高中生物項目式學習的單元作業設計探析

卓藝貞

摘 要：作業是課堂之上教師“教”與學生“學”的延伸，本質上是一種學習活動，具有檢查、鞏固、拓展、診斷四大功能。細化至高中生物學科，儼然就是落實生物學科核心素養的關鍵載體和具體路徑，而項目式學習作為一種新型的教學模式，強調在真實情境中開展學習探究，完美地契合生物學科核心素養理念。文章在探討項目式學習與單元作業設計適切性的基礎上，以“基因工程”單元的實踐應用類作業設計為例，提出基于項目式學習的高中生物學單元作業設計應做到“全局性”，旨在讓學生完成作業的過程中水到渠成地完成“學”知識從“淺層”到“深度”的轉變。

關鍵詞：項目式學習；單元作業設計；基因工程

在新課標、新教材、新高考的“三新”背景下，單元整體教學是發展學生生物學核心素養的重要策略。單元作業是單元整體教學活動的重要組成部分，能反饋學生的學習水平。本文依據項目式學習理論和《普通高中生物學課程標準》（2017年版2020年修訂）倡導的單元整體教學建議，圍繞核心素養的培養要求，在大單元教學視角下，重構單元學習目標，優化設計項目式特色的單元作業。同時闡述了項目式作業的設計與實施，運用多元評價方法，探討項目式學習模式下的單元作業發展學生核心素養的效果，以落實立德樹人的根本任務。

一、項目式學習與單元作業設計適切性

（一）項目式學習

項目式學習（Project-Based Learning）簡稱PBL，最早是由杜威的學生克伯屈提出并實踐的。目前國內有不同的翻譯名稱，如江浙滬地區使用“項目化學習”，北京地區使用“項目式學習”。本文采用“項目式學習”這一概念。項目式學習關注開放式的任務，注重內容與技能的真實應用，讓學生探究他們認為有意義和有吸引力的問題，并激發他們的好奇心，增強敘述自主性及探究能力，它比傳統課程更立體更多元，實踐跨度大（幾個星期或幾個月），通過確立項目主體，按照各種流程，來自解決真實世界的問題[1]。近年來，隨著對學生素養培育與實踐的深入研究，項目式學習得到了新的發展與實踐；當前國際主流的項目式學習與克伯屈時代相比，更加注重思維過程設計和理解核心概念，在做中理解知識，形成科學思維，引發跨情境的能力遷移。

相較傳統的教學模式，項目式學習毫無疑問是更為先進的。它有著具備明確目標、驅動任務主導、讓學生當主人三大特征。通過項目式學習，學生能有效實現核心素養的發展，從而推動生物學科教育的“教學”與“育人”功能切實落地。其中，具備明確目標意味著在項目式學習中，項目的任務會分解成多個分支任務，學生通過自主、合作、探究的方式進行分支任務的解決，最終達到完成任務、獲得項目成果的目的。在此過程中，學生充分明確自己“要做什么”，才能更好地解決問題、完成任務。驅動任務主導意味著在項目式學習中，學生要在明確“做什么”的基礎上嘗試探索“如何做”，從而確保學生在項目式學習過程中是“有用的”。而要達到這個目的，學生就必須展開科學的、合理的組內分工。項目式學習強調學生主動參與問題的解決。在項目式學習中，學生獲得了較大的自主權，真正地成為了課堂的主人。結合項目式學習的特征可知，其能有效推動學生思維、能力、素養的發展。這種方式相對新穎，對于學生的探究能力、合作能力均有著一定的要求。因此，將項目式學習引入高中生物學單元作業設計，給教師和學生學習都帶來了新挑戰。

（二）生物學單元作業設計

作業是檢驗學生學習成果的重要手段，具有鞏固學生的課堂知識和技能的作用，是課堂學習的延伸，有利于培養學生的自主學習能力、養成良好的學習習慣，促進學生自我反思、自我監控等元認知能力的形成，學生在完成作業過程中鍛煉了解決問題與實踐創新能力。作業有持續性，堅持完成作業，有利于形成自律、持之以恒的學習品質，因此作業具有突出的育人價值。然而，在實際教學中，作業設計存在諸多問題，如作業目標與形式種類單一、難度忽高忽低缺乏分層設計、機械記憶考查類作業多等問題，偏離核心素養導向的作業無法考查學生關鍵能力。因此，作業設計應圍繞高考評價體系與新課標的要求，通過整體設計引導學生進行深度學習，設置合理的評價標準，凸顯單元作業的“育人”功能。

生物學作業設計是基于更廣闊的單元視角而展開的作業設計，相較于傳統的作業設計，其對教學內容的安排更為合理、對于學生的認知發展有著積極的推動作用。生物學作業設計具有作業系統性、教學漸進性、評價多元性三重特征。其中，作業系統性主要體現在兩個維度之上：教學安排與學生認知。從教學維度安排上看，生物學單元作業設計強調以單元為單位、圍繞單元主題進行教學安排。這就意味著教師應站在更高維度“審視”教學內容的難度與內在邏輯關系，從而推動教學任務的系統化、結構化安排。而從學生認知維度看，生物學單元作業設計要求關注知識之間的關聯性與邏輯性，以推動認知系統的結構化生成。教學漸進性主要體現在作業難度應與學生的認知發展規律相匹配，遵循從易到難、從客觀到開放的原則，呈現“階梯化”的特征。評價多元性體現在評價對象、評價內容與評價標準三個維度。生物學單元作業強調作業設計應從“知識本位”轉變為“素養本位”。這就意味著作業評價不再是“考試”這一終結性評價的“一言堂”，而應落實形成性評價與終結性評價的結合，讓學生的“發展”與“進步”、“態度”與“品質”成為評價內容的一部分。與此同時，多元化的評價對象（如教師、組員等）的加入，也能讓評價主體能更好地審視自我、反思自我?？梢?，優質的評價系統能有效優化傳統評價模式下的實踐能力差、創新能力弱的情況，對于學生的全面發展有著積極的意義。結合生物單元作業設計的特征可知，優質的評價系統是目前可操作性強而且行之有效的實施策略。

（三）項目式學習應用于生物學單元作業設計的可行性

結合項目式學習與生物學單元作業設計的內涵與特征可知，二者具有較高的適配性。一方面，項目式學習具有較強的目標指向性，能成為生物學單元作業活動的優質載體，從而推動單元重構的順利實施，增強內容安排的實踐性與目的性。另一方面，生物學單元作業設計具有較強的“全局性”，能統領項目式學習中學生的發展方向?？芍?，項目式學習應用于生物學單元作業設計是可行的，具體表現在以下三個方面：

1.以目標為導向推動深度學習。生物學單元作業設計存在易偏離核心素養導向的缺陷，而項目式學習圍繞某一具體（主要為核心概念）的主題開展，具有較強的目標導向性。二者的有機融合能有效地減少這一不足之處所帶來的影響。與此同時，項目式學習將真實的、具有一定難度的生活實際問題作為“任務”，要求學生應用課內的學科知識解決課外與學科相關的真實問題，從而為教材內容與實際生活架構“橋梁”，讓學生從“淺層學習”走向“深度學習”。

2.以活動為載體增強合作實踐?；顒邮菍W生展開探究的載體。項目式學習強調在真實的情境中進行活動的合作探索，以培養學生共同解決生活中的生物學科問題的能力。而生物學單元作業設計的實踐活動與寫作活動均離不開教師的監督與落實。生物學單元作業設計從單元整體的角度出發進行活動與任務的設計，能讓項目活動的內容與學生所學更為貼合。因此，二者的融合能充分“揚長避短”。

3.以成果展示提升自我效能。在項目式學習中，學生最終要獲得一定的項目成果并將其公開展示要求各小組對相應的成果進行評價。與生物學單元作業的“文字作品”相比，項目成果的形式更加多樣化、靈活化，內容更加豐富化、個性化。這不僅需要學生花費更多的心力參與成果的制作，還能開發學生的創造力、想象力，更能提升學生的成就感與自信心，從而有效增強學生參與學習的內在驅動力。

二、基于項目式學習的“基因工程”單元的實踐應用類作業設計

本人基于項目式學習理論，從單元整體出發，進行基因工程單元復習作業的設計，讓學生在復習檢測過程的實現知識的意義重構、實現知識方法的遷移應用。根據課時內容，設置不同作業時長；在“基因工程”單元中，“制作水仙花DNA的結構模型”作業屬于長作業，學生可以在一段時間內根據課時學習內容分別制作各種DNA結構的基本單位模型，組裝成DNA雙螺旋的整體模型。依據學生學情，分層設計出基礎鞏固性、探究拓展性、實踐應用性作業。

在高三階段，依據高考評價體系及新課標的要求，選取大概念作為單元的主題，整體規劃整合單元內容，自上而下進階式設計單元作業[2]。下面以“基因工程”為例，從五個維度設計項目式學習，首先尋找核心知識形成本質問題，將其轉化為驅動性問題，厘清高階認知策略以確認主要的學習實踐，明確學習成果及公開方式，最后設計覆蓋全程的評價，值得注意的是，作業的設計最終應做到全局性[3]。

（一）指向核心知識的再建構

依據新課標對基因工程單元提出的大概念、重要概念、次位概念要求，建構基因工程單元概念進階體系圖，以確定不同層級的作業單元體系，設計單元作業目標，進行具體作業內容設計。包括各課時的作業目標內容，作業類型，每個作業目標對應的題量、題型和考查的核心素養等級難度值進行劃分。分層設計，關注學生差異化；統籌設計，打造有層次的課時作業。課前、課中、課后作業指向某一次位概念，充分凸顯作業設計的目標性、整體性、系統性，形成進階性的課時作業鏈，有效引領學生完成概念的建構。如上表1。

（二）創建真實的驅動性問題和成果

設計具有“全局性”的主體任務，并在驅動性問題方面吸引學生注意力，使學生投入到項目探索中。將具體內容問題提升為更本質的問題，將本質問題和學生經驗建立聯系，讓學生逐步“破解”分支任務與主體任務，從而培養學生運用課本知識解決生活問題的能力[4]。

例如，基于作業目標及學情，確立項目主題為“新技術指導下的漳州水仙花產量提升研究”。項目主題確立之后，單元復習從水仙花的探索展開，提出本質問題“影響水仙花品質與產量的本質問題是什么，如何解決”，驅動學生思考需要了解水仙花的遺傳物質。例如，將制作“水仙花DNA結構模型”和居家小實驗“提取水仙花中的DNA”兩個活動項目相結合，作為單元復習作業的活動起點，驅動學生探索DNA的結構，通過居家實驗真實感受到身邊植物的DNA，把抽象的知識具象化，引起學生對DNA結構探索的興趣，為復習重組DNA技術做鋪墊，同時在實踐中復習DNA提取的實驗方法。

（三）用高階學習帶動低階學習

運用怎樣的認知策略來帶動學生的高階學習是項目式學習的重要研究部分。高階學習包括問題解決、創見、決策、實驗、調研、系統分析，它是在獲取、整合、擴展和精練知識的低階學習基礎上形成的。推動學生實現低階認知到高階認知的“階躍”是項目式學習主要的認知策略?？芍?，實踐應用類的作業設計需重視高階認知策略和低階認知策略的搭配。例如，在基因工程單元復習作業中通過模擬實驗“模擬重組水仙花DNA分子”和繪圖，可以加深對基因工程三種工具的使用原理和特點的理解；通過設計繪制PCR三輪循環過程的作業，幫助學生深刻理解PCR技術的原理。值得注意的是，教師在設計過程中應注意高階學習與低階學習的整體性與全局性，確保學生在探索過程中“不跑偏”。

（四）將素養轉化為持續性的學習實踐

項目式學習可以培育和鍛煉學生在復雜情境下靈活轉化心智。而在復雜的情境下，活動設計應尤其注意“全局化”特征，以確保教學目標的達成和項目成果的獲取。例如，通過資料分析，引導學生運用所學的發酵工程、細胞工程、基因工程、蛋白質工程等工程學原理，嘗試設計“新型轉基因水仙花”的實驗方案及工程學流程。實踐活動設計內容以家鄉水仙花種植日常熟悉的典型案例創設題目情境，這種情境真實貼近生活、復雜又具有特色，符合高中生認知水平以及學科課程標準的要求。利用生物學單元作業引導學生將所學的知識應用到生活生產實踐中，讓學生在學習鞏固學科知識的同時，更多地觀察了解生活，更深入地學習家鄉的本土生物資源，讓學習從課堂走向社會，加強學生的社會責任意識。設計合作調查報告《調查身邊的轉基因水仙花》，引導學生關注轉基因生物，理性看待轉基因技術。

（五）綜合評價：從“單向”走向“多維”

圍繞核心素養多元設計實踐性作業評價量規，凸顯學科思維，展示指向驅動性問題和深度理解核心知識的成果。針對不同方面進行評分，綜合整體情況，力求客觀科學。實現思維結構、認知過程、項目過程、真實的實踐體驗的系統化、全面化、多元化評價，以推動“全局”目標的順利實現。例如：“模擬構建含NtPI2基因的水仙花重組DNA分子”的評價量表（如表2）。

設計實踐性作業評價量規，既能檢測學生對本單元概念的理解與遷移運用，又能引導學生通過分析作業中的真實問題情境，發展學生高階思維和問題解決能力，激活學生學習的內驅力，引領學生通過作業的完成實現深度學習，形成結構化的概念體系。從歸納能力、復雜情境下的知識應用能力、思維能力、創新能力、合作交流能力等方面評價學生，引導學生充分發揮自己的優點。實踐性作業的“作業評價量表”能引導學生進行自我評價，發現實踐中存在的不足，對自己的實踐和思維過程進行反思，鍛煉學生的科學思維和科學探究能力。分層作業設計及時評價可以充分發揮作業的良好功效，讓不同水平的學生都能獲得成就感和價值感。實踐性作業借助“作業評價量表”引導學生進行自我評價，發現實踐中存在的不足，對自己的實踐和思維過程進行反思，鍛煉學生的科學思維和科學探究能力。

結束語

在單元整體視角下，研究作業的功能和價值是教學的重要組成部分，因而教師應不斷學習新的理論，打通課堂教學和課后作業的邊界，開展作業設計改革與探索[5]?；陧椖渴綄W習模式下的單元復習實踐應用類作業設計，是一次新的嘗試。如何在高三復習中磨礪作業設計并完整地、系統地、全面地呈現出來是今后繼續探索的目標，有利于在實踐過程中實現真正的教學相長。

參考文獻

[1]胡繼飛，袁樂珊，何苑瀅，等.基于STEAM理念的中學生物學項目式學習設計[J].廣東第二師范學院學報，2021，41（6）：57-68.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2021.

[3]金雨瑤，徐汛峰，付雷.基于概念進階的高中生物學單元作業設計研究：以“進化與適應”為例[J].教師教育論壇，2022，35（12）：16-18.

[4]劉欣，喬文軍.高中生物學教學中單元作業的設計與應用[J].生物學教學，2022，47（1）：22-25.

[5]許明.立足“三位一體”多維實踐的生物學項目學習[J].生物學通報，2021，56（7）：35-38.

本論文系2021年度福建省漳州市基礎教育教學研究一般課題“PBL教學模式在高中生物學新教材的案例應用”（立項批準號：ZJKTY21013）的研究成果。