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本刊2025年第10期刊发的《项目化学习视域下高中生物学探究实践作业设计》一文，设计项目化探究实践作业，将学生的学习和日常生活、科技发展、社会关系进行衔接，促进学生的综合素质发展，增强学生的社会责任感，提升学生的创新意识，本期荐读。
项目化学习视域下高中生物学探究实践作业设计
刘琳 赵晓刚
（北京市第四中学）
摘要
在项目化学习视域下，结合课程标准中的教学建议，以人教版高中生物学必修 1 《分子与细胞》中“降低化学反应活化能的酶”一节内容为背景，设计项目化探究实践作业，以期将学生的学习和日常生活、科技发展、社会关系进行衔接，促进学生的综合素质发展，增强学生的社会责任感，提升学生的创新意识。
关键词
高中生物学 项目化学习 探究实践作业 作业设计
《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》（以下简称《课程标准》）的基本理念是要高度关注学生学习过程中的实践经历，强调学生学习的过程是主动参与的过程，要让学生积极参与动手和动脑的活动，通过探究性学习活动，加深对生物学概念的理解，提升应用知识的能力，培养创新精神，进而能用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决现实生活中的某些问题。同时，在探究实践作业的设计中要注重落实科学、技术和社会相互关系的教育。
项目化学习（project-based learning，PBL）是在真实的情境中，以学生原有的知识经验为基础，围绕一定的主题，在教师精心设计任务的基础上开展较长时间的开放性探究活动，最终实现有意义的知识构建和提高自身能力的一种教学模式。项目化作业是以项目为载体的综合性作业模式，是课堂学习的延伸和拓展，也是项目式学习的一种实践方式。项目化作业是指围绕一个特定的主题，教师通过精心统筹目标、内容、资源、方式和评价等要素进行系统设计，以作业形式布置给学生，学生以小组合作形式自行计划、组织并且在一定时间内完成，学生以合作的方式来分析问题、收集资料、确定实验、调查方案步骤、解决问题，直至最终完成汇报、陈述、评比。学生通常要形成能表达自己想法的实际产品，如报告、模型等。学生在综合运用多学科知识解决实际问题的过程中，不仅可以逐步加深对课堂中所学核心概念的理解，促进学科知识的构建，提升科学思维、科学探究和实践能力，而且可以在了解和把握完成作业每一个环节的基本要求与项目重、难点的过程中，提高自学、写作、研讨、组织、演示讲解、团队协作、沟通等基本能力，让核心素养在日常学习中得以持续落实。探究实践 作业是在科学、技术、工程、数学教育理念指导下，依托真实情境，通过问题设计与任务驱动，引导学生开展自主探究、解决实际问题的学习活动。项目化探究实践作业则是以学生自主探究和实践操作为核心，以具有完整性、综合性的项目为载体，通过跨学科知识整合、实践验证等方式，助力学生深入理解知识原理，进而达成学习目标。故本文从项目化作业的要素出发，结合本校高一学情和假期的时间安排，以人教版教材高中生物学必修 1“降低化学反应活化能的酶”一节为背景，设计项目化探究实践作业。
1 聚焦核心素养，确定项目化探究实践目标
本单元涉及《课程标准》“分子与细胞”模块内容要求的大概念 2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”及重要概念 2.2“细 胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生 在细胞的特定区域”。细胞内的物质变化和能量利用，都离不开化学反应。细胞内的化学反应需要在温和的条件下进行，这就需要酶来降低化学反应的活化能，酶是细胞能量供应和利用不可或 缺的生物催化剂，因此教材将酶安排在本章的第 1 节，为后面 3 节内容的学习奠定基础。《课程标准》对“降低化学反应活化能的酶”一节的要求为次位概念 2.2.1“说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如 pH 和温度等）的影响”。开展的教学活动应探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。这就需要学生对酶催化作用的具体实例进行深入探 讨，基于探究实验说明酶的作用、本质及特性。教材中对酶的作用和本质、酶的特性等分别进行了阐述，为了让学生对生活中的真实案例进行研究和实践，学以致用，设计关于加酶制品研究的实践类作业，对学生理解酶的本质和特性、培养科学探究能力具有重要意义。
能量的输入和输出需要物质的代谢，物质的代谢离不开酶的催化。能量的转换依赖于细胞代谢的顺利进行。细胞代谢离不开酶的催化，在确定主要学习内容之后，立足《课程标准》和核心素养，确定本项目化探究实践作业的目标（表 1）。
本作业设计中所设计的 3 个可选择项目化探究实践主题“加酶洗涤制品使用指南”“加酶洗涤 制品优化方案”“自制加酶洗涤制品”，整合在一起是关于新型加酶洗涤制品的产品研发过程，但是综合考虑到学生假期时间安排和学生整体情况，对项目化探究实践内容进行了拆分。本作业给予学生较大的灵活度和可选择空间，学生可以根据自己的实际能力和喜好通过合理安排假期时间，选择性地完成上述 3 个项目化探究实践主题中的其中 1 个。在整个过程中，学生在资料查阅、自主探究、自主设计的过程中实现对核心概念的深入理解、知识的意义重构、知识方法的迁移应用。从某种意义上来说，这种实践作业在一定程度上反映了应用科学技术实现新产品研发的真实过程。教师应发挥好引导和指导的作用， 尽量创造条件，让学生明确项目化探究实践作业的目标和任务，充分体验科学探究实践的艰辛和快乐，在提升探究实践能力的同时，培养通过科学实践解决生活中问题的意识，学会关注生物学技术在现实生活的应用。
2 任务驱动引领，设计项目化探究实践作业实施方案
项目化探究实践作业一方面需要与所学知识相连接；另一方面，由于是学生利用假期完成的作业，因此作业的吸引力非常重要。在驱动性问题情境的选择上，要贴近学生真实生活，使学生 能够看得到同时也能办得到。情境问题的设计要能够产生思维的剧烈碰撞，激发学生想要探究的欲望。项目化探究实践作业的实施要具有可行性。本项目化探究实践作业以学生日常生活中经常可以接触到的加酶洗涤制品为研究对象，基于课上所学酶的相关知识，确定项目化探究实践探究主题为“关于加酶洗涤制品的探究”。
驱动性问题情境：学生在日常洗衣服时，常会发现衣服上有多种污渍。当使用不同类型的洗涤制品（如加酶或者普通洗涤制品，或不同种类的加酶洗涤制品）时或使用同种洗涤制品但是不同的洗涤条件（如不同的洗涤时间、水温、洗涤方式等）时 ，洗涤效果均可能有所不同。同时，洗涤效果可能还与污渍本身的种类或者衣物材料相关。请你作为加酶洗涤制品产品研发人员，基于已有知识，结合自己的兴趣，通过探究实验和实地考察，从以下问题中任选其一进行思考分析：1）影响加酶洗涤制品洗涤效果的因素有哪些？如何使用加酶洗涤制品才能达到最佳洗涤效果？使用时有哪些注意事项？2）现有加酶洗涤制品有哪些优缺点？可以进行哪些优化？对未来加酶洗涤制品可改进的方向提出合理化建议。3）如何制作加酶洗涤制品？
本次作业于高一上学期结束后寒假前发布，要求本校高一年级全体学生参加，内容聚焦“加酶洗涤制品的探究”，紧密联系学生日常生活。在现代认知理论视域下，师生关系需要重新定位，学生的角色从传统的知识接收者逐渐转变 为学习过程中的主动实践者。知识的获取不再局限于单向的传递，而是通过实践中的探索、生成与应用得以实现。教师的职责也随之发生了根本性的转变，不再局限于知识的传授者，而是成为学习实践的设计者、组织者、参与者、协助者以及引导者等多重身份的综合体，其核心任务在于推动学科学习实践的有效开展，从而促进学生的全面发展。
教师作为学生的协助者和引导者，在项目化探究实践前期阶段，即启动准备阶段，师生通过共同探讨，制定了项目化探究实践作业策略支架（图 1），引导学生厘清整个项目化探究实践活动完成的逻辑思路，对探究内容和方向进行初步指导。学生以小组为单位，通过组内讨论形成本小组的作业方案，并利用假期时间，开展一系列的自主探究实验和调查。
本次作业学生需要通过查阅资料，了解目前现有加酶洗涤制品的种类和相关酶的作用机制，通过实验探究了解影响加酶洗涤制品洗涤效果的因素（或直接制作加酶洗涤制品并探究其洗涤效果），通过对周边学生、居民进行调查，了解顾客群体的需求；通过市场调查，了解加酶洗涤制品的营销现状，分析其原因及其中可能存在的问题或可以优化之处；最终整理出本小组的项目化探究实践成果。
在项目化探究实践作业实施阶段，教师要实时跟踪指导，借助微信、QQ 等软件提供一定的任务支架（表 2）。本项目化探究实践作业全过程较为复杂，实验探究和调查的工作量均较大，因此， 要求学生以自主组建的探究小组为单元，开展项目化探究实践活动。学生需要进行组内分工，确保每位学生均承担一定的工作。由项目化探究实践组成员共同商议决定每个环节的时间、地点和负责人，共同设计好探究实验的方案和调查的实施流程，实验和调查过程中做好文字、图像的收集整理工作，最终通过文字和图片的报告形式形成项目化探究实践成果，并制作相应的演示文稿进行小组展示。
3 基于多维评价，落实反馈功能
作业设计不仅强调目标导向、整体设计，而且强调反馈调节。设计项目化探究实践作业评价量规，既能检测学生对本节核心概念的理解与迁移运用，又能引导学生通过分析生活中的真实问题情境，发展学生的高阶思维和问题解决能力，激活学生学习的内驱力，引导学生通过作业的完成形成结构化的概念体系。项目化探究实践作业的学习方式不同于普通作业，因此，在评价方式上将学生个人表现和小组表现综合起来进行多维度、多元化评价（表 3）。评价的主体不仅仅是教师，还有组长及组内成员，人人均是参与者，人人均是评价者。
4 反思与展望
项目化探究实践作业设计是生物学探究实践能力培养的有效方式，既能克服课时限制，以及对实践和地点的要求限制，又能丰富课后作业的形式。让学生展开知识的沉浸式探索，激活了学生的内在学习动力，也增强了学生分析问题与解决问题的能力，落实教育的育人功能。
项目化探究实践完成的过程也是很好的职业体验过程，学生通过亲历资料查阅、实验探究、市场调查的过程，对产品研发相关职业有了初步的认识。有学生在项目化探究实践活动反思中写道：“通过参与此次项目化探究实践作业，我们更加体会到一个新产品研发过程的艰辛和不易，同时也学会了如何用科学的视角更加高效合理地使用产品。”
此外，基于真实情境的项目化探究实践作业是与社会真实接触的过程，查阅资料的过程会了解相关科学技术的发展历程和进展，调查过程中会遇到各种各样的问题，需要学生寻找应对方法，努力克服困难。这样的作业形式能够将学生的学习和日常生活、科技发展、社会关系进行连接，促进学生综合素质的发展，促使学生关注科学技术在生产生活中的应用，有利于增强学生的社会责任感，提升学生的创新意识。
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