任务群驱动初中生物课堂的实践研究

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一、引言

新课标强调“做中学”理念，旨在通过解决真实问题助力学生发展核心素养。任务驱动教学法（Task-BasedLearning， TBL）起源于建构主义理论[1]，强调在特定情境任务中推动知识的内化吸收。近年来，虚拟情境教学因其能够创设高度逼真且富有吸引力的学习环境，受到了广泛关注与研究。虚拟情境教学可有效提升学生的学习积极性和参与度[2]；实证研究表明虚拟情境能够增强学生对抽象知识的理解[3]。国内研究表明，TBL 与STEM 教育融合可提升科学探究能力[4]。然而，现有研究较少关注虚拟历史情境与生物学知识的整合路径。

《种子的萌发》传统教学多依赖教材实验，不能很好的学以致用，致使学生很难深切体悟到知识背后所蕴含的社会价值。本研究紧密围绕教学目标，考虑当代初中生喜爱穿越剧情的学情，别出心裁地构建了“穿越救荒”的独特虚拟情境，利用AI 技术合成穿越视频，增强情景代入感，探索任务驱动教学在生物学、地理学科融合方面的实践应用。

二、教学设计框架

（一）理论依据

1. 认知冲突理论：通过创设时空穿越的虚拟情境，巧妙引发学生的认知失衡，从而有力驱动问题的解决。

2. STEM 整合理念：将科学探究（S）、技术应用（T）、工程设计（E）与数学分析（M）融入任务链。

（二）核心素养目标：

生命观念：阐述种子萌发的条件与过程，建立结构与功能相适应的生物学观念[3]。

科学思维：通过对照实验设计，培养逻辑推理与实证意识。

探究实践：在任务情境中完成实验设计与数据分析，提升合作与创新能力。

态度责任：体会科学知识对人类生存发展的意义，增强社会责任感。

三、教学案例设计与实施（一）情境导入：穿越任务驱动的真实问题

故事情境：学生李明意外被雷击后穿越至古代村落，发现当地居民还在靠采摘野果和打猎为生（利用即梦AI 合成相关视频），因种植技术匮乏而深陷饥荒困境。他需利用生物学知识带领村民实现粮食自由，解决温饱问题。学生讨论如何实现粮食自由？得出：寻找野生粮食种子→开垦试验田→大面积推广。

分层任务驱动问题：如何选择适合播种的种子？古代环境下如何创造种子萌发的条件？如何利用有限技术优化土壤透气性？

在分组依据方面，综合考虑多个因素进行科学分组。学生的学习成绩、学习风格、性格特点等都是重要依据。成绩好的学生与成绩中等和相对薄弱的学生合理搭配，能够在小组中形成知识与技能的互补。例如成绩好的学生在实验设计时能提供较好的思路和方法，成绩中等的学生可以积极参与讨论和数据记录，学习薄弱的学生可以在他人帮助下更快理解实验操作步骤。对于学习风格，主动探索型与谨慎思考型学生相互组合，有利于拓展小组思维方式。性格外向、沟通能力强的学生和性格内向但心思细腻的学生搭配，可提高小组交流效率，发挥各自优势 。

设计意图：通过“穿越”这一新颖情境，将知识学习与生存挑战结合，激发学生探究兴趣。

（二）任务实施与数据实证任务一：筛选优质种子（探究种子萌发的自身条件）

学生活动：

1. 观看 AI 合成视频，李明发动村民寻找到一袋粮食种子，观察古代村民提供的种子（部分干瘪、虫蛀或胚受损）。学生结合上学期所学知识“种子结构”，筛选完整且有生命力的种子。

2. 设计实验验证胚的完整性对萌发的影响（对照组：完整种子；实验组：切除胚的种子），通过NB 实验室模拟实验结果。

科学思维：通过对比实验理解胚是种子萌发的关键结构任务二：优化种植环境（探究种子萌发的外界条件）

筛选出合格的野生种子后，李明为了节约野生种子，带领村民开垦了三块试验田。

学生活动：

1. 分组设计三组对照实验，探究水分、温度、空气对种子萌发的影响（参考教材实验装置）。

2. 结合古代环境（如春季多雨、土壤板结问题），提出改进方案（如松土增氧、控制播种深度）。

跨学科整合：联系物理学（土壤透气性）、地理学（气候分析）优化实验设计。

任务三：提高发芽率（探究种子萌发的内部物质转化）学生活动：

1. 品尝萌发与未萌发的小麦种子，分析甜味差异原因，理解淀粉转化为糖的过程。

2. 提出“浸泡催芽”等古代可行的促萌发技术。

（三）教学实施与评价

探究过程：

1. 实验设计：学生分组讨论并绘制实验方案图，教师引导优化变量控制（如强调单一变量原则）。

2. 数据分析：记录结果，绘制种子萌发曲线图，用折线图对比不同条件的影响。

3. 成果展示：以“古代农业技术推广会”形式汇报实验结论，提出种植建议（如“春播需地温稳定”“浅播透气”）。

4.播放植物从种子到森林的延时摄影，强调“每一颗种子都是生命的希望”。结合“碳达峰”政策，探讨种子科学与生态保护的关系。

评价方式：

过程性评价：实验设计的科学性、团队合作表现。

终结性评价：能否结合数据为古代村民制定《种植指南》

四、教学成效与反思

（一）量化效果分析

通过 SPSS 26.0 进行独立样本 t 检验：

（二）创新与局限

1.创新性：

AI 技术增强情境沉浸感（学生任务投入度提升37%）

通过“起垄种植模型制作”实现工程思维培养

2.局限性：

学困生在复杂任务中呈现较高认知负荷（需分层设计任务）

实验材料可因地制宜（如用黏土模拟古代土壤，用蜡烛燃烧消耗氧气探究空气条件）。

五、结语

本案例以“穿越救荒”为任务主线，将种子萌发的理论知识转化为解决实际问题的工具，不仅落实了新课标的探究要求，更培养了学生的创新思维与社会责任感。通过角色代入与实验设计，学生从被动接受者转变为主动探索者，真正实现了“知识为生命服务”的教育目标。

参考文献：

[1]王伟， 张莉. 任务驱动教学法在初中生物教学中的应用研究[J]. 生物学通报， 2021（5）：32-35.

[2]陈雨婷，李明，杨刚，黄昌勤，韩中美. "球面视频虚拟现实技术对学生深度写作的影响." 现代教育技术 33.7（2023）：53-61.

[3]李新仓. "元宇宙赋能高校思想政治教育的实践进路." 教育探索 4（2023）：48-50.

[4]Lu， Jun ， et al. "Lymphatic metastasis-related TBL1XR1 enhances stemness and metastasis in gastric ancer stem-like ells y ctivating RK1/2-SOX2 signaling （vol 0， g 22， 2021） （Retraction of Vol 40， Pg 922， 2021）." Oncogene 11（2024）：43.

作者简介：刘艳，女，二级教师，生物教学