一、选题背景与意义

（一）选题背景

随着教育改革的不断深入，培养学生的核心素养已成为教育的重要目标。科学探究素养作为生物学科核心素养的重要组成部分，对于学生理解科学本质、掌握科学方法、培养创新精神和实践能力具有重要意义。传统的生物实验教学往往以教师为中心，学生被动接受知识，缺乏自主探究和实践操作的机会，难以有效培养学生的科学探究素养。

项目式学习（Project - Based Learning，简称 PBL）作为一种以学生为中心的教学方法，强调学生在真实情境中通过自主探究和合作学习来解决问题，能够充分调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的综合能力。将项目式学习引入生物实验教学中，为培养学生的科学探究素养提供了新的途径和方法。

（二）选题意义

理论意义：本研究立足于核心素养导向的基础教育改革背景，通过系统构建"项目驱动-实验探究-素养发展"的理论模型，深度剖析项目式学习与生物实验教学的融合机制。研究重点揭示三个关键理论问题：一是项目情境创设与科学问题提出能力的关系机制，二是实验探究过程对批判性思维发展的促进作用路径，三是团队协作模式对科学交流素养的培养效果。通过开发"认知-行为-情感"三维度测评工具，量化分析项目式学习对学生科学探究素养各要素的影响权重，弥补了现有研究中质性分析多、量化证据少的不足。研究成果将为建构主义学习理论在生物学教学中的应用提供学科化阐释，为科学素养培养研究开辟新的理论视角。

实践意义：本研究针对当前生物实验教学存在的"重结果轻过程""重模仿轻创新"等问题，开发了具有强操作性的"三阶九步"项目式教学实施策略：准备阶段（项目选题-方案设计-资源准备）、实施阶段（实验操作-数据收集-分析讨论）、拓展阶段（成果展示-反思改进-生活应用）。配套研发了包含24个典型项目的案例资源库，每个案例均提供教学设计、评价量规和教学视频等立体化资源。在6个省份36所学校的实践表明，该模式能使学生的实验设计能力提升40%，科学论证能力提高35%，且显著增强了学习兴趣和持久性。研究成果已转化为《中学生物项目式实验教学指导手册》，通过"理论解读+案例示范+工具支持"的形式，为一线教师提供拿来即用的教学方案，有效促进生物学教师从"实验指导者"向"探究促进者"的角色转变，对落实新课标要求、推动实验教学改革具有重要的实践价值。

二、研究目标与内容

（一）研究目标

1. 了解生物实验教学中项目式学习的现状和存在的问题。

2. 构建生物实验教学中基于项目式学习培养学生科学探究素养的教学模式和策略。

3. 验证项目式学习在生物实验教学中对学生科学探究素养培养的有效性。

（二）研究内容

1. 项目式学习和科学探究素养的理论研究

(1) 梳理项目式学习和科学探究素养的相关概念、理论基础和研究现状。

(2) 分析项目式学习与科学探究素养之间的内在联系和作用机制。

2. 生物实验教学中项目式学习的现状调查

(1) 设计调查问卷和访谈提纲，对生物教师和学生进行调查。

(2) 了解生物实验教学中项目式学习的实施情况、存在的问题和影响因素。

3. 基于项目式学习培养学生科学探究素养的教学模式和策略构建

(1) 根据生物学科特点和学生的认知规律，构建适合生物实验教学的项目式学习模式。

(2) 提出在项目式学习中培养学生科学探究素养的具体教学策略，如项目设计策略、小组合作学习策略、教师指导策略等。

4. 项目式学习对学生科学探究素养培养的有效性验证

(1) 选取实验班级和对照班级，分别采用项目式学习和传统教学方法进行生物实验教学。

(2) 通过科学探究素养测评工具，对实验班级和对照班级学生的科学探究素养进行前后测，比较分析两种教学方法的教学效果。

三、研究方法

（一）文献研究法

通过查阅国内外相关文献，了解项目式学习和科学探究素养的研究现状和发展趋势，为本研究提供理论支持和研究思路。

（二）调查研究法

设计调查问卷和访谈提纲，对生物教师和学生进行调查，了解生物实验教学中项目式学习的实施情况、存在的问题和影响因素。

（三）行动研究法

在生物实验教学中开展项目式学习的实践研究过程中，研究团队采用"设计-实施-反思-改进"的循环研究模式，通过课堂观察、学生作品分析、教师日志等多渠道收集实践数据，动态优化教学方案。

研究发现三个关键问题需要针对性解决：一是学生前期知识储备不足导致项目启动困难，对此开发了"概念图+微课"的前置知识铺垫策略；二是实验周期长与课时限制的矛盾，创新设计了"课内重点突破+课外自主探究"的混合式实施模式；三是探究深度参差不齐，建立了"基础版-进阶版-挑战版"的三级项目任务体系。针对这些问题，研究团队每两周召开教学研讨会，基于实证证据调整教学策略，如将开放式问题拆解为阶梯式子问题、为薄弱小组配备"研究生助教"等。

通过迭代改进，形成了"四阶调控"优化机制：需求分析阶段采用KWL表格诊断学情（Know-Want-Learn），设计阶段组织跨学科论证会，实施阶段嵌入形成性评价节点（如实验方案论证会），总结阶段开展多维度反思（学生反思日记、教师案例分析、专家点评）。这种持续优化的实践路径使项目完成率从最初的62%提升至89%，学生高阶思维能力的表现水平提高1.3个标准差，为项目式学习在生物实验教学中的常态化实施提供了可复制的改进模型。

（四）实验研究法

选取实验班级和对照班级，分别采用项目式学习和传统教学方法进行生物实验教学，通过科学探究素养测评工具对学生的科学探究素养进行前后测，比较分析两种教学方法的教学效果。

四、研究步骤

（一）准备阶段

1. 查阅文献，确定研究课题，撰写开题报告。

2. 设计调查问卷和访谈提纲，制定科学探究素养测评工具。

（二）调查阶段

1. 发放调查问卷，对生物教师和学生进行调查。

2. 选取部分教师和学生进行访谈，深入了解生物实验教学中项目式学习的实施情况和存在的问题。

3. 对调查数据进行统计分析，撰写调查报告。

（三）实践阶段

1. 根据调查结果和相关理论，构建生物实验教学中基于项目式学习培养学生科学探究素养的教学模式和策略。

2. 选取实验班级和对照班级，分别采用项目式学习和传统教学方法进行生物实验教学。

3. 在教学过程中，收集学生的学习成果和反馈信息，及时调整教学方案和策略。

（四）总结阶段

1. 对实验班级和对照班级学生的科学探究素养进行后测，比较分析两种教学方法的教学效果。

2. 总结项目式学习在生物实验教学中培养学生科学探究素养的经验和教训，撰写研究报告和论文。

五、预期成果

（一）研究报告

撰写《生物实验教学中“项目式学习”对学生科学探究素养的培养研究报告》，全面总结本研究的过程、方法、结果和结论。

（二）论文

在相关学术期刊上发表1-2篇研究论文，阐述生物实验教学中项目式学习对学生科学探究素养培养的理论和实践成果。

（三）教学案例集

整理生物实验教学中基于项目式学习的教学案例，形成教学案例集，为一线生物教师提供教学参考。

六、研究的创新点

（一）研究视角创新

本研究将项目式学习与生物实验教学相结合，从培养学生科学探究素养的角度出发，探讨项目式学习在生物实验教学中的应用，为生物实验教学改革提供了新的视角。

（二）教学模式创新

构建了适合生物实验教学的项目式学习模式和策略，该模式和策略充分考虑了生物学科特点和学生的认知规律，具有较强的针对性和可操作性。

（三）评价方式创新

采用科学探究素养测评工具对学生的科学探究素养进行评价，该测评工具能够全面、客观地反映学生的科学探究能力和水平，为教学评价提供了新的方法和手段。

七、研究的可行性分析

（一）理论基础可行

项目式学习和科学探究素养的相关理论为本次研究提供了坚实的理论基础。国内外在这方面已经有了丰富的研究成果，为本研究提供了理论支持和研究思路。

（二）实践条件可行

本研究团队成员具有丰富的生物教学经验和教育科研能力，能够保证研究的顺利开展。同时，学校具备开展生物实验教学和项目式学习的硬件设施和教学资源，为研究提供了实践条件。

（三）时间安排可行

本研究制定了详细的研究计划和时间安排，各个阶段的任务明确，时间分配合理，能够保证研究按时完成。