基于“5E”教學模式的初中生物學概念教學嘗試

黃藝婷 張鋒

摘要

以“光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣”一課為例，利用“5E”教學模式進行初中生物學概念教學，提倡引導學生在科學探究中自主構(gòu)建概念并在生活情境中運用概念從而鞏固概念的教學模式。

關(guān)鍵詞“5E”教學模式 概念教學 生物學教學

1引言

“5E”教學模式是一種強調(diào)學生主體地位的教學模式，提倡讓學生在科學探究過程中主動構(gòu)建概念，并運用新概念解釋新情境以進一步鞏固概念。該教學模式包含5個教學環(huán)節(jié)，即引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評價（Evaluation）。在“光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣”一課中，學生需要掌握光合作用的概念，了解光合作用的實質(zhì)以及光合作用的原理在生產(chǎn)生活中的運用。通過“5E”教學模式的五個環(huán)節(jié)，可以較好地達到本節(jié)課的教學目標。光合作用對于初一年級的學生來講是一個比較陌生的概念。若教師直接告知學生光合作用的概念，不僅會造成學生困惑，也不利于發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。因此，利用“5E”教學模式，教師先從學生已有的知識經(jīng)驗入手，引出新概念，接著通過實驗探究歸納出概念，解釋并運用概念于新情境，最后評價學生對新概念的掌握情況。通過“引入一探究一解釋一遷移一評價”這環(huán)環(huán)相扣的五個環(huán)節(jié)，能有效地促使學生將新概念逐步內(nèi)化到已有的知識結(jié)構(gòu)當中。

2采用“5E”教學模式進行“光合作用”概念教學的基本環(huán)節(jié)

2.1引入—提出問題，引出概念

本環(huán)節(jié)的主要目標是通過創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學生探究興趣的問題情境，吸引學生的注意力，使學生主動參與探究學習中來。同時教師還要給學生提供展示或暴露其前概念的機會，在此基礎(chǔ)上進入“探究”環(huán)節(jié)。教師先提問學生：“生物在呼吸的過程中需要氧氣嗎？人類在生產(chǎn)和生活中還有哪些活動需要消耗氧氣？既然氧氣的需求量如此大，為什么我們沒有感覺缺氧呢？被消耗的氧氣是從哪里進行補充呢？”通過此問題教師引出植物的光合作用，同時激發(fā)學生的探究興趣。接著，教師提供機會讓學生闡述對光合作用的已有認識。通過對“細胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換器”以及“綠葉在光下制造淀粉”兩節(jié)課的學習，大部分學生能夠準確地說出光合作用的場所是葉綠體，產(chǎn)物是有機物（如淀粉）以及進行光合作用的條件是光照等有關(guān)知識，但對光合作用的實質(zhì)尚不了解。此外，在該環(huán)節(jié)教師還要讓學生明確本節(jié)課的任務是通過探究光合作用的原料及產(chǎn)物，嘗試用自己的話歸納出光合作用的概念。

2.2探究——進行探究，構(gòu)建概念

本環(huán)節(jié)的主要目標是引導學生通過對三個實驗進行探究，建立起事物問的聯(lián)系，逐步理解光合作用的實質(zhì)，為建構(gòu)光合作用的科學概念做好準備。

探究1：光合作用以二氧化碳為原料。

通過對海爾蒙特和普利斯特利兩個經(jīng)典實驗的分析，教師引出要探究的問題：二氧化碳是光合作用的原料嗎？接著，學生根據(jù)已有的實驗材料和儀器設(shè)計實驗證明二氧化碳是光合作用必需的原料。得出實驗方案之后，學生觀看興趣小組在課前進行此實驗的視頻：放置氫氧化鈉溶液的一組葉片經(jīng)碘處理后不變色，不放置氫氧化鈉溶液的一組葉片經(jīng)碘處理后變深藍色。最后，學生得出結(jié)論：二氧化碳是光合作用的原料。

探究2：光合作用利用水作為原料。

教材上對此部分內(nèi)容沒有設(shè)計探究實驗，筆者查閱文獻后，課后組織興趣小組做了“驗證水是光合作用的原料”的實驗：取一盆天竺葵進行暗處理一晝夜，第二天早上在暗室中將靠外的一片葉片用刀片從葉片中央處切斷主葉脈，再將盆栽放置于光照下2h以上，最后進行碘處理。經(jīng)過碘處理可以看到葉片以葉脈橫斷處為界分成顏色明顯不同的兩部分，葉片的底部呈深藍色，而葉片的項部仍為黃白色?？紤]到該實驗耗時較長，筆者采用課后進行實驗，課上播放視頻并共同探討的方式進行此部分內(nèi)容的探究。在進行該探究時，由于學生已經(jīng)具備“葉脈中有導管，導管主要功能是運輸水和無機鹽”這部分知識，因此他們通過分析實驗現(xiàn)象能夠得出“光合作用利用水作為原料”的結(jié)論。

探究3：光合作用釋放氧氣。

由于本實驗耗時相對較短，因此采用演示實驗的方法進行這部分內(nèi)容的探究。課前1～2 h將金魚藻實驗裝置放到陽光下（如果是陰天，可放在燈光下）以便收集足夠的氧氣。課上，教師向?qū)W生展示實驗裝置，提出問題：你們觀察到了什么現(xiàn)象？氣泡的移動方向如何？接著，將試管取出并迅速把事先準備好的帶火星的木條（或衛(wèi)生香）伸進試管中。演示結(jié)束后，請一位學生描述實驗現(xiàn)象并嘗試總結(jié)實驗結(jié)論。由于初一學生尚未學習有關(guān)燃燒的化學知識，因此教師要提示學生“氧氣可以助燃”。最后，教師進行總結(jié)：金魚藻在光下進行光合作用釋放氧氣，因此，光合作用的產(chǎn)物除了有機物還有氧氣。

2.3解釋——總結(jié)歸納，形成概念

本環(huán)節(jié)的主要目標是引導學生基于“探究”環(huán)節(jié)的結(jié)論，用自己的語言闡述對新概念的理解，形成初步概念，接著教師給出準確的科學概念并加以解釋，促使學生頭腦中的初步概念轉(zhuǎn)化為科學概念。教師先帶領(lǐng)學生總結(jié)光合作用的條件、場所、原料、產(chǎn)物以及在此過程中的能量變化，接著提供機會讓學生用自己的語言表述光合作用的實質(zhì)，以使學生的頭腦中形成光合作用的初步概念。例如，學生A：光合作用是植物吸收的二氧化碳和水，經(jīng)葉綠體轉(zhuǎn)變成有機物和氧氣（釋放），也就是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖谥参矬w中的化學能的過程。學生B：光合作用是植物體吸入二氧化碳并呼出氧氣的過程。學生C：光合作用是在陽光的照射下，綠色植物體中的葉綠體將水和空氣中的二氧化碳吸收并轉(zhuǎn)化為有機物和氧氣，將光能轉(zhuǎn)化為化學能的過程。隨后，教師給出光合作用的概念和反應式，并對光合作用的實質(zhì)加以解釋，使學生對光合作用有更加正確的認識。

2.4遷移——解釋情境，運用概念

本環(huán)節(jié)的主要目標是讓學生嘗試運用新概念解釋教師提供的新情境，使學生在思考和討論的過程中深入理解新概念。教師通過提出“請結(jié)合光合作用的原理談談合理密植的好處并說說如果你是菜農(nóng)或果農(nóng)，你會如何增產(chǎn)”等問題，讓學生利用光合作用原理解決實際生活中的問題，引導學生有意識地將所學的新知識運用于新的情境，以便在運用概念的過程中強化對概念的理解?？茖W情境的設(shè)置對于教學都非常重要，學生對于科學情境中出現(xiàn)的問題的應答直接體現(xiàn)其思維品質(zhì)，不同學生應對相同問題時所表現(xiàn)出的遷移能力千差萬別。通過遷移環(huán)節(jié)不同層次學生的應答表現(xiàn)，教師對學生的理解和應用水平心中有數(shù)，有助于后續(xù)評價環(huán)節(jié)的有效開展。

2.5評價——進行評價，鞏固概念

本環(huán)節(jié)的主要目標是通過讓學生對“解釋”環(huán)節(jié)中構(gòu)建的初步概念進行自評和互評來檢測學生對新概念的掌握情況。教師展示部分學生構(gòu)建的概念和反應式，通過學生自評互評、教師評價的方式對學生構(gòu)建的光合作用的初步概念和反應式進行評價進而鞏固概念，使學生加深對概念的理解。例如，學生B構(gòu)建的概念過于簡單，認為光合作用的實質(zhì)就是植物體吸收二氧化碳釋放氧氣。再如學生C，其認為光合作用可利用的光能只有太陽能。因此，教師需要在教學中糾正其前概念，讓他們明白光合作用不僅可以在陽光下進行，在燈光下同樣能進行。在評價完學生構(gòu)建的概念之后，教師可利用教材中的“技能訓練”模塊檢測學生對新概念的掌握情況。

3運用“5F”教學模式的教學反思

3.1體現(xiàn)學生的主體地位

學生的發(fā)展?jié)撃苁蔷薮蟮?，教學的目的是激發(fā)學生的學習潛能、創(chuàng)造潛能，而不是往學生頭腦里填塞知識?！?E”教學模式很好地實現(xiàn)了由以教為主向以學為主的轉(zhuǎn)變，真正把課堂還給了學生。例如，在“引入”環(huán)節(jié)，教師從貼近學生生活的問題入手以提高學生的學習興趣。在“探究”環(huán)節(jié)，學生先是在課前進行實驗并錄制視頻，到課上再進行討論、探究。在這個過程中，教師的角色是“幫助者”及“引導者”，不是直接向?qū)W生灌輸知識而是引導學生親自進行實驗，并鼓勵學生通過對實驗現(xiàn)象的分析嘗試得出實驗結(jié)論。在“解釋”環(huán)節(jié)，教師并不急著告訴學生光合作用的概念，而是提供機會讓學生嘗試構(gòu)建光合作用的概念，再在此基礎(chǔ)上給出光合作用的科學概念?？梢?，該教學模式充分突出了“以學生為主體”的教學理念。

3.2激發(fā)學生的學習興趣

學生的學習過程不僅有學生經(jīng)驗、思維的參與，學生的學習興趣在這個過程中也起到很重要的引導作用。在教學過程中，教師應注意激發(fā)學生的學習興趣。運用“5E”教學模式能有效地激發(fā)學生的學習興趣。例如，在這節(jié)課的“引入”環(huán)節(jié)中，學生對“為什么我們不會感到缺氧”“什么是光合作用”等問題產(chǎn)生了疑惑，同時對接下去的探究內(nèi)容充滿了興趣；到了“探究”環(huán)節(jié)，在出現(xiàn)明顯實驗現(xiàn)象時班級的氣氛明顯活躍起來，學生都積極踴躍地針對實驗現(xiàn)象發(fā)表自己的看法。學生在興趣的驅(qū)動下會表現(xiàn)出更強的求知欲，也更有利于知識的內(nèi)化。

3.3引導概念的逐步建構(gòu)

生物學是一個以概念系統(tǒng)作為主要特征的學科，概念教學在生物學教學中占據(jù)了很大的比重?！?E”教學模式是基于建構(gòu)主義的概念教學模式，能夠逐步地引導學生深入地學習科學概念而非機械地記憶概念。例如，在“引入”環(huán)節(jié)，教師先提出一個問題情境同時引出概念，接著在進行探究的過程中逐步構(gòu)建概念，到了“解釋”環(huán)節(jié)形成科學概念，學生在形成了科學概念之后再將其運用于新情境，最后再通過總結(jié)歸納、測驗等評價方式再次鞏固新概念，實現(xiàn)將新概念內(nèi)化到知識體系的目的。