基于5E模式下的高三生物學復習課“動物和人體生命活動的調節”概念教學設計

祝義蘭（北京師范大學南山附屬學校 廣東深圳 518000）

1 教學設計指導思想

5E 教學模式是美國生物學課程研究（BSCS）開發的一種建構主義教學模式，在科學教育領域受到高度的關注。 這種教學模式將課程分為參與（engagement）、探究（exploration）、解釋（explanation）、拓展（elaboration）及評價（evaluation）5 個階段。 此教學模式遵循學生的認知規律，充分調動學生參與學習、解決問題的積極性，并能主動構建概念模型。

BSCS 開展的一項實證研究表明，5E 教學模式比傳統的教學模式更加有利于學生學業成績的提高，也更能提高學生的興趣［1］。 5E 教學模式是當前科學教育領域能夠體現現代科學教育理論的重要教學模式之一，其最終目標是指向學生科學概念的構建，這也是理科教育的核心任務。

2 教材分析

本節內容選自人教版必修3 第2 章“動物和人體生命活動的調節”。 高三“動物和人體生命活動的調節”復習單元的內容包括：興奮傳導及傳遞機理、 各種激素的作用、 血糖調節、 水鹽平衡調節、體溫調節、免疫調節等，引導學生認識個體層次生命系統的整體性與穩態。 本專題在高考中所占比例較大，由于所涉及內容與人類的健康等密切相關，容易結合實際命制綜合性的、能力要求高的試題。

3 學情分析

學生在前面的學習中已經掌握神經調節、體液調節、免疫調節的基本過程，但是對于這3 種調節方式的區別與聯系并未建立整體性的概念模型。筆者在高三復習中發現，有些學生對于知識的記憶與理解是零碎的、片段化的，并未構建概念的內涵及概念與概念之間的聯系，從而形成對穩態的整體認識。

4 教學策略

本章知識內容繁多且難點集中，教學中應引導學生站在學科觀點的高度重新整合以往學習的知識，基于5E 教學模式，以核心概念為統領，從整體到局部，幫助學生梳理和構建知識網絡，以利于概念原理的提取和應用。

5 教學目標

依據2017年全國新課標高考生物學考試大綱制定教學目標［2］。

1）知識目標：知道神經調節、體液調節、免疫調節的過程，能在試題給予的相對簡單情境中識別并使用；理解并比較3 種調節機制的區別；理解3 種調節機制是如何通過相互作用達到穩態。

2）能力目標：運用模型構建的方法，分析綜合性問題，并將零碎、 片段化的知識構建成知識網絡。

3）情感態度與價值觀目標：通過小組討論問題，體會科學精神和科學態度的重要作用；關注與本章相關的生活問題，進一步探討科學、技術和社會三者之間復雜的互動關系。

6 教學過程

基于5E 模式的高三生物學復習課“動物和人體生命活動的調節”概念教學設計基本流程。

6.1 參與（engagement） 本環節的主要目標是通過確定學習任務，激發學生的學習興趣，引發學生的求知欲。 回顧前期學習內容，引發學生思考，將所學知識加以總結歸納，為后續學習做鋪墊。在該階段還可充分暴露學生的錯誤概念，以便糾正。

教師給出3 個生活中常見的實例： ①某人突然被冰水澆濕，骨骼肌會產生戰栗；②血糖升高直接刺激胰島B 細胞分泌胰島素；③兒童接種卡介疫苗預防結核病。引導學生回顧已學知識，判斷上述3 種實例的調節方式，并基于學生前期的知識，布置任務讓學生從參與的細胞、信息分子、作用途徑、作用速度、作用范圍方面總結神經調節、體液調節、免疫調節的區別。 學生6 人一組通過合作參與的方式，將討論結果寫在教師提前發放的表格中，記錄組內成員的討論成果。

6.2 探究（exploration） 本環節的主要目標是在問題串的引導下，結合本章第3 節神經調節與體液調節的關系，引導學生搭建神經與體液調節之間的概念模型。通過小組探究合作學習，訓練學生閱讀新信息，并從中提取有效信息以便搭建三大調節方式的概念模型。

教師先從學生已存在的概念聯系出發［4］，提出問題串：①神經調節如何影響體液調節？體液調節如何影響神經調節？ ②2 種調節通過什么物質進行相互影響？ 各小組構建神經調節與體液調節概念之間的聯系，并用文字與箭頭聯系搭建模型。而后教師分發探究活動指南，引導學生閱讀相關背景知識（表1），并提出問題：神經調節與體液調節通過什么物質對免疫調節起作用？ 免疫調節又是通過什么物質影響神經與體液調節？ 學生認真閱讀背景材料，從中提取有效信息，并嘗試用帶有文字的箭頭搭建神經-體液-免疫調節三者之間的聯系，完成概念模型。

表1 活動4 過程中學生探究活動的背景知識材料［3］

6.3 解釋（explanation） 本環節的主要目標是檢測學生在前期的探究活動，以及新信息的提取中對于概念的掌握情況，從學科知識層面為學生搭建教材中未涉及的神經體液與免疫之間的聯系，強化學生對于三大調節方式的理解。

學生在探究活動之后，以小組為單位畫出神經—體液—免疫調節之間的聯系，并解釋三者之間的聯系是如何構建的。教師在學生解釋的過程中記錄學生依然遺留的錯誤概念和科學概念構建過程中出現的問題，與學生共同搭建概念模型（圖1）［5］學生參照組內合作討論出來的概念模型與其他組作比較，并不斷修正組內所建立的概念模型。深刻理解三大調節方式之間的聯系。

圖1 神經—體液—免疫調節網絡概念模型

6.4 拓展（elaboration） 本環節的主要目標是深化學生對神經調節、體液調節、免疫調節三者概念之間聯系的理解，并能用所學知識解決生活中與此相關的現象。

結合生活實際提出問題，引發學生的討論與思考。焦慮緊張的的心理反應會使人對病毒、真菌感染的抵抗能力，以及對腫瘤細胞的監視能力下降的原因是什么？ 學生通過探究活動中構建的概念模型解決教師提出的問題，并能列舉一些關系三大調節方式的具體實例。

6.5 評價（evaluation） 本環節的主要目標是為教師提供反饋信息，更充分了解學生的掌握情況，并根據答題情況，發現學生的問題，進一步更好地解決問題。

綜合性試題檢測學生學習成果，教師觀察學生是否能根據所構建概念模型快速解決高三復習過程中所面臨的問題。在解題過程中可提問：你是如何解決此問題的，解題思路是什么？學生獨立完成綜合性試題，并簡要描述自己的解題思路。

7 教學反思

本節課通過5E 教學模式，利用諸多活動層層遞進，利用學生的前科學概念，通過合作探究的方式，最終引導學生構建神經調節、體液調節、免疫調節三者之間的概念模型，并能利用所構建模型在復習中快速解決新情境下的問題。在學生進行主動學習的過程中，教師逐步引導學生以先前學習的神經調節與體液調節之間的聯系為出發點，利用背景材料的提示，激發學生對于“神經調節與體液調節對免疫調節具有什么影響”問題的興趣，并根據材料提示構建三大調節方式間的概念模型。

在教學實踐中，通過綜合性試題檢測，發現絕大多數學生都能利用所學知識快速解決所給出的問題，并在后續的學習中將一些章節的核心概念聯系。由此可見，5E 模式的學習，學生可自主將概念進行鞏固與延伸，基本完成教學目標。