基于5E教學模式開展生物模型制作的實踐研究

田思雨　屈平

關鍵詞：5E教學模式;生物模型制作;生物學學科核心素養

《普通高中生物學課程標準（2017版）》指出：“生物學課程是以提高學生生物學學科核心素養為宗旨的學科課程，是樹立社會主義核心價值觀、落實立德樹人根本任務的重要載體。”[1]學科核心素養的提出，體現了力求培養全面發展的人才、改變以往填鴨式的知識灌輸現狀。

5E教學模式是美國生物學課程研究（Biologi calSciences Curriculum Study，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[2]。5E教學模式包括5個教學環節：吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、詳細說明（Elaboration）和評價（Evaluation）。該教學模式5個階段的首字母都是“E”，因此被稱為“5E教學模式”[3]。5E教學模式的優勢在于基于傳統的班級授課制開展教學活動，培養學生的科學思維和科學探究能力。本研究將5E教學模式應用于高一年級生物模型制作的實踐活動中，通過制作生物模型，建立科學的結構和功能觀。

1 活動準備，吸引目光（Engagement）

在新授課中，吸引環節大多是創設問題情境，激發學生的學習興趣，引發認知沖突，為新授課的探究環節作鋪墊。但本研究主要開展的是生物模型制作的實踐活動，因此在吸引環節要稍作改動，主要包括確定學習目標、做好活動前的準備，體現出5E教學模式的靈活性。

首先，確定學習目標。根據《普通高中生物學課程標準（2017版）》的指示，要發展學生的生物學學科核心素養，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任[1]。制作生物模型可以讓學生更好地體會生命觀念中的結構和功能觀，而小組探究、解釋、詳細說明和評價環節可以提升學生的科學思維，提高學生的科學探究合作能力。與此同時，在制作病毒模型時，學生還會搜集相關資料，聯系時事熱點，關注人體健康，加強社會責任感。

其次，做好活動前的準備。草擬高一年級生物模型制作的執行方案，包括設計實驗報告及教師評價表、材料準備及經費預算、提供10個生物模型（病毒、大腸埃希氏菌、藍細菌、細胞膜的結構模型、植物細胞、動物細胞、孟德爾的豌豆雜交實驗二、減數分裂手繪圖、染色體與染色單體和DNA之間的數量關系、DNA雙螺旋結構）、執行方案（組建“生物科學探究小組”、制作生物模型、填寫實驗報告、制作微視頻）。

2 小組合作，自主探究（Exploration）

探究環節是5E教學模式的中心環節，所有環節都要圍繞探究活動開展。但5E教學模式的探究環節不同于其他模式，其強調教師的主導作用。學生的探究活動不是盲目的，而是有計劃、有方向地開展，教師要提前做好準備，在探究活動中也要提供幫助。

2.1 組建“生物科學探究小組”

為調動學生的學習興趣，培養學生的科學探究能力，使活動有組織地進行，應組建高一年級“生物科學探究小組”，堅持以學生為本的教育理念，使高一年級全體學生自愿參加，以班級小組為單位，認領生物模型制作的任務。

2.2 小組合作，制作生物模型

首先，進行組內分工。每個小組認領一份提前準備好的“生物模型制作—小組實驗報告”和實驗材料，經小組討論確定一名組長，由組長分配任務，由小組成員齊心協力共同完成模型的制作，并填寫實驗報告，最后還要選派一名代表匯報小組成果。

其次，小組合作制作生物模型。開展探究活動的依據是“高一年級生物模型制作執行方案”，由小組成員相互配合，每個人完成該模型的一個結構，最后將結構拼接成一個完整的生物模型，即該小組的成果。若在制作生物模型的過程中遇到組內解決不了的問題，可以上網搜集資料、咨詢其他小組以及尋求老師的幫助。因此，在小組合作探究環節也要體現出教師的主導作用，使教學可以有序進行，在學生遇到困難時可以及時提供幫助。

最后，填寫小組實驗報告。實驗報告除了要填寫小組基本信息，還包括生物模型制作（記錄）欄目，如生物模型結構組成、組內分工、生物模型制作步驟、生物模型功能介紹、組內評價、組內打分等。填寫實驗報告能為后面的解釋、詳細說明和評價環節提供幫助。

在該環節中，可以讓學生體會生命觀念中的結構和功能觀。同時，在開展小組探究活動時，小組成員會根據任務設計探究活動與小組成員溝通，鍛煉學生的科學探究能力，在搜集相關資料時，也可以拓展學生的科學思維。

3 小組匯報，解釋模型（Explanation）

解釋環節是探究環節的升華過程，學生在探究過程中由于親身經歷，會產生很多的感觸和收獲。這個過程會提升學生的科學思維，而解釋環節可以將探究環節的成果進行歸納總結，匯總到“生物模型制作—小組實驗報告”上，由小組派出一名發言代表進行解釋。可以看出，解釋環節需要做好材料準備，讓小組代表發言更有條理性，在此過程中，組長起到協調支配的作用，目的是讓小組同學都參與進來。

解釋的內容主要包括：（1）解釋組內分工，即針對一個完整的生物模型制作，明確組內每位成員都做了哪些工作，目的是調動學生參與的積極性，提高學生的學習興趣，同時也是評價環節的參考依據;（2）解釋生物模型制作的步驟，從認領任務、制作生物模型到填寫實驗報告進行匯報;（3）解釋生物模型的結構組成和對應的功能，該環節可以提高學生對結構和功能觀的認知，部分模型（如病毒和大腸埃希氏菌）在教材上并沒有太多的介紹，對應的小組會搜集資料進行補充，體現出詳細說明環節在探究和解釋環節中的滲透作用，也體現出5E教學模式的靈活性和各環節的緊密性，給學生留出發展的空間，有利于培養學生的生物學學科核心素養;（4）進行組內評價，對小組合作探究過程的優點、缺點、遇到的難題和解決的辦法進行解釋匯報，同時對自己的小組進行打分，采用十分制計分。該環節為5E教學模式的評價環節提供了支撐，體現了組內評價的特點，為學生提供評價的機會，促進了學生的發展。（5）錄制微視頻。每個小組發言代表將解釋的內容錄制成短視頻，可用剪映或快影手機App進行視頻剪輯，方便快捷，視頻制作完成后，可以在班級播放展示小組合作成果，發展學生的生物學學科核心素養。

4 拓展延伸，鞏固知新（Elaboration）

詳細說明環節將學生學到的知識運用到新的問題情境中，學以致用，加強學生對知識的理解和應用。詳細說明環節是滲透在探究和解釋環節中的，以搜集關于模型的相關資料加以拓展。如病毒不具有細胞結構，必須寄生于其他活細胞;衣殼的作用是包裹病毒的遺傳物質（核酸）;血凝素具有免疫原性，抗血凝素抗體可以中和血凝素;大腸埃希氏菌屬于原核生物，主要寄生在大腸內，會引起感染，導致胃痛、腹瀉、發熱，在生病時，可在體內與人體共同生成維生素K2，增強人體的抵抗力。

5 全程評價，促進發展（Evaluation）

評價環節是5E教學模式的最后一個環節，可采用全程跟蹤式評價。在評價學生方面，可以進行學生自評、小組評價、教師用課堂觀察量表記錄學生的課堂表現。在評價教師方面，教師可以對自己的教學過程進行總結和反思，不斷優化教學設計。

5E教學模式的5個環節是互通的，不是固定、單向進行的環節，每個環節都在互相滲透，體現了5E教學模式的靈活性。吸引環節為探究活動作準備，探究環節開展探究活動，解釋環節對探究環節進行總結匯報，詳細說明環節滲透在探究和解釋環節中，評價環節采用全程評價，打破以往單一的評價方式。5E教學模式符合學生的認知特點，由淺入深，逐漸滲透生物學學科核心素養，以達成教學目標。