“5E”教學(xué)模式在高中生物學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

趙夢丹

摘? 要：文章聯(lián)系“吸引”“探究”“解釋”“遷移”和“評價”五個環(huán)節(jié)，分析了“5E”教學(xué)模式在高中生物學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中生物學(xué)；“5E”教學(xué)模式；實驗教學(xué)

生物學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科。實驗既是生物學(xué)的核心內(nèi)容，又是教學(xué)的重要手段。在課程改革中，實驗探究式學(xué)習(xí)是引領(lǐng)改革的先鋒?！?E”教學(xué)模式中的主要內(nèi)容就是實驗探究式學(xué)習(xí)，與課程改革所倡導(dǎo)的理念不謀而合。在教學(xué)人教版《普通高中教科書·生物學(xué)1必修》“影響酶活性的條件”時，筆者開展了“探究pH對過氧化氫酶的影響”這一實驗，分析了“5E”教學(xué)模式在高中生物學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用。在此探究實驗中，學(xué)生需要主動建構(gòu)實驗框架，具體設(shè)計實驗方案、操作實驗，并在實驗過程中不斷修正和完善一系列問題，生成“酶活性”“酶失活”和“最適pH”等概念，并嘗試運用這些新概念聯(lián)系已學(xué)概念去生成新的知識，從而豐富并完善知識體系。

一、吸引（Engagement）

教師呈現(xiàn)資料，使學(xué)生了解不同的酶發(fā)揮正常的催化作用所需的pH是不同的，并引導(dǎo)學(xué)生提出疑問：酶的活性受到哪些因素的影響？大部分學(xué)生存在這樣一個前概念：各種酶的最適pH相差無幾，與酶種類關(guān)系不大。學(xué)生已有的認(rèn)知恰好與上述資料顯示結(jié)果相反，精準(zhǔn)地暴露出學(xué)生的前概念的問題，即刻產(chǎn)生強烈的認(rèn)知矛盾，激發(fā)學(xué)生進一步探究的興趣，為學(xué)生后續(xù)自主建構(gòu)新概念做好心理上的準(zhǔn)備。

二、探究（Exploration）

教師展示測定過氧化氫酶活性的實驗裝置，并提出相關(guān)問題：酶的活性高嗎？酶活性受pH的影響嗎？酶活性能無限增大嗎？如果pH過大或過小，酶會失活嗎？師生共同討論后得出“酶活性”的概念，然后教師進一步提問：過氧化氫酶的最適pH是多少？學(xué)生先獨立思考以上問題，然后以小組為單位共同討論，嘗試解決問題。在實驗過程中，學(xué)生的操作能力有所差異，教師可以讓提前完成實驗的學(xué)生指導(dǎo)未完成實驗的學(xué)生，鼓勵小組合作討論、交換實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。學(xué)生在自主活動的過程中，提升了實驗探究的能力。學(xué)生相互探討、相互幫助，有利于增加不同層次學(xué)生之間的互動，使每名學(xué)生都獲得發(fā)展，也為下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)做好充分的情感準(zhǔn)備。

三、解釋（Explanation）

學(xué)生主動展示探究實驗結(jié)果。根據(jù)學(xué)生繪制的曲線，可以得出過氧化氫酶的最適pH在7左右。教師隨后提出問題：pH過大或過小，會導(dǎo)致過氧化氫酶會失活嗎？為什么酶會失活？酶失活是可逆的還是不可逆的？教師在學(xué)生討論結(jié)果的基礎(chǔ)上進行歸納與總結(jié)，解釋、分析相關(guān)原理。此環(huán)節(jié)建立在學(xué)生熱烈討論和充分交流的基礎(chǔ)上，學(xué)生自然而然會用自己內(nèi)化的語言來解釋過氧化氫酶的最適pH原理。學(xué)生之間既有相同觀點的共鳴，又有不同觀點的碰撞。而教師在學(xué)生完成生成性觀點的表述后進行歸納與延伸，幫助學(xué)生完成對內(nèi)容理解從感性到理性的升華，從而完成新概念的建構(gòu)。

四、遷移（Elaboration）

教師讓學(xué)生回顧這節(jié)課的導(dǎo)入，再次思考“吸引”環(huán)節(jié)中的問題：酶的活性受到哪些因素的影響？學(xué)生回答上述問題之后，教師又提出新的問題：溫度對酶活性的影響是怎樣的？探究溫度對酶活性影響的實驗可以用過氧化氫作為底物嗎？這對日常生活中加酶洗衣粉的使用有何指導(dǎo)意義？教師讓學(xué)生認(rèn)真思考以上問題，以合作學(xué)習(xí)小組的形式在課后進行探究活動。此環(huán)節(jié)的問題設(shè)計由易到難，具有層次梯度，同時實現(xiàn)了本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的首尾呼應(yīng)。課堂也進行了升華，讓學(xué)生多關(guān)注生活，嘗試用已學(xué)知識解決相關(guān)生活問題。最后一個問題有一定的難度，學(xué)生需要結(jié)合物理知識和化學(xué)知識，查閱相關(guān)資料，嘗試做預(yù)實驗然后做出解答。在本環(huán)節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生需要綜合結(jié)合內(nèi)化的知識結(jié)構(gòu)和課堂上建構(gòu)的新概念自主解決問題，融合新概念和前概念，使新建構(gòu)的概念內(nèi)化為自身已有大概念網(wǎng)絡(luò)的一部分。

五、評價（Evaluation）

本節(jié)課的評價既有總結(jié)性評價，又有過程性評價，真正做到了對教學(xué)進行一次全面、科學(xué)的診斷?？偨Y(jié)性評價如實驗報告和課后任務(wù)，過程性評價如學(xué)生思考問題的過程，實驗設(shè)計方案的建構(gòu)、完善、實施和修正。評價的首要目的是激勵學(xué)生，促使學(xué)生不斷認(rèn)知、完善和內(nèi)化課堂新概念，最終將其與自己的前概念進行有機結(jié)合。評價結(jié)果顯示，學(xué)生能運用新手段和新概念來解決“遷移”環(huán)節(jié)中提出的新問題，說明本節(jié)實驗課的“5E”教學(xué)模式可以很好地落實學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

在此教學(xué)案例中，第一環(huán)節(jié)“吸引”，呈現(xiàn)學(xué)生知識體系中已有的前概念，產(chǎn)生強烈的認(rèn)知矛盾，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新概念的興趣；第二環(huán)節(jié)“探究”，讓學(xué)生真正動起來，動腦、動手，親手得到的數(shù)據(jù)和擺在眼前的事實，促使學(xué)生自主建構(gòu)新概念；第三環(huán)節(jié)“解釋”，用問題串引導(dǎo)學(xué)生思考、解釋和總結(jié)，生成新概念；第四環(huán)節(jié)“遷移”，學(xué)生用探究實驗中新建構(gòu)的概念嘗試解決生活實際中的問題，鞏固新概念并將其逐步內(nèi)化、吸收到自身的概念網(wǎng)絡(luò)中；第五環(huán)節(jié)“評價”，全面了解學(xué)生新概念建立的完整度，幫助學(xué)生完善和擴展他們的新概念。由此可見，“5E”教學(xué)模式本質(zhì)上可以看作一個學(xué)生主動建構(gòu)概念的過程，與大概念教學(xué)相契合，對提升學(xué)生的探究能力、發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)都具有積極意義。

基金項目：蘇州市教育學(xué)會“十四五”教育科研規(guī)劃課題——“5E”教學(xué)模式下高中生物批判性思維形成的實踐研究（“十四五”Sjh［0127］）。

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