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初中生物项目式学习中的
驱动问题和深度思考
韩烁
2026.6
💡创新思维：开放性问题设计 & 认知冲突激发
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如何确定驱动性问题？
在初中生物学习中，如果要进行项目式学习，那么在项目设计阶段，确定驱动性问题就成了第一个需要解决的问题。
高质量驱动性问题的标准：
- 指向学科本质，不脱离课标：最常见的失败原因是"活动很热闹，知识没落到"
- 具有开放性和探究空间：没有唯一标准答案，需要实验/调查/分析才能逼近答案
- 真实情境可感知、可操作：情境必须是学生真正能接触、能行动的
- 能引发认知冲突和高阶思维：问题应让学生产生困惑感，从而激发探究动机
- 问题链呈螺旋式梯度上升：非单一问题，需要拆解为子问题链，且有逻辑递进
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💡创新思维：批判性思维的方法论框架
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如何确定驱动性问题？
通过深挖教材来设计驱动性问题，这是一个有扎实理论依据、且有明确实践优势的做法。
理论依据：
《课程标准》明确提出"整体规划跨学科实践活动，探索项目化实施"。但课标是纲领性文件，教师在日常教学中需要具体的抓手——教材就是课标的核心载体。驱动性问题是由本质问题转化而来的。而本质问题指向的是学科核心概念——这些核心概念，教材在每个单元、每节课的编排中已经帮教师梳理好了。
💡创新思维：批判性思维（质疑权威）
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如何确定驱动性问题？
1."质疑"教材：
💡创新思维：发散思维（突破单一路径）
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如何确定驱动性问题？
2."拓展"教材：
💡创新思维：跨界迁移思维
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如何确定驱动性问题？
3."延伸"教材：
💡创新思维：系统性思维（问题链设计）
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什么样的问题链条能引发深度思考？
在项目式学习的结构中，驱动性问题是起点，项目成果是终点，而问题链是连接起点和终点的唯一通路。
核心观点
没有问题链的项目式学习，驱动性问题就是一个孤零零的"大问题"，学生不知道从哪里下手。研究界普遍共识：驱动性问题决定"要做的事"，问题链决定"怎么一步一步做"。
我试举一例——《我是造氧小能手》
💡创新思维：真实情境中的创新命题设计
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课例：《我是造氧小能手》
驱动性问题
如何设计一个更简单、更可靠的'光合作用产生氧气'实验，让每个同学都能亲手做出来？
- 内容：覆盖"光合作用条件、产物"核心知识
- 情境：从"教师演示"转向"学生人人动手"的真实教学困境
- 联系：连接教材实验 → 材料替代 → 装置改进 → 成果产出
💡创新思维：提出假设（创新思维起点）
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课例：《我是造氧小能手》
线索一：实验材料问题链
材料问题1（理解层）
实验为什么使用金鱼藻？能不能用别的植物？
设计意图
- 引发学生回到教材、理解实验设计的缘由
- 金鱼藻是沉水植物，叶片薄、气体容易逸出——这是关键知识点
- "能不能用别的植物"制造第一个开放性问题，让学生提出假设
💡创新思维：知识迁移应用
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课例：《我是造氧小能手》
线索一：实验材料问题链
材料问题2（应用层）
能否用菜市场买到的陆生蔬菜代替？如果可以，应该选择什么样的蔬菜？
设计意图
- 把问题从"能不能"推进到"具体怎么选"
- 让学生把"光合作用需要有叶绿体的叶肉细胞"这个知识应用到新情境
- 选蔬菜的过程，本身就是对"植物进行光合作用的部位"的考查
💡创新思维：结构-功能分析思维
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课例：《我是造氧小能手》
线索一：实验材料问题链
材料问题3（分析层）
沉水植物与陆生植物叶片结构有什么差异？这些结构差异对实验有什么影响？
设计意图
- 这是整个材料线索的核心认知跃升点
- 从前两个问题的"经验判断"，推进到"结构—功能关系"的分析
- 对应生物核心素养：结构与功能相适应
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知识结构（学生需要自主发现）
沉水植物与陆生植物叶片结构对比
| 结构特征 | 沉水植物（金鱼藻） | 陆生植物（生菜/菠菜） | 对实验的影响 |
|---|
| 角质层 | 无或极薄 | 有角质层，防水 | 气体不易透过 |
| 气孔分布 | 叶面、叶背均有 | 主要在叶背 | 氧气释放路径不同 |
| 叶片厚度 | 极薄，1-2层细胞 | 多层细胞，有栅栏组织 | 气体扩散距离长 |
| 通气组织 | 发达 | 不发达 | 内部气体储存少 |
💡创新思维：创造性问题解决
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课例：《我是造氧小能手》
线索一：实验材料问题链
材料问题4（创造层）
使用陆生蔬菜需要对叶片进行什么处理？怎么解决结构差异带来的实验问题？
设计意图
- 从"发现问题"推进到"设计方案解决问题"
- 学生需要提出处理方法（撕去下表皮？打孔？切碎？真空渗水法？）
- 这是"创造"层次的体现
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可能的学生方案
| 处理方法 | 原理 | 优缺点 |
|---|
| 撕去下表皮 | 去掉角质层屏障 | 操作难，易撕破 |
| 叶片打孔器打小孔 | 增加气体通道 | 需要工具，孔太小效果有限 |
| 真空渗水法（教材方法） | 抽走细胞间隙空气，换成水 | 效果好，但操作复杂 |
| 将叶片切碎 | 增大表面积 | 细胞易死亡，效果不稳定 |
💡创新思维：认知冲突 → 创新突破
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课例：《我是造氧小能手》
线索一：实验材料问题链
材料问题5（认知冲突 ★ 引爆点）
预实验现象显示，处理过的叶片30分钟产生5ml气体，但不能使卫生香复燃；再照30分钟才能复燃。为什么？是叶片结构差异引起的吗？
设计意图：认知冲突
- 学生已经设计了处理方案，以为"成功了"（有气体产生）
- 但检验结果"失败了"（不能复燃）→ 预期与现实矛盾
- 这个矛盾迫使学生重新思考：产生的气体是什么？为什么有气体但不是氧气？或者氧气浓度不够？
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科学解释（学生需要自主探究得出）
为什么有气泡却不能复燃？
- 前30分钟产生的5ml气体，不全是氧气（含有原来细胞间隙里的空气，其中氧气占比约21%）
- 随着光照持续，光合作用产生的氧气逐渐置换掉原有空气，浓度才提高到足以复燃的程度
- 这恰恰证明了：气体交换需要时间，陆生植物叶片的结构差异导致气体释放速率慢于金鱼藻
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引发的深层思考
这个现象既是结构差异的证据，也是让学生理解"气体交换是一个动态过程"的绝佳情境。
学生进而会问：怎么让氧气浓度更快提高？ → 自然过渡到装置改进。
💡创新思维：工程思维（先诊断后处方）
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课例：《我是造氧小能手》
线索二：实验装置问题链
装置问题1（理解层）
书上是演示实验，能不能改成学生实验？现在的装置有什么限制？
设计意图
让学生先分析现有装置的局限性，而不是盲目改进；培养"先诊断、后处方"的工程思维。
💡创新思维：多因素系统分析
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课例：《我是造氧小能手》
线索二：实验装置问题链
装置问题2（分析层）
书上装置需要3-4小时，学生操作有难度且不便携，怎么改进装置和缩短实验时间？
设计意图
从"发现问题"进入"分析问题根源"；时间短 → 产气速率慢 → 为什么慢？→ 光源强度？CO₂浓度？装置体积？
引导学生从多因素分析：
- 光源太弱 → 换用LED台灯？
- 装置体积太大 → 缩小装置？
- CO₂不足 → 加碳酸氢钠溶液？
- 植物量少 → 增加叶片数量？
💡创新思维：评价反思（迭代优化）
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课例：《我是造氧小能手》
线索二：实验装置问题链
装置问题3（评价层）
用塑料瓶代替玻璃漏斗、试管时，检验失败的原因是什么？怎么解决？
设计意图
学生已经提出了改进方案（用塑料瓶）；但实践中遇到了新问题（检验失败）→ 评价方案的有效性；对应"评价"要素。
💡创新思维：跨学科创新设计
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课例：《我是造氧小能手》
线索二：实验装置问题链
装置问题4（创造层）
怎样保持装置内外气体压力平衡，避免检验时气体发生交换而导致失败？
设计意图
这是整个装置线索的最高阶问题；涉及物理（气压）+ 生物（光合作用产气）的跨学科整合；学生需要设计一个保持压力平衡的装置。
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谢 谢！
