“5E教學(xué)模式”下高中生物情境教學(xué)實(shí)踐研究

摘 要：“5E教學(xué)模式”是一種適用于科學(xué)學(xué)科的教學(xué)模式，主要是通過問題情境創(chuàng)設(shè)吸引學(xué)生的關(guān)注，再通過實(shí)驗(yàn)探究解決情境中的問題，最后完成多情境下的知識(shí)遷移。本文將圍繞“5E教學(xué)模式”闡述情境教學(xué)在高中生物教學(xué)中的重要作用，并結(jié)合生物學(xué)科的核心素養(yǎng)對(duì)實(shí)踐研究的部分進(jìn)行論述，旨在闡明情境教學(xué)在高中生物教學(xué)中的具體運(yùn)用策略。

關(guān)鍵詞：5E教學(xué)模式;高中生物;情境教學(xué);實(shí)踐研究

一、“5E教學(xué)模式”概念

“5E教學(xué)模式”最早源自生物教學(xué)，是由美國(guó)生物課程研究所開發(fā)出的一種建構(gòu)主義教學(xué)模式，因其實(shí)用性高受到高度關(guān)注。5E分別是吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、拓展遷移（Elaboration）和評(píng)價(jià)（Evaluation）。簡(jiǎn)單來說，“吸引”就是利用創(chuàng)設(shè)的生活情境引起學(xué)生的關(guān)注，利用認(rèn)知沖突激發(fā)學(xué)生探索的欲望，從而根據(jù)自己的思考自主地提出所要學(xué)習(xí)的關(guān)鍵問題和知識(shí)，為下一步探究做鋪墊。“探究”就是教師用有效的課堂組織，確保學(xué)生對(duì)關(guān)鍵問題的持續(xù)關(guān)注，并對(duì)探究的方向給予一定的牽引和指導(dǎo)，使得學(xué)生能團(tuán)結(jié)同伴有順序有方向地探索知識(shí)?！敖忉尅本褪墙處熗ㄟ^觀察和問詢獲得學(xué)生的反饋，通過及時(shí)分析提出建議并調(diào)適，解釋的對(duì)象包括關(guān)鍵知識(shí)、探究方法、操作技能等。“解釋”也包含在探究過程中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的合理論述和表達(dá)?！斑w移”就是在對(duì)探究過程獲得合理的解釋之后，教師通過另設(shè)新的應(yīng)用情境，讓學(xué)生把新概念學(xué)習(xí)進(jìn)行延伸，從而完成學(xué)以致用的過程?！霸u(píng)價(jià)”就是最終的總結(jié)環(huán)節(jié)，教師通過知識(shí)掌握、技能熟練、探究參與、合作貢獻(xiàn)等方面多角度全方位地診斷一個(gè)學(xué)生的學(xué)業(yè)表現(xiàn)，再結(jié)合同伴之間的有效互評(píng)，使學(xué)生能夠更清晰地認(rèn)識(shí)自己真實(shí)的學(xué)業(yè)水平，從而促進(jìn)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中有更好的表現(xiàn)，保持獲得感[1]?？梢哉f在這個(gè)教學(xué)模式中，五個(gè)環(huán)節(jié)既相對(duì)獨(dú)立，又相互聯(lián)系，共同聯(lián)結(jié)形成科學(xué)課堂教學(xué)的閉環(huán)。

二、“5E教學(xué)模式”與高中生物的融合點(diǎn)

高中生物屬于自然科學(xué)課程的一部分，有大量的概念性知識(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式無法保障這些知識(shí)被學(xué)生有效地吸收?！?E教學(xué)模式”可以通過創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與，讓學(xué)生在問題解決的過程中加深對(duì)概念的理解和識(shí)記。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，生物概念的教授都是教師主動(dòng)地給，學(xué)生被動(dòng)地吸收，內(nèi)化效果極差，還極易因?yàn)閮?nèi)容枯燥引起學(xué)生的厭學(xué)、畏難情緒?！?E教學(xué)模式”不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與，凸顯學(xué)生的主體地位，也可以錘煉教師的課堂藝術(shù)和組織水平，教師通過對(duì)情境的研磨和探索，更有利于了解知識(shí)、了解學(xué)生，學(xué)生通過對(duì)情境的參與和融入，在生物學(xué)科領(lǐng)域獲得最充實(shí)和最有效的體驗(yàn)，學(xué)業(yè)水平可以得到最大限度的提高[2]。

高中生物還有大量的實(shí)驗(yàn)，按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，部分實(shí)驗(yàn)課程被以一種簡(jiǎn)單的演示方式粗略帶過，教師只關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)論的傳達(dá)，不注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的親身體會(huì)?！?E教學(xué)模式”可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的類型，有針對(duì)性地設(shè)置實(shí)驗(yàn)情境。例如，觀察類的實(shí)驗(yàn)可以設(shè)計(jì)任務(wù)清單，讓學(xué)生按步驟操作，根據(jù)科學(xué)的觀察完成清單上的觀測(cè)任務(wù)，如實(shí)地填寫自己的觀察結(jié)論;探索類的實(shí)驗(yàn)，要先確定探索的對(duì)象和探索的主題，通過控制變量讓學(xué)生有方向地實(shí)施實(shí)驗(yàn)步驟，期待學(xué)生在對(duì)本節(jié)課知識(shí)有效探索的同時(shí)還能有創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)（比如對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的改良、實(shí)驗(yàn)藥劑的替代、實(shí)驗(yàn)對(duì)象的同質(zhì)化替換、實(shí)驗(yàn)方法的遷移）;鑒定物質(zhì)成分的生化實(shí)驗(yàn)也是在一定的問題情境下，對(duì)學(xué)生觀察力和好奇心的一種有效培養(yǎng)途徑，不論是對(duì)細(xì)胞中有機(jī)物的鑒定還是對(duì)DNA的粗提取，都是借助實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)生命體，獲得對(duì)知識(shí)最真實(shí)的運(yùn)用體驗(yàn);生理現(xiàn)象的分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)更是需要在“5E教學(xué)模式”下才能夠順利開展，例如生態(tài)瓶的制作、生長(zhǎng)素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響都需要課堂以外的應(yīng)用情境，它可以讓“5E教學(xué)模式”有更廣袤的運(yùn)用場(chǎng)景，反過來它也會(huì)在“5E教學(xué)模式”的護(hù)航下真正煥發(fā)實(shí)驗(yàn)價(jià)值，讓學(xué)生真實(shí)融入自然，走出課本限定，體會(huì)自然規(guī)律;調(diào)查實(shí)驗(yàn)類型和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一樣，需要跳脫傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在“5E教學(xué)模式”引領(lǐng)下真實(shí)地開展、正確地實(shí)施，讓學(xué)生能真切地體會(huì)到運(yùn)用生物知識(shí)的樂趣，能真正地把知識(shí)進(jìn)行遷移和轉(zhuǎn)化。

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問題時(shí)所表現(xiàn)出來的價(jià)值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。可以看出，核心素養(yǎng)的達(dá)成和檢測(cè)都需要借助實(shí)際的問題情境，這和“5E教學(xué)模式”對(duì)情境的要求是一致的。我們知道，自然科學(xué)是在對(duì)生活現(xiàn)象觀測(cè)的過程中產(chǎn)生的，本身知識(shí)系統(tǒng)的確定就是經(jīng)歷了觀測(cè)、猜想、探究、歸納的過程，所以我們現(xiàn)在只需要在前人的基礎(chǔ)上，把情境真實(shí)地、著重地、可復(fù)制地、創(chuàng)造性地還原到課堂上，就能激發(fā)學(xué)生原始的好奇心。當(dāng)然這些情境需要人為加工和創(chuàng)設(shè)，讓它更具吸引力。

總而言之，“5E教學(xué)模式”能夠確保學(xué)生在學(xué)習(xí)高中生物知識(shí)時(shí)能夠經(jīng)歷有效的吸引正確的引導(dǎo)、積極的探究，自主的遷移和公正的評(píng)價(jià)。

三、“5E教學(xué)模式”下高中生物情境教學(xué)的具體案例

（一）利用學(xué)生已有的生活體驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境

已有的生活體驗(yàn)?zāi)苎杆俚刈プW(xué)生的眼球，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如上“體液調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)關(guān)系”這一節(jié)課時(shí)，課前先讓學(xué)生回憶體育考試起跑前的反應(yīng)，或者坐過山車頭朝下疾馳時(shí)的反應(yīng)等，通過情境回憶學(xué)生不難回答出：有心跳加速、狂呼亂叫等反應(yīng)，趁學(xué)生討論的興致盎然，就可以拋出探究的問題：在這個(gè)體驗(yàn)中，所做出的反應(yīng)，哪些與激素調(diào)節(jié)有關(guān)？哪些與神經(jīng)調(diào)節(jié)有關(guān)？從而引入新課。

另外，已有的生活體驗(yàn)也能讓學(xué)生順利地完成情境任務(wù)，減少情境帶來的認(rèn)知障礙，并且還可以快速地完成情境的遷移。例如“被動(dòng)運(yùn)輸”一節(jié)中，課前可通過幾個(gè)常見的生活現(xiàn)象：1.將一滴紅墨水滴入一杯清水中，清水很快就變成了紅色。2.連續(xù)嗑含鹽的瓜子時(shí)，你的口腔和唇的黏膜會(huì)有干澀的感覺。3.糖拌西紅柿放置一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)很多“汁”。自然引入滲透作用。那么在接下來的探究情境：動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于一層半透膜？中學(xué)生就可以時(shí)刻聯(lián)想到生活中的例子。比如透膜滲透作用驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生就能理解用“雞蛋的軟殼膜”“羊皮紙膜”“豬膀胱”作為半透膜的合理之處。最終還能順利利用所得出結(jié)論解釋生活中的現(xiàn)象，如：燒苗現(xiàn)象，糖漬、鹽漬食品不易變質(zhì)現(xiàn)象，從而學(xué)以致用。

（二）利用模擬場(chǎng)景或模型創(chuàng)設(shè)情境

有些時(shí)候很多微觀的情境、變化周期較長(zhǎng)或較短的情境不宜在課堂呈現(xiàn)，那么模擬情境和生物模型就顯得非常重要，它們能夠較為真實(shí)地還原生活情景的重要細(xì)節(jié)和特點(diǎn)。例如：“細(xì)胞的衰老和死亡”這一節(jié)課為了加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞衰老的印象，先是引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注個(gè)體衰老的情形，“人到了一定的年齡就會(huì)出現(xiàn)白頭發(fā)，并且隨著年齡增長(zhǎng)，白頭發(fā)往往會(huì)越來越多”，接著引導(dǎo)學(xué)生思考：老年人白頭發(fā)的形成與毛囊細(xì)胞的衰老是否有關(guān)？待學(xué)生小組討論完，教師進(jìn)行及時(shí)的歸納和總結(jié)。然后再請(qǐng)學(xué)生模擬成一個(gè)細(xì)胞，自述衰老過程：“細(xì)胞核變大、細(xì)胞體積變小、色素沉積，呼吸及新陳代謝變慢、酶活性下降等?！本o接著再請(qǐng)一個(gè)學(xué)生說說個(gè)體衰老常見現(xiàn)象：“皮膚干燥、頭發(fā)變白、老年斑、吸收能力下降、無力等?！毕嘈磐ㄟ^這樣的生動(dòng)有趣的課堂虛擬情景，學(xué)生就不難記住個(gè)體衰老的原因，如頭發(fā)變白主要是由于細(xì)胞酶的活性下降，進(jìn)而解決生活問題。

利用直觀的生物模型也可以創(chuàng)設(shè)情境。例如“細(xì)胞器之間分工合作”一節(jié)，通過課前學(xué)生自制細(xì)胞器模型，可以引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，由于在結(jié)構(gòu)模型制作過程中學(xué)生已有了各細(xì)胞器的直觀認(rèn)識(shí)，有助于課堂上探索每種細(xì)胞器的功能，引導(dǎo)學(xué)生從直觀認(rèn)知轉(zhuǎn)向思維認(rèn)知。

（三）利用探究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境

傳統(tǒng)教學(xué)中驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的方式，是讓學(xué)生用固定思維去完成實(shí)驗(yàn)，并沒有真正意義上讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和思維的創(chuàng)造性就會(huì)大受影響。我們知道，生物實(shí)驗(yàn)最重要的作用，就是讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，在探究的過程中完成思維品質(zhì)的錘煉，探究實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)很好的課堂情境。如探究“溫度對(duì)酶活性的影響”，實(shí)驗(yàn)開始前可以用大部分學(xué)生都可能經(jīng)歷過的問題引入：“當(dāng)我們發(fā)燒時(shí)為什么總覺得食欲不佳，全身無力呢？”接著學(xué)生可以根據(jù)生活中的現(xiàn)象提出相關(guān)探究問題：“食欲不振、全身無力是否與人體的酶活性相關(guān)？與消化有關(guān)的酶是否會(huì)因?yàn)榘l(fā)燒時(shí)體溫升高而降低活性？”進(jìn)一步做出假設(shè)：“溫度升高會(huì)使酶的活性降低”，從而設(shè)計(jì)相關(guān)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：常溫（體溫）組、偏高溫度（40℃）組，只有溫度差異的兩組唾液淀粉酶消化淀粉的實(shí)驗(yàn)，水浴反應(yīng)五分鐘后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（預(yù)期現(xiàn)象：常溫組滴加碘液不變藍(lán)，而偏高溫度組滴加碘液有淺藍(lán)色的顯色反應(yīng)），最終通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生就不難得出結(jié)論：溫度升高會(huì)使酶的活性降低。

在學(xué)生獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，針對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步完善探究，如“溫度偏低是否會(huì)使酶的活性降低”，通過進(jìn)一步探究完善結(jié)論“酶的反應(yīng)有最適溫度，溫度偏高或偏低都能影響酶的活性”，最終解決生活問題。

（四）利用社會(huì)熱點(diǎn)創(chuàng)設(shè)情境

社會(huì)的熱點(diǎn)其實(shí)蘊(yùn)含著很多社會(huì)的觀點(diǎn)和社會(huì)的意識(shí)，利用社會(huì)的熱點(diǎn)創(chuàng)設(shè)情境可以培育學(xué)生的社會(huì)責(zé)任。比如在研究酸雨對(duì)環(huán)境的影響時(shí)，我們通過視頻把環(huán)境污染的現(xiàn)象帶入課堂，也可以通過對(duì)身邊化工廠附近植被的觀察了解來獲得本節(jié)課的前測(cè)體驗(yàn)，接著引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的化工知識(shí)分析造成酸雨的主要原因，然后用軟件模擬植被受酸雨侵蝕的過程，引導(dǎo)學(xué)生做好對(duì)植物形態(tài)變化的觀察和記錄，通過模擬情境體驗(yàn)環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。當(dāng)然，僅僅是完成這些顯然還是不夠的，我們還可以和學(xué)生一起聚焦細(xì)節(jié)，比如進(jìn)行“對(duì)植物的影響”的觀察實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?duì)人體有害，所以這一類的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)一定要注意容器的氣密性檢驗(yàn)，保證學(xué)生的安全。先是設(shè)計(jì)“產(chǎn)生過程”，這里用到的都是很常見的工業(yè)原料，經(jīng)歷這個(gè)情境的學(xué)生就知道我們可以在哪一個(gè)環(huán)節(jié)控制廢氣的產(chǎn)生和排放，接著“控制濃度”，使得濃度處于可被度量的狀態(tài)，方便學(xué)生量化觀察，最后連接植物裝置，觀察“植物幼苗受害部位和受害程度”并做好記錄。

通過小情境真實(shí)再現(xiàn)社會(huì)熱點(diǎn)，能夠激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，讓學(xué)生了解破壞環(huán)境所帶來的危害性的同時(shí)也能掌握治理環(huán)境問題的有效方法。

（五）利用生命觀念創(chuàng)設(shè)情境

情境教育其實(shí)就是一種生命觀念的教育，創(chuàng)設(shè)的情境越真實(shí)越貼近生活越能激發(fā)學(xué)生對(duì)生活和生命的感悟與體驗(yàn)。善于利用生活實(shí)踐聯(lián)系學(xué)科知識(shí)，不僅能夠搭建逼真的教學(xué)場(chǎng)景和提升懸念，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物和大自然的呵護(hù)之情，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)的生命觀念。例如在“蛋白質(zhì)”一節(jié)的教學(xué)中，可以通過“三鹿奶粉”事件提出疑問：為什么含有三聚氰胺的奶粉會(huì)使嬰兒得腎結(jié)石？從而引入學(xué)習(xí)，在學(xué)生嘗試用相關(guān)知識(shí)解決問題的過程中，體會(huì)“生命”一詞意味著什么，培養(yǎng)學(xué)生的“生命觀念”。此外，通過“三鹿奶粉”事件也能引導(dǎo)學(xué)生按照生活實(shí)踐去理解科技，并用理論知識(shí)去處理生活問題，從內(nèi)心層面自發(fā)地尊重生命。再比如，在“人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響”這一節(jié)課的教學(xué)過程中，可引入生活真實(shí)資料：由于過度捕殺青蛙、槍殺鳥類、濫殺各種蛇類，以及使用大量農(nóng)藥，導(dǎo)致蟲害、鼠害增多等生態(tài)平衡遭到破壞的現(xiàn)象，利用這些承載“生命觀念”的現(xiàn)實(shí)素材創(chuàng)設(shè)情境，呼吁學(xué)生保護(hù)生態(tài)、愛護(hù)環(huán)境、尊重生命，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)意識(shí)與社會(huì)責(zé)任，真正理解“人類命運(yùn)共同體”這一概念背后所蘊(yùn)含的含義。

結(jié)束語

“5E教學(xué)模式”是一個(gè)適合生物學(xué)科的教學(xué)模式，它關(guān)注學(xué)生的學(xué)，也關(guān)注教師的教，它是一個(gè)依托情境的教學(xué)模式，也是生物學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)能切實(shí)實(shí)施的有效教學(xué)模式。在“5E教學(xué)模式”下，高中生物學(xué)科對(duì)于情境教學(xué)的實(shí)踐和研究變成了一個(gè)重要且長(zhǎng)遠(yuǎn)的課題，值得每一位高中生物教師深入地研究。我們要做的不是照搬這一模式，而是要融合自己的教學(xué)實(shí)際，探索出屬于自己風(fēng)格的科學(xué)的教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)

[1]司薇娓.基于5E教學(xué)模式的高中生物學(xué)教學(xué)情境設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)通報(bào)，2019.

[2]黃士庭.淺談高中生物的情景教學(xué)[J].生物技術(shù)世界，2013.

作者簡(jiǎn)介：唐梅萍（1991— ），女，漢族，福建莆田人，廈門市集美區(qū)樂安中學(xué)，一級(jí)教師，本科。研究方向：高中生物教學(xué)。

本文系廈門市集美區(qū)教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度立項(xiàng)課題項(xiàng)目“5E教學(xué)模式下基于生物核心素養(yǎng)的高中生物情境教學(xué)實(shí)踐研究”（編號(hào)：21106）研究成果。