5E教學模式在高中生物教學中的應用

邵蘭　黃永杰

[摘 要]運用5E教學模式對人教版高中生物必修三中的“穩態”概念進行教學。通過吸引、探究、解釋、遷移和評價這五個環節的實施與應用，培養學生自主探究與合作學習的興趣和能力，促使學生完成對“穩態”這一概念的建構，提高概念教學的有效性。

[關鍵詞]5E教學模式；穩態；概念教學

一、引言

5E教學模式是由美國生物學課程研究所基于建構主義理論開發的一種教學模式，其中5E是指吸引（engage）、探究（explore）、解釋（explain）、遷移（elaborate）和評價（evaluate）[1]。5E教學模式強調的是一種以學生為主體的探究式教學，通過探究學習讓學生全程參與教學過程以及全面認識掌握科學的概念。在教學過程中，以創設問題情境激發學生興趣為引入，以學生自主探究合作學習、教師指導和幫助為核心，圍繞著概念的建構而開展的一系列活動，包括概念的解釋、概念的深化遷移與概念的應用評價。在此以“穩態”這一概念教學為例，探究5E教學模式的應用。

穩態的概念是后續學習神經、體液、免疫調節的基礎，“神經—體液—免疫調節”網絡又是機體維持穩態的主要調節機制。隨著研究的不斷深入，科學家們發現，小到細胞大到生物圈都存在穩態的現象。此外，穩態這一概念與人們的日常生活緊密相關，諸多病癥的臨床表現均是由人體內環境穩定失調而引起的。同時，穩態的概念是學生后續學習生物必修3的基礎。因此，采用5E教學模式進行建構，以期激發學生對穩態這一概念的探究興趣，提高學習效果，并幫助學生理解生命本質，樹立正確的生活理念。

二、運用5E教學模式進行概念教學

通過吸引、探究、解釋、遷移、評價五個環節層層深入教學，最終達到學生對“穩態”這一概念的建構與理解，實現概念的有效轉化。

1.吸引

吸引是5E教學模式的起始環節。教師提出與概念密切相關的現實生活問題，并且所創設的問題情境要與學生將要學習的生物學知識相聯系[1]，從而達到吸引學生注意力，激發學生學習興趣之目的。在該環節中，教師通過展示問題情境明確教學目標，了解學生已有的知識背景和相關概念的掌握情況。教師可以根據學生的日常生活經驗提出以下問題。

（1）在炎熱的夏天從室外進入低溫的空調房中，健康人的體溫會發生很大的變化嗎？

（2）跑步剛開始時，你是不是會覺得小腿酸脹，然后過一段時間這種感覺慢慢消失了？

（3）當你攝入大量的鹽分含量較高的食物時，是不是會主動去喝很多的水？通過學生對問題的回答，引導學生積極思考，進入下一步探究教學環節。

2.探究

探究是5E教學模式的中心環節。教師扮演的是引導者，學生是活動的主體。學生在該環節可以通過實驗探究、問題探討逐步根據已有的知識背景建構新的概念。如設計一系列探究活動以及準備探究活動所需的實驗用品。教師在該環節要給學生提供直接參與探究活動的機會與條件，給予一定的引導以促進探究活動的不斷深化。

【活動1】教師通過PPT展示血液生化六項檢查化驗單，并做出說明：通過丙氨酸氨基轉移酶、肌酐、尿素氮、血清葡萄糖、甘油三脂、總膽固醇這六項檢查可以了解肝功能、腎功能、血糖、血脂等是否正常。通過觀察教師給出的化驗單討論以下兩個問題：（1）化驗單上所顯示的每種成分的正常值都有一個變化范圍，這是為什么？（2）根據每種成分的參考值判斷有哪些成分是處于不正常范圍？這會對人體造成怎樣的影響？

丙氨酸氨基轉移酶、肌酐、尿素氮、血清葡萄糖、甘油三脂、總膽固醇，這些都是內環境的重要組成成分。通過活動1讓學生從內環境中化學成分的角度了解內環境是否處于動態平衡。

【活動2】教師通過PPT展示有關馬拉松長跑的圖片。教師講述馬拉松全程距離為42.195公里，為國際上非常普及的長跑比賽項目。參賽選手在進行馬拉松長跑的時候，由于速度比較快，機體供養不足，機體會啟動另一種呼吸方式即無氧呼吸。在之前的生物課中，我們已經了解到人體進行無氧呼吸會產生乳酸。請同學們思考討論以下問題：

（1）如果在長跑過程中乳酸一直在人體內積累而不被分解掉將會出現什么情況？

（2）結合課本相關內容，嘗試解釋馬拉松參賽選手之所以沒有出現酸中毒的原因。

通過活動2讓學生理解內環境的理化性質之一pH是處于一個相對穩定的狀態。

【活動3】教師講述回顧之前所學習的內容：內環境的理化性質除了pH外，還有溫度、滲透壓。內環境中的溫度與滲透壓是否也是處于一種動態平衡狀態呢？教師把學生分成兩大組，分別討論溫度與滲透壓的問題，并請學生舉例說明。學生根據自己已有的生活經驗舉例理解溫度與滲透壓的穩定性。

3.解釋

解釋是5E教學模式的重要環節，是下一個遷移教學環節的鋪墊。學生根據自己在探究環節獲得的結論，將結論抽象化、理論化成為新的概念，完成從實踐到理論的飛躍[2]。本環節幫助學生對“穩態”概念進行準確理解，并給出正確的“穩態”定義。通過上一探究教學環節，學生雖然對穩態的概念有了一定的認知，但對該概念并沒有一個清楚的理解，教師應該讓學生結合上一環節的探究結果分組討論，鼓勵學生用自己的語言解釋或定義新概念，同時詢問學生理由。進而在學生探究與解釋的基礎上，對給“穩態”所下的定義進行補充與完善，給出正確、簡潔、清晰的新概念，即正常機體通過調節作用，使各個器官、系統協調活動，共同維持內環境的相對穩定狀態叫做“穩態”[3]。

4.遷移

遷移階段是對新概念內涵的擴展、理解和應用，鞏固學生對核心概念的理解，引導學生運用新知識、新概念解釋新問題。教師在該環節中要為學生提供新的問題情境，引導學生深入理解新概念，同時注意提醒學生規范使用新學習的概念。

通過探究、解釋兩個環節，學生已經掌握了“穩態”概念。在本環節中，教師應引導學生了解“穩態”這一概念更深遠的意義以及討論分析內環境穩態的重要性。首先，教師組織學生自主閱讀教材P11的科學史話。在結束閱讀之后，教師再次強調“穩態”這一概念的重要性。然后，教師引導學生結合生活常識擴展概念內涵，通過PPT展示尿毒癥、糖尿病、高原反應、發燒、嚴重腹瀉等疾病的癥狀以及它們所引起的內環境成分及理化性質的變化。教師進一步闡明機體內環境穩態是機體進行生命活動的必要條件，并教育學生樹立健康的生活理念。

5.評價

評價是5E教學模式的最后一個環節，但評價應貫穿于整個教學實施過程中[4]。在吸引環節，教師以提出問題的方式進行診斷性評價，以了解學生關于“穩態”概念的知識背景。在探究環節，教師根據實驗探究對學生進行表現性評價。教師可以按照一定的標準評價學生通過自主活動展現自己的所知與所能[5]。在探究教學中所進行的表現性評價應該要在整個評價環節占據主導地位。在解釋環節，教師可以通過布置習題檢測學生對“穩態”概念掌握情況。在遷移環節，教師要注重學生情感態度方面的提高。

三、討論

在生物課堂中，概念教學起著舉足輕重的作用。5E教學模式中的每一環節都圍繞建構新的概念來展開，同時每一環節都體現出學生的主動建構[6]。以上五個環節所顯現的概念建構過程見表1。

綜上所述，5E教學模式的每一環節都以學生為主體，學生是探究的中心，教師是引導者以及促進者。5E教學模式在穩態這一概念的教學上突出自主探究與合作學習，有利于培養學生的動手動腦能力與團隊協作能力，符合新課改所倡導的學習理念。5E教學模式以學生原有理解和日常生活經驗所引出的問題為導入，符合學生的認知發展規律，有利于培養學生的核心素養[7]。

參考文獻

[1][6]吳成軍，張敏.美國生物學“5E”教學模式的內涵、實例及其本質特征[J].課程·教材·教法，2010（6）：108-112.

[2]顧勤英.5E教學模式在“物質跨膜運輸的實例”教學中的應用與反思[J].中學生物學，2015（3）：18-19.

[3]王健，李秀菊.5E教學模式的內涵及其對我國理科教育的啟示[J].生物學通報，2012（3）：39-42.

[4]吳蘭蘭.運用5E教學模式進行“多種多樣的生態系統”（第1課時）的概念教學[J].生物學教學，2014（11）：31-32+72.

[5]何群山.以評促學，提升能力——例說表現性評價在生物探究性學習中的應用[J].基礎教育課程，2017（2）：55-59.

[7]李連杰，齊永平.指向核心素養的生物教學[J].基礎教育課程，2017（1）：78-80.

（責任編輯 郭向和）