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5E教学模式在高中生物教学中的应用

作者:未知

  [摘 要]运用5E教学模式对人教版高中生物必修三中的“稳态”概念进行教学。通过吸引、探究、解释、迁移和评价这五个环节的实施与应用,培养学生自主探究与合作学习的兴趣和能力,促使学生完成对“稳态”这一概念的建构,提高概念教学的有效性。
  [关键词]5E教学模式;稳态;概念教学
  一、引言
  5E教学模式是由美国生物学课程研究所基于建构主义理论开发的一种教学模式,其中5E是指吸引(engage)、探究(explore)、解释(explain)、迁移(elaborate)和评价(evaluate)[1]。5E教学模式强调的是一种以学生为主体的探究式教学,通过探究学习让学生全程参与教学过程以及全面认识掌握科学的概念。在教学过程中,以创设问题情境激发学生兴趣为引入,以学生自主探究合作学习、教师指导和帮助为核心,围绕着概念的建构而开展的一系列活动,包括概念的解释、概念的深化迁移与概念的应用评价。在此以“稳态”这一概念教学为例,探究5E教学模式的应用。
  稳态的概念是后续学习神经、体液、免疫调节的基础,“神经―体液―免疫调节”网络又是机体维持稳态的主要调节机制。随着研究的不断深入,科学家们发现,小到细胞大到生物圈都存在稳态的现象。此外,稳态这一概念与人们的日常生活紧密相关,诸多病症的临床表现均是由人体内环境稳定失调而引起的。同时,稳态的概念是学生后续学习生物必修3的基础。因此,采用5E教学模式进行建构,以期激发学生对稳态这一概念的探究兴趣,提高学习效果,并帮助学生理解生命本质,树立正确的生活理念。
  二、运用5E教学模式进行概念教学
  通过吸引、探究、解释、迁移、评价五个环节层层深入教学,最终达到学生对“稳态”这一概念的建构与理解,实现概念的有效转化。
  1.吸引
  吸引是5E教学模式的起始环节。教师提出与概念密切相关的现实生活问题,并且所创设的问题情境要与学生将要学习的生物学知识相联系[1],从而达到吸引学生注意力,激发学生学习兴趣之目的。在该环节中,教师通过展示问题情境明确教学目标,了解学生已有的知识背景和相关概念的掌握情况。教师可以根据学生的日常生活经验提出以下问题。
  (1)在炎热的夏天从室外进入低温的空调房中,健康人的体温会发生很大的变化吗?
  (2)跑步刚开始时,你是不是会觉得小腿酸胀,然后过一段时间这种感觉慢慢消失了?
  (3)当你摄入大量的盐分含量较高的食物时,是不是会主动去喝很多的水?通过学生对问题的回答,引导学生积极思考,进入下一步探究教学环节。
  2.探究
  探究是5E教学模式的中心环节。教师扮演的是引导者,学生是活动的主体。学生在该环节可以通过实验探究、问题探讨逐步根据已有的知识背景建构新的概念。如设计一系列探究活动以及准备探究活动所需的实验用品。教师在该环节要给学生提供直接参与探究活动的机会与条件,给予一定的引导以促进探究活动的不断深化。
  【活动1】教师通过PPT展示血液生化六项检查化验单,并做出说明:通过丙氨酸氨基转移酶、肌酐、尿素氮、血清葡萄糖、甘油三脂、总胆固醇这六项检查可以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。通过观察教师给出的化验单讨论以下两个问题:(1)化验单上所显示的每种成分的正常值都有一个变化范围,这是为什么?(2)根据每种成分的参考值判断有哪些成分是处于不正常范围?这会对人体造成怎样的影响?
  丙氨酸氨基转移酶、肌酐、尿素氮、血清葡萄糖、甘油三脂、总胆固醇,这些都是内环境的重要组成成分。通过活动1让学生从内环境中化学成分的角度了解内环境是否处于动态平衡。
  【活动2】教师通过PPT展示有关马拉松长跑的图片。教师讲述马拉松全程距离为42.195公里,为国际上非常普及的长跑比赛项目。参赛选手在进行马拉松长跑的时候,由于速度比较快,机体供养不足,机体会启动另一种呼吸方式即无氧呼吸。在之前的生物课中,我们已经了解到人体进行无氧呼吸会产生乳酸。请同学们思考讨论以下问题:
  (1)如果在长跑过程中乳酸一直在人体内积累而不被分解掉将会出现什么情况?
  (2)结合课本相关内容,尝试解释马拉松参赛选手之所以没有出现酸中毒的原因。
  通过活动2让学生理解内环境的理化性质之一pH是处于一个相对稳定的状态。
  【活动3】教师讲述回顾之前所学习的内容:内环境的理化性质除了pH外,还有温度、渗透压。内环境中的温度与渗透压是否也是处于一种动态平衡状态呢?教师把学生分成两大组,分别讨论温度与渗透压的问题,并请学生举例说明。学生根据自己已有的生活经验举例理解温度与渗透压的稳定性。
  3.解释
  解释是5E教学模式的重要环节,是下一个迁移教学环节的铺垫。学生根据自己在探究环节获得的结论,将结论抽象化、理论化成为新的概念,完成从实践到理论的飞跃[2]。本环节帮助学生对“稳态”概念进行准确理解,并给出正确的“稳态”定义。通过上一探究教学环节,学生虽然对稳态的概念有了一定的认知,但对该概念并没有一个清楚的理解,教师应该让学生结合上一环节的探究结果分组讨论,鼓励学生用自己的语言解释或定义新概念,同时询问学生理由。进而在学生探究与解释的基础上,对给“稳态”所下的定义进行补充与完善,给出正确、简洁、清晰的新概念,即正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫做“稳态”[3]。
  4.迁移
  迁移阶段是对新概念内涵的扩展、理解和应用,巩固学生对核心概念的理解,引导学生运用新知识、新概念解释新问题。教师在该环节中要为学生提供新的问题情境,引导学生深入理解新概念,同时注意提醒学生规范使用新学习的概念。
  通过探究、解释两个环节,学生已经掌握了“稳态”概念。在本环节中,教师应引导学生了解“稳态”这一概念更深远的意义以及讨论分析内环境稳态的重要性。首先,教师组织学生自主阅读教材P11的科学史话。在结束阅读之后,教师再次强调“稳态”这一概念的重要性。然后,教师引导学生结合生活常识扩展概念内涵,通过PPT展示尿毒症、糖尿病、高原反应、发烧、严重腹泻等疾病的症状以及它们所引起的内环境成分及理化性质的变化。教师进一步阐明机体内环境稳态是机体进行生命活动的必要条件,并教育学生树立健康的生活理念。
  5.评价
  评价是5E教学模式的最后一个环节,但评价应贯穿于整个教学实施过程中[4]。在吸引环节,教师以提出问题的方式进行诊断性评价,以了解学生关于“稳态”概念的知识背景。在探究环节,教师根据实验探究对学生进行表现性评价。教师可以按照一定的标准评价学生通过自主活动展现自己的所知与所能[5]。在探究教学中所进行的表现性评价应该要在整个评价环节占据主导地位。在解释环节,教师可以通过布置习题检测学生对“稳态”概念掌握情况。在迁移环节,教师要注重学生情感态度方面的提高。
  三、讨论
  在生物课堂中,概念教学起着举足轻重的作用。5E教学模式中的每一环节都围绕建构新的概念来展开,同时每一环节都体现出学生的主动建构[6]。以上五个环节所显现的概念建构过程见表1。
  综上所述,5E教学模式的每一环节都以学生为主体,学生是探究的中心,教师是引导者以及促进者。5E教学模式在稳态这一概念的教学上突出自主探究与合作学习,有利于培养学生的动手动脑能力与团队协作能力,符合新课改所倡导的学习理念。5E教学模式以学生原有理解和日常生活经验所引出的问题为导入,符合学生的认知发展规律,有利于培养学生的核心素养[7]。
  参考文献
  [1][6]吴成军,张敏.美国生物学“5E”教学模式的内涵、实例及其本质特征[J].课程・教材・教法,2010(6):108-112.
  [2]顾勤英.5E教学模式在“物质跨膜运输的实例”教学中的应用与反思[J].中�W生物学,2015(3):18-19.
  [3]王健,李秀菊.5E教学模式的内涵及其对我国理科教育的启示[J].生物学通报,2012(3):39-42.
  [4]吴兰兰.运用5E教学模式进行“多种多样的生态系统”(第1课时)的概念教学[J].生物学教学,2014(11):31-32+72.
  [5]何群山.以评促学,提升能力――例说表现性评价在生物探究性学习中的应用[J].基础教育课程,2017(2):55-59.
  [7]李连杰,齐永平.指向核心素养的生物教学[J].基础教育课程,2017(1):78-80.
  (责任编辑 郭向和)


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