基于项目式教学的植物学课程翻转课堂构建

巩红冬

(1. 浙江师范大学 教师教育学院，金华 321004； 2. 甘肃民族师范学院 化学与生命科学系，合作 747000)

植物学课程传统课堂以知识为本位，注重植物学科知识传授过程，学生被动学习。植物学课程翻转课堂以能力为本位，注重植物学科知识产生过程，学生自主学习[1]。在植物学课程教学中引入项目式教学就是要将传统教学中课内教师知识传授过程翻转为课外学生科学探究过程[2-3]。植物学课程教学中有关植物生命活动规律的部分均为过程性与程序性很强的实践性内容，这部分学科知识极为抽象，学生难以理解，在运用项目式教学之后，学生普遍学习兴趣浓厚、积极性高涨，学生的学习效果好、效率高，总体效益良好，真正实现了有效学习[4-5]。本文以种子的萌发这节课为例，从项目设置、项目实施、交流讨论、项目延伸4个方面探讨了项目式教学在植物学课程中的具体应用，并为运用项目式教学构建植物学课程翻转课堂提出了几点建议，以期为提高植物学课程教学质量提供参考。

1 项目设置

项目式教学就是将教学内容分解为若干个探究项目，每个项目内含一定的学习任务，学生通过完成项目获得知识、能力、情感态度与价值观方面的发展[6]。项目设置是项目式教学的起点,项目质量的高低直接决定着学习目标的有效达成。种子的萌发这节课设置了3个项目，分别是种子萌发的内部条件项目、种子萌发的外界条件项目和种子萌发的基本过程项目。

1.1 种子萌发的内部条件项目

这个项目从种子生命活动的物质基础出发，探究影响种子萌发的内部条件。共包含3个学习任务，一是探究种子结构的完整性对种子萌发的影响；二是探究种子功能的完备性对种子萌发的影响；三是综合分析内部条件对种子萌发的影响。

1.2 种子萌发的外界条件项目

这个项目从植物生长环境的生态因子出发，探究影响种子萌发的外界条件。共包含5个学习任务，一是探究水分对种子萌发的影响；二是探究温度对种子萌发的影响；三是探究氧气对种子萌发的影响；四是探究光照对种子萌发的影响；五是综合分析外界条件对种子萌发的影响。

1.3 种子萌发的基本过程项目

这个项目是通过观察不同种子萌发的各个阶段的特征，探究种子萌发的基本过程。共包含3个学习任务，一是通过培养种子观察种子萌发的各个阶段的特征；二是通过种植种子观察幼苗的类型；三是综合分析种子萌发的基本过程。

2 项目实施

项目实施过程就是学生自主探究项目、完成学习任务的过程。在项目设置完成后教师就要组织、指导学生对项目展开实施。

2.1 种子萌发的内部条件项目

学生自主探究完成3个任务:一是以蚕豆、玉米为实验材料，探究种子基本组成部分的完整性对种子萌发的影响;二是以小麦、大豆为实验材料，探究种子各组成部分的活力对种子萌发的影响;三是以前两个任务为基础，从种子基本组成部分的完整性与各组成部分功能的完备性入手，综合分析内部条件对种子萌发的影响。

2.2 种子萌发的外界条件项目

学生自主探究完成5个任务:一是以水稻、小麦、花生、大豆为实验材料，探究水分对种子萌发的影响，以吸水量为指标，设计不同梯度、测定不同种子萌发时的适宜吸水量;二是以油菜、黄瓜、番茄、玉米为实验材料，探究温度对种子萌发的影响，设计不同温度梯度、测定不同种子萌发时的适宜温度;三是以花生、大豆、棉花为实验材料，探究氧气对种子萌发的影响，以含氧量为指标，设计不同梯度、测定不同种子萌发时的适宜含氧量;四是以莴苣、紫苏、胡萝卜、桦木、烟草、葱、韭菜、番茄、茄子、南瓜为实验材料，探究光照对种子萌发的影响，以光照和黑暗为指标，观察不同种子萌发时对光照和黑暗的反应；五是以前4个任务为基础，从水分、温度、氧气等方面综合分析外界环境条件对植物种子萌发的影响。

2.3 种子萌发的基本过程项目

学生自主探究完成3个任务：一是通过培养绿豆、大豆、小麦、玉米种子，观察种子萌发的各个阶段的特征；二是通过种植蓖麻、油菜、向日葵、棉花、洋葱、蚕豆、豌豆、水稻的种子，观察幼苗的类型；三是结合任务一和任务二综合分析植物种子萌发的基本过程。

3 交流讨论

3.1 交流一

种子萌发的内部条件项目是通过探究得出影响种子萌发的内部条件有种子基本结构完整、各部分功能成熟、种子活力充沛。组成种子基本结构的种皮、胚或胚乳中的任何一部分的缺失都会影响种子的萌发。生理性成熟并具有较强生活力是保证种子正常萌发的必要条件。

种子萌发的外界条件项目是通过探究得出种子萌发所需要的外界条件有充足的水分、适宜的温度和足够的氧气。水对种子萌发的主要作用，其一是软化种皮，为胚根等突破种皮创造条件，其二是种子的生命活动需要在有水的环境中完成。不同种子萌发时所需要的水分不同，但如果水分不充足，种子就无法萌发。温度对种子萌发的主要作用是适宜的温度可以提高种子中酶的活性，从而促进种子的生命活动。不同种子萌发时所需要的温度条件是不同的，但总体上表现出三基点，即最适温度、最低温度和最高温度。越接近最适温度对种子萌发越有利，低于最低温度或高于最高温度种子均不能正常萌发，甚至引发种子生命活动的停止。氧对种子萌发的主要作用是促进呼吸作用，使种子的生命活动变得旺盛。因此种子萌发时需要吸收足够的氧气，以保证种子正常萌发。此外，有少数种子在萌发时需要光照或黑暗。

3.2 讨论一

在种子萌发的内部条件项目和外界条件项目交流探究经验后，学生已经获得了种子萌发需要内部条件和外界条件的概念。那么，接下来的问题是种子萌发的内部条件和外界条件对种子萌发的影响程度又如何呢？针对这个问题，教师要不失时机地引导学生围绕种子萌发的内部条件与外界条件的关系展开讨论。

通过讨论学生认识到，种子萌发的内部条件是影响种子萌发的内在因素，是种子萌发的先决条件，决定着种子是否具有萌发的能力；种子萌发的外界条件是影响种子萌发的外在因素，是种子萌发的辅助条件，决定着种子是否进入萌发的状态。种子的萌发是影响种子萌发的内部条件和外界条件共同起作用的结果。种子萌发的外界条件要通过内部条件才能起作用。给具有充沛活力的种子提供良好的外界环境条件是种子顺利萌发并茁壮成长的适宜条件。

经过讨论活动，学生把种子萌发的内部条件和外界条件有机地统一起来了，不但大大提高了学生辩证思维的能力[7]，而且学生牢固地树立了唯物主义辩证观。

3.3 交流二

种子萌发的基本过程项目通过探究得出种子萌发的基本过程包括3个阶段：一是吸胀阶段，种子吸收水分后体积迅速增大，种子生命活动旺盛起来；二是露白阶段，种子吸水膨胀后，胚根首先突破种皮逐渐形成主根；三是幼苗形成阶段，胚根伸出后不久，胚芽逐渐发展为茎叶系统，至此形成幼小植物体，即幼苗。幼苗有两种类型：子叶出土幼苗和子叶留土幼苗。双子叶植物无胚乳种子在萌发时，胚根首先伸入土中形成主根，接着下胚轴迅速伸长，将子叶和胚芽推出土面，子叶出土后变为绿色，这种幼苗称为子叶出土幼苗。而双子叶植物无胚乳种子和有胚乳种子以及单子叶植物种子，在萌发时，胚根首先突破种皮，向下伸长，形成主根，同时，由于子叶以上的上胚轴的伸长，胚芽被推出土面，而下胚轴并不伸长或伸长缓慢，故子叶仍留在土中，这种幼苗称为子叶留土幼苗。

学生已经注意到在种子萌发的基本过程中一个显著的特征是胚根首先突破种皮。

3.4 讨论二

在交流了种子萌发的基本过程的探究经验后，学生知道在种子萌发时首先突破种皮的是胚根。接着，就有不少学生会产生这样的疑问，为什么首先突破种皮的不是胚芽或其他部分，而一定是胚根呢？这时，教师就要顺势让学生讨论在种子萌发的基本过程中胚根首先突破种皮的生物学意义。

通过讨论让学生认识到，种子萌发时，胚根首先突破种皮，逐渐伸入土中形成主根，主根进一步发育形成根系，根系一方面将植物牢牢地固定在土壤之中，防止各种外界破坏因素对植物的影响，另一方面能及时地从土壤中吸收水分和无机盐，为植物的后续生长发育提供必要的物质保障。

经过这个讨论活动，不仅发展了学生的创造性思维[8]，而且极大地提升了学生透过现象认识植物生命活动本质和规律的能力。

4 项目延伸

在课堂交流讨论后，要对项目进行延伸，设置延伸项目，这是学生已获得知识和技能的应用阶段[9]。延伸项目一般是一个面向全体学生的普适性项目，主要针对学生现实生活和社会实际中的实践性问题设置。种子的萌发这节课设置的延伸项目是播种前种子的抗旱锻炼。学习任务是：干旱地区的农民在播种前将种子淋湿后盖布摊放，待种子开始萌动但尚未萌发时又通风晾干，使种子恢复最初的干燥状态，这样重复做几次后才将种子下地播种。农民为什么要这样做呢？这对于人类又有什么启发呢？

学生经过探究后发现，在萌发的过程中种子如果遇到干燥缺水的严酷环境，种子内部就会发生一系列生理变化，并引起以后植株形态、结构、功能上对旱生环境的适应，也就大大提高了植物生长发育时的抗旱性，为作物增产打下了坚实的基础。

学生进一步认识到，在种子萌发过程中人为地给种子创设了一个萌发逆境，正因为这个逆境才使种子获得了对抗干旱环境的本领。

5 运用项目式教学构建翻转课堂应注意的问题

5.1 项目设置时要把教学内容作为一个整体来分析

项目设置时要避免项目设置的空缺性和重复性。空缺性是指部分教学内容没有被包含在所设置的项目中，也就是此部分教学内容没有落实在相应的学习任务中，从而被悬空了，通过探究后学生不能经历此部分知识的产生过程。重复性是指部分教学内容被重复设置在不同的项目中，因而学生重复探究同一知识。

5.2 项目设置时要充分考虑项目的范围大小和难易程度

项目设置时要避免个别项目过大或过小，过难或过易。过大或过难的项目，学生探究时困难较大，不利于经历知识的产生过程，学生也容易产生挫败感；过小或过易的项目，学生甚至不经探究就能得出结论，从而使项目失去意义，学生也对此类不具挑战性的项目没有兴趣和积极性不高。因此，项目的大小和难易要基本均衡，既要满足学生的挑战心理，也要在学生力所能及的范围之内，也就是说，项目是学生经过一定的努力能够在限定的时间内完成的。

5.3 项目实施时教师要给学生提供必要的探究条件和指导帮助

项目式教学中的探究注重学生亲历知识产生的过程，而不是让学生创造新知识[10]。因此，在项目实施前或实施中教师要为学生的探究活动提供必要的材料、仪器、场所、资料等条件，尤其是探究材料，如果选取不当，要么生命现象不明显，从而不易被学生观察到，要么生命现象不典型，容易引起学生的误解。同时要在项目实施中对学生提供必要的技术指导，对学生在项目实施中遇到的问题也给予及时解答。

5.4 交流讨论时教师要着力引导与把握学生交流讨论的方向

教师在学生进行交流讨论时一定要密切关注交流讨论的方向，不断引导交流讨论向着预定的方向发展，避免课程教学内容脱离学生的生活和社会实际[11]。交流讨论环节不仅要使学生获得的知识向纵深发展，而且要大力培养和提升学生的能力和情感态度与正确的世界观。