基于模型构建发展科学思维的项目式学习实施

基金项目：2023 年度漳州市教育信息技术研究课题“新课标视域下融合信息技术的初中生物建模思维培养研究”，ZXK202327

《义务教育生物学课程标准（2022 年 版）》注重学生在学习过程中的实践经历，突出实践在育人中的价值。[1] 开展制作物理模型的生物学项目学习活动，不仅是对新课程标准的贯彻落实，还是培养学生实践能力，促进学生学科综合能力显著提升的有力途径。这种实践类的项目式教学活动，打破了传统生物学课堂中单一枯燥的教学困境，为学生提供了更加优质生动的学习体验，促使学生能够在实践中，将知识外化于行，夯实自身能力基础，提高学科综合素养。

一、确定活动主题，梳理建模教学要素

开展模型制作类跨学科实践活动，教师首先应依据 2022 版课标要求，结合教材内容和学 情，确定活动主题和建模教学要素。[2] 只有明确了项目学习的主题和建模要素，才能够使学生后续的自主探究和实践过程更加顺利。同时，在这一过程中，教师还能够帮助学生理清课程知识点，逐步构建起系统的科学思维，深化对生物学知识的理解与掌握。

比如，教师在引导学生构建“血液循环模型”的过程中，依据课程标准以及初中阶段学生的学习特点，可以确定项目主体。例如，“构建人体血液循环模型，探究血液流动奥秘”。基于这一主题，教师需要进一步地理清建模教学的要素，明确教学目标。例如，对于本主题来说，教师可以将教学目标设定为：通过模型制作，准确描述体循环和肺循环路径，理解血液循环的物质运输和气体交换功能。并帮助学生理清课程知识脉络，如“血液具有物质运输的作 用，血管是血液循环的管道，心脏搏动为血 液循环提供动力；然后概括出物质运输主要 是通过血液循环实现的。”[3] 在明确了教学要素和项目主题之后，教师可以在课堂上为学生播放血液循环的动画，并对学生提出问题，如：“血液为什么会持续流动？不同部位的血液成分有什么不同呢？”从而灵活地引入课程主题，为后续模型的构建奠定良好的氛围基础。

二、制作物理模型，构建跨学科概念

物理模型是连接抽象与实践的桥梁，对于学生深入理解生物学知识，构建其跨学科的概念来说，具有十分重要的意义。所以，教师需要引导学生基于所学的生物学知识，利用身边常见的生活化材料，构建起物理模型。在这种实践活动中，能够有效地打破不同学科之间的知识壁垒，培养学生的思维以及创新能力，帮助学生构建更全面、更系统的知识体系。

基于项目主题，以及理清模型构建的要素，教师可以引导学生动手制作物理模型。此时，教师需要遵循异质分组的原则，将学生分为若干小组，使学生以小组为单位展开项目探究，这不仅能够提高项目合作的效果，还能提高学生制作物理模型的效率。以小组为单位，教师需要组织学生设计制作方案，收集生活中常见的模型材料。例如，心脏由四个腔组成，那么教师便可以引导学生采用滴壶或生活中常见的小塑料瓶 来模拟并确定其数量，并用单向阀模拟房室瓣和 动脉瓣，防止血液倒流等。在小组合作制作的过程中，学生需要积极地交流沟通，发挥自身的优势和长处，全身心地参与到模型的制作之中，这将有效锻炼学生的合作交流能力。

三、检验评价物理模型，发展批判性思维

评价与检验是教学过程中的最后一步，也是至关重要的组成部分。在构建模型的过程中，教师也应加强对评价与检验环节的认识，促使学生自我反思，不断优化自己的物理模型，并在评价中认识到自身的长处和短板，及时改正。这种科学的评价与检验过程中，能够促使学生深入进行思考，养成敢于质疑、独立思考的能力，从而有效提高学生的批判性思维。

在学生完成物理模型的制作后，教师可以让学生 在班级内以小组为单位进行展示、交流。同时，教师可以制作量化的评价表，引导小组依据量化评价表内容，进行自主评价。这种初步的评价模式，能够促使学生在小组内进行积极地自我反思，产生新的优化想法。除此之外，教师还可以组织学生以小组为单位在课堂上进行展示介绍，其他小组则担任“评委”，进行小组间的互评。例如，有小组指出某个模型中血管的连接方式不符合实际生理结构，影响了对血液循环路径的准确表达。在互评过程中，学生能够认识到不同小组之间的优点，取长补短，进而不断优化自己的模型制作效果。

综上所述，利用项目式学习方法，组织学生构建物理模型，深化了学生对课程内容的理解，促使学生将抽象的理论知识以直观的形式呈现了出来。学生在绘图与模型制作的过程中，观察力、想象力、动手能力和空间思维能力得到有效锻炼，创新意识与团队协作精神也在创作中悄然生长。并且，通过这种教学模式，教师带领学生以全新的视角领略到了生物之美，成功点燃了对生命科学的热爱之火，激发了探索未知世界的无限热情。

参考文献：

[1] 王春喜 , 刘锐 . 初中生物学模型制作类跨学科实践活动教学策略——以血液循环模型的建构为例 [J]. 基础教育课程 ,2025,(02):56-64.

[2] 叶玉华 . 立足概念建构的初中生物学问题解决模型——以“绿色植物与生物圈的水循环”为例 [J]. 实验教学与仪器 ,2024,41(10):26-28.

[3] 高倩倩 , 丁香玉 , 刘张文斐 , 等 . 基于模型建构的初中生物学论证式教学的应用——以“气孔开闭的原理”为例[J]. 中学生物教学,2024,(27):45-48.