運(yùn)用5E教學(xué)模式促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐探究

文章編號：1003-7586（2025）02-0019-03中圖分類號：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

15E教學(xué)模式概況

5E教學(xué)模式是由美國生物科學(xué)課程研究所基于建構(gòu)主義理論和概念轉(zhuǎn)變理論提出的“以學(xué)生為主體\"的探究式教學(xué)模式，包括吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評價(jià)（Evaluation）五個(gè)環(huán)節(jié)。該教學(xué)模式能夠促進(jìn)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，并通過由淺入深、層層遞進(jìn)的方式讓學(xué)生在良好的教學(xué)情境中構(gòu)建概念框架，進(jìn)而幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對生物學(xué)概念的深層次理解，發(fā)展綜合能力。同時(shí)該教學(xué)模式對培養(yǎng)學(xué)生探究能力和提升課堂教學(xué)效果有著顯著影響，契合《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的基本理念。1[2]劉欣顏等人根據(jù)已有的理論及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)層面與5E教學(xué)模式建立聯(lián)系，從理論層面論述了開展5E課堂教學(xué)是促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)形成的有效途徑，有利于學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。3在教學(xué)實(shí)踐過程中，筆者發(fā)現(xiàn)5E教學(xué)模式在彌補(bǔ)傳統(tǒng)生物學(xué)教學(xué)的不足方面發(fā)揮了良好作用，這種模式引起了部分教育研究人員和生物學(xué)教師的關(guān)注。

2深度學(xué)習(xí)概況

深度學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師引導(dǎo)下圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，進(jìn)行全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。4傳統(tǒng)的教學(xué)方法過于注重單方面的知識灌輸，缺乏對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。教學(xué)過程中教師和學(xué)生缺乏互動(dòng)和交流，教學(xué)評價(jià)方式單一，學(xué)生對知識的理解較為淺顯，學(xué)習(xí)效率不高。因此，當(dāng)前教師面臨眾多問題，包括如何通過有效的教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對知識和概念的理解；如何引導(dǎo)學(xué)生通過獨(dú)立思考以及合作、交流、探討等多種途徑主動(dòng)對所學(xué)知識進(jìn)行聯(lián)系整合、理解構(gòu)建以及質(zhì)疑批判，增強(qiáng)運(yùn)用知識的能力，培養(yǎng)科學(xué)思維能力，進(jìn)而將已有的知識遷移應(yīng)用到新的情境中，從而解決實(shí)際生活問題、實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)、發(fā)展高階思維、提升綜合素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)有利于教師順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

3教學(xué)過程

貫徹落實(shí)二十屆三中全會提出的“完善立德樹人機(jī)制\"要求，需要教師深化教育綜合改革，提高教育教學(xué)成效。教師研究5E教學(xué)模式與深度學(xué)習(xí)之間的關(guān)系，既能夠驗(yàn)證5E教學(xué)模式應(yīng)用于生物學(xué)教學(xué)課堂特別是概念教學(xué)的有效性，又能夠?yàn)榇龠M(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)提供思路，同時(shí)還能夠創(chuàng)新并豐富5E教學(xué)模式和深度學(xué)習(xí)相關(guān)理論與實(shí)踐的研究，契合生物學(xué)課程的教學(xué)理念。

“基因突變\"是人教版普通高中教科書《生物學(xué)·必修2·遺傳與進(jìn)化》以下簡稱“教材\"第5章第1節(jié)“基因突變和基因重組”的內(nèi)容。在教學(xué)過程中，筆者運(yùn)用5E教學(xué)模式創(chuàng)設(shè)情境，通過探究活動(dòng)、問題驅(qū)動(dòng)等方式激發(fā)學(xué)生的探索積極性和學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建概念框架、掌握科學(xué)思維方法、培養(yǎng)科學(xué)探究能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)并培養(yǎng)其高階思維，力求在構(gòu)建高效課堂的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.1制訂教學(xué)目標(biāo)，明確深度學(xué)習(xí)方向

核心素養(yǎng)視閥下的高中生物學(xué)教學(xué)，需要以有效提高學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)。這需要教師充分研讀教材、分析學(xué)情、了解學(xué)生認(rèn)知水平，并結(jié)合課堂教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)制訂教學(xué)目標(biāo)。筆者通過創(chuàng)設(shè)5E教學(xué)情境和問題調(diào)動(dòng)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生有目的地進(jìn)行學(xué)習(xí)，并鼓勵(lì)學(xué)生自發(fā)探索、構(gòu)建知識體系框架，從而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

學(xué)生通過對教材前幾個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)，已具有一定的知識儲備，例如，DNA的結(jié)構(gòu)、基因的功能、基因的表達(dá)等，為學(xué)習(xí)“基因突變\"相關(guān)內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)。然而，“基因突變”是一個(gè)相對復(fù)雜且抽象的概念，需要學(xué)生逐步理解和掌握。通過以上分析，筆者設(shè)置了以下教學(xué)目標(biāo)。

（1）研究鐮狀細(xì)胞貧血和地中海貧血癥的病因，基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用演繹和推理的方法探討基因堿基序列的變化，深人理解基因突變的概念，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。（2）分析事例探討基因突變對轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程及性狀的影響，分析基因突變是否一定會誘發(fā)性狀的改變，培養(yǎng)科學(xué)思維能力。（3）分析材料判斷基因突變的范疇，總結(jié)誘發(fā)基因突變的外界因素及內(nèi)部因素，在生活中盡量避免誘發(fā)基因突變的潛在因素，形成健康的生活習(xí)慣。（4）發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，思考如何利用基因編輯技術(shù)治療遺傳性疾病，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

3.2吸引環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生興趣

與傳統(tǒng)教學(xué)相比，深度學(xué)習(xí)能夠促使學(xué)生圍繞學(xué)科知識本身產(chǎn)生疑問并進(jìn)一步探究，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。因此，教師需要在吸引環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突并進(jìn)行深度思考。

在教學(xué)過程中，教師創(chuàng)設(shè)以下情境：學(xué)生進(jìn)行角色扮演，模擬醫(yī)生接診一位發(fā)熱、肌肉疼痛患者的生活場景。教師接著提出問題：經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該患者患有鐮狀細(xì)胞貧血，如何解釋患者的一系列癥狀？

學(xué)生通過模擬鐮狀細(xì)胞貧血患者就醫(yī)場景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師鼓勵(lì)學(xué)生列舉疑問并主動(dòng)參與到課堂互動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生迅速進(jìn)人深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，為探究環(huán)節(jié)做鋪墊。

3.3探究環(huán)節(jié)，培養(yǎng)深層思維

探究環(huán)節(jié)是整節(jié)課的中心環(huán)節(jié)，教師運(yùn)用情境教學(xué)法，以真實(shí)情境為載體，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過觀察、分析探究事物之間的聯(lián)系并總結(jié)概括出規(guī)律。學(xué)生通過探究鍛煉自主學(xué)習(xí)意識，培養(yǎng)深度思考能力，提高綜合素質(zhì)，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，從而成為全面發(fā)展的人才。

教師通過教材中鐮狀細(xì)胞貧血實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生從個(gè)體層面、細(xì)胞層面以及分子層面推測分析鐮狀細(xì)胞貧血形成的原因。學(xué)生通過完成教材中相關(guān)圖解，認(rèn)識堿基替換及其產(chǎn)生的影響，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，初步構(gòu)建基因突變的概念。教師提供文獻(xiàn)資料中提到的“廣東地區(qū)高發(fā)的地中海貧血案例”，引導(dǎo)學(xué)生探究堿基缺失對性狀產(chǎn)生的影響。5學(xué)生通過歸納概括、演繹推理等方式進(jìn)行分析，并以此類比堿基的增添，再次構(gòu)建基因突變的概念。

隨后，教師展示簡潔而有深度的質(zhì)疑辨析，進(jìn)一步對基因突變的概念進(jìn)行擴(kuò)展和深化，引導(dǎo)學(xué)生層層深入地轉(zhuǎn)化和構(gòu)建概念，幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤認(rèn)知、正確認(rèn)識基因突變的實(shí)質(zhì)。探究環(huán)節(jié)一方面能夠培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念和科學(xué)思維，另一方面能夠引導(dǎo)學(xué)生通過討論開拓思路，讓學(xué)生在討論交流一梳理問題一得出結(jié)論的過程中培養(yǎng)邏輯推理能力和深度分析能力。

3.4解釋和遷移環(huán)節(jié)，深度運(yùn)用知識

解釋和遷移環(huán)節(jié)需要教師引導(dǎo)學(xué)生將已有概念或原理應(yīng)用于新的情境中解釋現(xiàn)象并解決問題，注重知識的遷移應(yīng)用。教師運(yùn)用問題驅(qū)動(dòng)法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，幫助學(xué)生厘清思路并正確構(gòu)建概念，發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生通過對新知與舊知的質(zhì)疑批判和遷移類比，逐步形成基于生物學(xué)事實(shí)與證據(jù)進(jìn)行歸納與概括、演繹與推理、審視與論證的思維習(xí)慣及思考方式，實(shí)現(xiàn)對知識的深度運(yùn)用。

教師提出問題：患者突變的基因是否能夠遺傳給后代？如果可以，怎么遺傳？若能夠遺傳給后代，后代是否一定患病？若沒有遺傳給后代，后代是否一定不會患病？教師通過設(shè)置以上問題，幫助學(xué)生厘清知識點(diǎn)之間的邏輯順序和關(guān)聯(lián)、正確認(rèn)識遺傳相關(guān)知識，并引出基因突變的原因。隨后，教師繼續(xù)提出問題：哪些原因會誘發(fā)基因突變？假如上述原因都不存在，是否不會發(fā)生基因突變？生活中如何避免上述因素誘發(fā)的基因突變？怎樣應(yīng)用基因突變的原理為生產(chǎn)和生活服務(wù)？

教師通過問題驅(qū)動(dòng)指導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)資料、總結(jié)誘發(fā)基因突變的因素并分析作用機(jī)理的異同。教師在加深學(xué)生對概念的理解、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生形成珍愛生命及選擇健康生活方式的責(zé)任意識，并進(jìn)一步引出航天育種以提升學(xué)生的民族自豪感和文化自信。最后，教師再次提出問題：對于鐮狀細(xì)胞貧血患者，可以提出哪些具有可行性的治療設(shè)想？教師據(jù)此對知識進(jìn)行拓展延伸，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)前沿，幫助其正確認(rèn)識基因編輯并利用理論知識解決實(shí)際問題，從而將學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)遷移至生活實(shí)踐。

解釋和遷移環(huán)節(jié)一方面能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、社會責(zé)任以及科學(xué)探究能力，另一方面能夠通過問題驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考并表達(dá)觀點(diǎn)，以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和成就感。此外，在對其他學(xué)生的答案進(jìn)行補(bǔ)充修改的過程中，能夠強(qiáng)化學(xué)生的合作與交流能力，讓學(xué)生在互幫互助中深化認(rèn)識。這既是科學(xué)素養(yǎng)教育的關(guān)鍵層面，又是新時(shí)代對中學(xué)生能力的普遍要求。

3.5評價(jià)環(huán)節(jié)，促進(jìn)深度反思

5E教學(xué)模式高度重視評價(jià)環(huán)節(jié)。評價(jià)環(huán)節(jié)應(yīng)貫穿整個(gè)課堂，注重通過教師提出的開放性問題或者表現(xiàn)性任務(wù)對學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評價(jià)。形成性評價(jià)、多樣性評價(jià)一直是5E教學(xué)模式所倡導(dǎo)的。這種評價(jià)模式能夠幫助學(xué)生更好地理解并掌握所學(xué)知識，讓其建立起各個(gè)知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，從而形成知識體系。這種方式能夠鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維以及批判性思維，從而幫助學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)生活場景中存在的問題。

在該節(jié)內(nèi)容的教學(xué)中，評價(jià)環(huán)節(jié)貫穿整節(jié)課堂。

例如，學(xué)生表達(dá)鐮狀細(xì)胞貧血的病因，小組合作論述地中海貧血癥患者堿基對缺失造成的影響并與堿基替換進(jìn)行類比，通過閱讀思考，討論并舉例說明誘發(fā)基因突變的原因，思考并表達(dá)需要對什么細(xì)胞進(jìn)行基因編輯以及如何對細(xì)胞進(jìn)行基因編輯等。這些及時(shí)的反饋有助于教師了解學(xué)生對知識的掌握情況，并給予明確的評價(jià)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。最后，學(xué)生通過綜合性的評價(jià)練習(xí)促進(jìn)知識的系統(tǒng)化，培養(yǎng)審題閱讀、分析綜合歸納和知識遷移應(yīng)用能力，加強(qiáng)自身對知識的應(yīng)用和聯(lián)系，完成對“基因突變\"概念框架的深度構(gòu)建。

4教學(xué)反思

筆者運(yùn)用5E教學(xué)模式對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，能夠提升學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力。教師通過在5E教學(xué)模式中融入情境教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑舊知、探索新知，并通過問題驅(qū)動(dòng)讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)\"沉浸式學(xué)習(xí)”。學(xué)生在分析中體驗(yàn)樂趣，在遷移中運(yùn)用知識，在歸納中構(gòu)建概念，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識的再創(chuàng)造；通過深度學(xué)習(xí)，學(xué)生既能夠拓展高階思維，又能夠發(fā)展核心素養(yǎng)。本文為實(shí)現(xiàn)\"立德樹人\"教育目標(biāo)、深化教育綜合改革、提高教育教學(xué)成效提供了有益探索。

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