项目化实验教学设计

摘 要：本文设计并探究了校本选修课程中“光合色素的提取与分离”实验的延伸活动，并将其拓展为学习项目，在项目化学习的过程中提升学生的思维品质，培养其综合素养。

关键词：光合色素的提取分离；项目化教学；高阶思维

文章编号：1003-7586（2024）07-0009-03 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

项目化学习（Project-Based Learning，PBL）是一种以学生为中心，设计并执行学习项目的教学和学习方法，是一种基于真实问题探究的学习方式。其通常由真实情境引出驱动性问题，将教学重难点转化为项目化学习的主题，强调源于真实生活、参与合作，注重成果输出、评价反思。［1］项目化学习能够有效培养学生解决实际问题的能力，提升思维品质，从而获得分析思维、批判性思维以及创造性解决问题的高阶思维能力。

“光合色素的提取与分离”是人教版普通高中教科书《生物学·必修1·分子与细胞》（以下简称“教材”）中的实践活动。在常规教学过程中由教师准备好实验材料及用具，引导学生根据教材中的操作步骤进行操作并获得实验结果。这样的实践活动设计过于刻板，且因为教学课时有限、操作存在误差等原因，导致学生无法得到满意的实验结果。笔者在校本选修课上，尝试以“光合色素的提取与分离”为主题，鼓励学生开拓创新，建设属于自己的学习项目，从而在项目化学习的过程中积极探索，以获得思维能力和综合素养的有效提升。

1 项目化学习实施

项目化学习包含以下主要环节：提出问题、规划方案、实施方案、过程评价、结果评价和反思改进。“光合色素的提取与分离”学习项目的设计流程如图1所示。

笔者以一个学习小组的项目化学习过程为例。该小组经过热烈讨论后，确定本组的学习项目主题是“校园常见植物光合色素的提取与分离”。学生们走遍校园，采集多种常见植物，最后选取婆婆纳、艾草、一年蓬、酢浆草、酸模五种草本植物进行光合色素的提取与分离（见图2）。

在光合色素的提取过程中，学生利用酸模和酢浆草作为实验材料，没有得到预期的实验结果，色素提取液呈现非常淡的黄绿色，说明其中叶绿素的含量极低（见图3）。

由此，该小组决定针对酢浆草的异常实验结果进行深入研究，探索其无法提取到叶绿素的原因，并寻找解决办法。小组成员通过查阅资料了解叶绿素的化学性质，发现其化学性质不稳定，遇酸容易分解，因此小组成员推测研磨液中的酸性物质破坏了叶绿素的结构。

后续经过实践检测证实：利用教材方法获得的酢浆草研磨液pH较低（见图4）。针对如何保护叶绿素，找到提取叶绿素的有效方法的问题，小组成员开展积极的改进和创新。笔者通过查阅文献资料，收集并试验多种色素的提取方法（见表1），最终该小组确定氢氧化钠法能够成功提取酢浆草的光合色素（见图5）。项目的最后阶段，小组成员将本组的探究过程和实验成果整理为实验报告，并制作

演示文稿在班级内进行分享展示，同时结合评价量表进行自评和互评（见表2），最终完成本项目的学习。

2 在项目化学习中培养高阶思维

项目化学习模式有助于培养学生的高阶思维能力。基于布鲁姆教育目标分类法

（Bloom's taxonomy of educational objectives）

中有关认知领域的层级划分，高阶思维指的是认知水平层级中的分析、评价、创造三个层级，而记忆、理解、应用则属于低阶思维层级。具体来说，高阶思维是一种从真实问题情境中提取信息、思辨、创造、决策、实践、反思的思维能力。培养学生的高阶思维能力是当今多元化社会对生物学学科教学提出的高层次要求，有助于学生在面对复杂问题时进行深度思考和灵活反应，从而促进其终身发展。我国在最新修订的《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中也强调“在生物学学科学习中要培养能够基于生物学事实和证据运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力”。教师需要在学习项目的立项和开展过程中，使学生获得充分的实践探究机会，亲身经历探究活动过程，主动构建属于自己的知识结构，进而使学习方式发生转变，促进其思维能力的提升。

以本文中提及的项目小组为例，梳理思维进阶过程：用校园植物进行光合色素提取实验；如何选取材料进行实验；草质叶植物易被研磨破碎；校园里的常见草质叶植物有哪些；实地摸排，收集植物，选择量多并且容易获得的植物作为实验材料。；进行实验、观察、总结，选择最合适的实验材料；探索分析出现异常现象的原因；查阅资料，寻找原因并尝试解决；进行酢浆草光合色素提取的尝试创新；对实验过程和结果进行总结展示；自评和互评。

该项目的顺利完成需要学生做到：①整合分析校园植物资源，对其进行分类鉴定，根据植物特点挑选适宜的实验材料；②对实验现象进行仔细观察和深入分析，对色素的提取方法进行探究思考和实践评价；③积极查阅资料，通过分析文献资料，尝试可能的问题解决办法，发展批判性思维；④制作演示文档展示本组成果、运用归纳与概括等方法，进行过程性评价和结果性评价，锻炼思维表达和总结综述能力；⑤进行小组合作，发展交流沟通能力。教师需要在教学中引导学生在实际的实验情境中运用创造、系统推理分析等高阶认知策略完成项目任务，从而在实践中发展高阶思维能力。

参考文献

［1］胡胜男.高中生物项目化学习的实践与思考［J］.上海教育，2019（Z2）：94．