传物质。例如，将制作“水仙花DNA结构模型”和居家小实验“提取水仙花中的DNA”两个活动项目相结合，作为单元复习作业的活动起点，驱动学生探索DNA的结构，通过居家实验真实感受到身边植物的DNA，把抽象的知识具象化，引起学生对DNA结构探索的兴趣，为复习重组DNA技术做铺垫，同时在实践中复习DNA提取的实验方法。

（三）用高阶学习带动低阶学习

运用怎样的认知策略来带动学生的高阶学习是项目式学习的重要研究部分。高阶学习包括问题解决、创见、决策、实验、调研、系统分析，它是在获取、整合、扩展和精练知识的低阶学习基础上形成的。推动学生实现低阶认知到高阶认知的“阶跃”是项目式学习主要的认知策略。可知，实践应用类的作业设计需重视高阶认知策略和低阶认知策略的搭配。例如，在基因工程单元复习作业中通过模拟实验“模拟重组水仙花DNA分子”和绘图，可以加深对基因工程三种工具的使用原理和特点的理解；通过设计绘制PCR三轮循环过程的作业，帮助学生深刻理解PCR技术的原理。值得注意的是，教师在设计过程中应注意高阶学习与低阶学习的整体性与全局性，确保学生在探索过程中“不跑偏”。

（四）将素养转化为持续性的学习实践

项目式学习可以培育和锻炼学生在复杂情境下灵活转化心智。而在复杂的情境下，活动设计应尤其注意“全局化”特征，以确保教学目标的达成和项目成果的获取。例如，通过资料分析，引导学生运用所学的发酵工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程等工程学原理，尝试设计“新型转基因水仙花”的实验方案及工程学流程。实践活动设计内容以家乡水仙花种植日常熟悉的典型案例创设题目情境，这种情境真实贴近生活、复杂又具有特色，符合高中生认知水平以及学科课程标准的要求。利用生物学单元作业引导学生将所学的知识应用到生活生产实践中，让学生在学习巩固学科知识的同时，更多地观察了解生活，更深入地学习家乡的本土生物资源，让学习从课堂走向社会，加强学生的社会责任意识。设计合作调查报告《调查身边的转基因水仙花》，引导学生关注转基因生物，理性看待转基因技术。

（五）综合评价：从“单向”走向“多维”

围绕核心素养多元设计实践性作业评价量规，凸显学科思维，展示指向驱动性问题和深度理解核心知识的成果。针对不同方面进行评分，综合整体情况，力求客观科学。实现思维结构、认知过程、项目过程、真實的实践体验的系统化、全面化、多元化评价，以推动“全局”目标的顺利实现。例如：“模拟构建含NtPI2基因的水仙花重组DNA分子”的评价量表（如表2）。

设计实践性作业评价量规，既能检测学生对本单元概念的理解与迁移运用，又能引导学生通过分析作业中的真实问题情境，发展学生高阶思维和问题解决能力，激活学生学习的内驱力，引领学生通过作业的完成实现深度学习，形成结构化的概念体系。从归纳能力、复杂情境下的知识应用能力、思维能力、创新能力、合作交流能力等方面评价学生，引导学生充分发挥自己的优点。实践性作业的“作业评价量表”能引导学生进行自我评价，发现实践中存在的不足，对自己的实践和思维过程进行反思，锻炼学生的科学思维和科学探究能力。分层作业设计及时评价可以充分发挥作业的良好功效，让不同水平的学生都能获得成就感和价值感。实践性作业借助“作业评价量表”引导学生进行自我评价，发现实践中存在的不足，对自己的实践和思维过程进行反思，锻炼学生的科学思维和科学探究能力。

结束语

在单元整体视角下，研究作业的功能和价值是教学的重要组成部分，因而教师应不断学习新的理論，打通课堂教学和课后作业的边界，开展作业设计改革与探索[5]。基于项目式学习模式下的单元复习实践应用类作业设计，是一次新的尝试。如何在高三复习中磨砺作业设计并完整地、系统地、全面地呈现出来是今后继续探索的目标，有利于在实践过程中实现真正的教学相长。

参考文献

[1]胡继飞，袁乐珊，何苑滢，等.基于STEAM理念的中学生物学项目式学习设计[J].广东第二师范学院学报，2021，41（6）：57-68.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2021.

[3]金雨瑶，徐汛峰，付雷.基于概念进阶的高中生物学单元作业设计研究：以“进化与适应”为例[J].教师教育论坛，2022，35（12）：16-18.

[4]刘欣，乔文军.高中生物学教学中单元作业的设计与应用[J].生物学教学，2022，47（1）：22-25.

[5]许明.立足“三位一体”多维实践的生物学项目学习[J].生物学通报，2021，56（7）：35-38.

本论文系2021年度福建省漳州市基础教育教学研究一般课题“PBL教学模式在高中生物学新教材的案例应用”（立项批准号：ZJKTY21013）的研究成果。