项目化学习模式下生命系统构成层次的实践探索

摘要：教育部于2022年4月颁布了包含13个学科核心概念的《义务教育课程方案和课程标准》。通过核心概念的学习，理解物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化4个跨学科概念[1]。在新的课程标准中，指明了当代科学教学的方向。教师开展项目化的学习模式，有助于学生对学科核心概念的学习，有助于学生综合能力的养成，有助于学生核心素养的提高。本文基于项目化的学习理论，针对项目化学习模式下课堂的五个特征——真实性的情境创设，驱动性的问题推进，融通性的探究活动，全程化的分析评价，生活性的再构延伸提炼出了切实可行的教学策略，为一线教师的教学提供了可借鉴的指导。

关键字：生命系统构成层次 项目化学习 教学策略

2022年4月教育部颁布了《义务教育课程方案和课程标准》，这无疑是我国基础教育领域的一件大事，更是推进新时代义务教育改革、进一步提升义务教育质量的有力举措，是我国未来十年乃至更长时间义务教育阶段的育人蓝图。在新的《义务教育课程方案和课程标准》中，设置了所有学生在义务教育阶段应该掌握的科学课程核心内容——13个学科核心概念。通过对学科核心概念的学习，来理解物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化4个跨学科概念。同时，在新课标中，“跨学科学习”“项目化学习”“综合学习”等一些词语频频出现，指明了当代科学教学的方向。教师在教学中师生利用项目化的学习方式，有助于学生开展生命系统的构成层次的核心概念的教学实践探索。

一、“生命系统的结构层次”在课标中的地位与要求

（一）概念解读

生物是在自然选择作用下，经过漫长的进化过程而形成的环境的产物。形形色色的生物构成了相对统一的不同于无机环境的体系，我们称之为生命系统。而生命系统是一种遵循自然界的共同规律的复杂的开放系统，与其他物质系统一样具有层次性。生命系统的结构层次即为由细胞构成组织、由组织构成器官、由器官构成系统、由系统构成个体、由个体构成种群、由多个群落构成生态系统、由多样的生态系统构成地球生物圈。本核心概念蕴含着“系统学”与“结构与功能”的思想和观念，这是理解、构建生命科学领域其他领域核心概念的基础。“生物体的稳态与调节”主要对应个体层次，强调组织、器官、系统间的相互协调作用；种群、群落、生态系统等方面的知识是生物与环境的相互关系的基础；生命的延续与进化探讨个体历史层面的纵向延伸，因此它位于生命科学领域核心概念的第一位。

从细胞到生物圈，生命系统层层相依，又有各自特定的组成、结构和功能[2]。帮助学生了解生命系统的构成层次，有利于学生认识自己，了解人在自然界中的地位，处理好人和自然之间的关系。

（二）学习内容

在新的课程标准中，在课程内容的呈现上又将其具体分解为6项学习内容：生物具有区别于非生物的特征，地球上存在动物、植物、微生物等不同类型的生物，细胞是生命体结构与生命活动的基本单位，生物具有一定的结构层次，人体由多个系统组成，生命系统由生物与非生物环境共同组成。这些具体的学习内容，展现了本学科核心概念的要求由浅入深、由表及里，由现象到本质，螺旋上升，展现了关键进阶路径及学习内容的进阶。

通过梳理1-六年级苏教版小学科学教材发现， 一、二年级的《用感官观察》、《动物与植物》、《土壤与生命》；三、四年级的《人体的呼吸和消化》《植物的一生》、《植物与环境》、《动物大家族》、《繁殖》、《生物与环境》；五、六年级的《人体司令部》、《显微镜下的生命世界》、《生物和栖息地》，均为本核心概念涉及的内容。

通过分析学生的年龄层次、心理特征，结合新课标中的教学内容要求，教师可以带领学生开展观察、测量、观测、科学探究、模拟实验、科普剧、种植养殖、制作、体验、调查、读图识图、项目研究等多样的学习活动方式。

二、“生命系统的构成层次”的教学活动及项目化的策略设计

(一)背景价值

我们在平时的学科教学中经常会发现，很多知识学生都有可能会，但是不会做题；有可能学生对知识的吸收能力很强，但对有价值的感兴趣的问题却提不出来；很多解题方法学生都有可能学到，但换一种情境就不知道怎么应对了。教师在教学的过程中如何能够达到较好的教学效果，真正达到预期的教学目标呢？项目化学习为这些教学现状的突围找到了突破口。

Project Based Learning,简称PBL,根据夏雪梅博士对学习素养视角下项目化学习的研究，将其界定为：学生在一段时间内对与学科或跨学科有关的驱动性问题进行深入持续的探索，在调动所有知识、能力、品质等创造性的解决新问题，形成公开成果中，形成对核心知识和学习历程的深刻理解，能够在新情境中进行迁移。项目化学习具有四个核心特征：核心知识的再建构，创建真实的驱动型问题和成果；用高阶学习包裹低阶学习；将素养转化为持久的学习实践[3]。

（二）教学策略

基于对项目化学习的学习和理解，项目化学习研究项目组在专家的引领下，理清了基于苏教版小学科学的项目化学习的课堂教学特质并定为五性课堂：真实性的情境创设，驱动性的问题推进，融通性的探究活动，全程化的分析评价，生活性的再构延伸。结合生命系统的构成层次这一核心概念的具体学习内容要求及特点，梳理出如下可实践的具体教学策略：

1. 创设真实的问题情境的策略

真实的问题情境即为与真实生活环境相似或相同的学习环境，是对真实生活场景的模拟或再现，更强调学习思维的真实，即所学知识和能力的真实和所运用思维方式的真实。教师可以利用生活中常见的事实、现象、问题等，创设的适宜的情景，有利于激发学生的学习兴趣。情境创设的原则即为真实性、贯穿性、目标性、迁移性、适切性，即创设的情境为恰当选取的生活中真实的场景，并将整个场景贯穿在整个课堂当中，指向课堂的研究目标，学生可以将这个内容迁移到生活中。

例如：教师在执教《庞大的家族》一课中，老师可以先出示一则寻亲启事，为蝴蝶寻找亲友，问鸟、飞鱼、蝙蝠、蜜蜂是它的亲友吗？说一说理由。并将此问题贯穿在整个课堂探究过程中，进而探究昆虫的特征，分析其他动物不是亲友的原因。

2. 利用驱动性的问题推进策略

针对问题情境，构建出驱动性问题链”是项目化课堂教学中的核心策略。 在问题解决教学中，教师需创设一系列问题，形成螺旋上升的“问题链”，“驱动性问题链”是一串层层推进的问题，是解决问题的阶梯。通过教师精心设计真实的驱动性问题，以问题贯穿整个教学过程，促使学生在设问和释问的过程中萌生自主学习的动机和欲望，在分析和解决问题的过程中获得知识和技能，逐渐形成问题解决能力。

要特别关注的是驱动性问题链”中的每一个问题都需要具有一定的驱动性效果，问题与问题之间具有逻辑性和激发性，能展现和揭示学习过程与思想方法，使问题的 解决过程具有普遍的知识性和方法论的意义。

例如：老师在执教《植物开花了》一课中，老师通过问题将本节的问题化分为以下的三个大问题，即花的结构是什么？花分为哪几部分结构？花的每一部分都会变成什么呢？引发学生的一步步探究和学习。

3. 开展融通性的探究活动的策略

教师需要设计适切的观察活动、实验探究学活动。学生通过自主学习和协作学习完成任务，并主动构建知识，积极参与到整个任务的完成过程中。具体包括以下几个方面：

（1）实验探究活动设计

实验可分为演示实验、验证实验和探究实验。演示实验又可以采用教师演示和学生演示两种方式。在演示中重点引导学生观察、分析、思考现象得到实验结论。验证性实验是为了验证学生前概念中的假说或认识而进行的实验。探究实验则以实验为主，通过提出问题→作出假设→设计实验→实施实验→得出结论的探究步骤开展，在实验过程中注重单一变量原则、重复原则以及对照原则等。在教学过程中，教师可以针对生命系统的构成层次的具体内容、各校的实验条件、学情等情况进行适切的选择。

（2）生物观察活动设计

教师在进行生物观察活动设计时，首先要明确观察目的和任务，拟定观察计划，组织学生按计划观察，并引导学生在观察过程中提出问题并寻求答案。例如：在《植物开花了》一课中，教师就设计了具体的观察活动，来指导学生观察油菜花的形态和结构，观察萼片、花瓣、雌蕊、雄蕊的特点。教师强调用感官观，用大脑察。指导学生利用看、摸、闻等多感官观察的方法。再带领学生解剖油菜花，形成其他樱花、黄瓜花与油菜花的比较，培养学生对观察到的现象进行分析、比较、判断，通过思考得出结果，从直观性观察上升到逻辑性观察。对结果做认真的记录，培养学生良好的观察习惯和科学态度。

（3）构建生物模型

模型是一种以抽象或具体的简化方式，借助与具体的实物或其他形象化的手段，定性或定量的描述原型本质特征的物质性形式或思维形式。模型分为物理模型、概念模型和生物模型。生物模型是便于探究生命现象和生命活动的本质，从复杂的现象中抽象出研究对象的简化描述形式。

例如：教师在执教《肺和呼吸》一课中，教师利用期气球、塑料瓶和吸管自制了肺的结构模型，带领学生建构呼吸器官的工作原理；教师在执教《食物大闯关》一课中中，发现气管和食道的位置较为难直观理解，教师可以通过自制消化道的结构模型，采用气球和大吸管模拟消化道的结构，建构食物通过蠕动作用，进入消化道中的过程。在探究过程中，培养学生事实求是的观察态度，引导学生如实描述看到现象并思考出现现象的原因，激发学生的探究欲望。

（4）设计量表开展学习效果评价的策略

学习效果评价是指定相应的评价形式，形成反馈信息。通过设计观察量表，考察教师和学生的学习情况。在评价的过程中，不必拘泥于形式。可以针对学习内容设计家长评价、同伴评价、自我评价及教师评价。教师可以采用纸笔测验、解决问题、报告等形式进行星级评价。当然，教师也可以利用技术赋能，开展增值性评价等等。通过评价促进教师的教，诊断学生的学习效果。

(5) 实现生活性的再构延伸策略

实现生活性的再构延伸是一种概念的迁移能力。所谓的概念迁移是指一种学习对另一种学习的影响。生物概念源于生活又高于生活，最终回归生活，概念的延申应用是培养学生学习迁移能力的重要手段。

例如：老师在执教《动物的庇护所》一课时，可以把课堂搬进学校的自然生态馆、科普馆等生态场馆。课堂结束后提出问题——如果生态馆要引进小鸟，要考虑到哪些要素?学生通过一节课的学习达到学以致用，引发学生的思考，倡导保护自然环境的重要价值观念。

总之，生命系统构成层次的内容与其他核心概念有其特殊性。教师在教学中要注意引导学生运用显微镜观察动物、植物细胞的形态，通过观察动物、植物的外部特征进行分类，进行有目的的观察，学会运用正确的观察方法，从不同的角度观察事物，用批判的眼光看待观察结果等多种工具观察各种生物，开展以观察为基础的科学探究。通过对动植物外部特征的观察与比较，不断提升分类标准，提升运用科学知识分析解决问题的能力。利用项目化的学习方式，提升学生的核心素养。