“5E”教學(xué)模式中“吸引”環(huán)節(jié)的實(shí)踐研究

趙艷紅

摘要：“吸引”環(huán)節(jié)是“5E”教學(xué)模式的起始環(huán)節(jié)，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，引出概念（知識(shí)）中的相關(guān)問題，讓學(xué)生進(jìn)行思維的碰撞，暴露前概念，生發(fā)探究的內(nèi)驅(qū)力。“吸引”環(huán)節(jié)的實(shí)施策略有：挖掘?qū)W生的前概念，延展理解新概念;沿著科學(xué)家的“腳印”，借鑒歸納新概念;取材生活設(shè)問，自主構(gòu)建新概念?！拔杯h(huán)節(jié)的實(shí)施效果是：提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生完成概念（知識(shí)）的建構(gòu)，并明顯提高學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：“5E”教學(xué)模式“吸引”環(huán)節(jié)生物概念教學(xué)

“吸引”環(huán)節(jié)是“5E”教學(xué)模式的起始環(huán)節(jié)。所謂“5E”教學(xué)模式，是指美國生物學(xué)課程研究（BSCS）開發(fā)出的一種建構(gòu)主義教學(xué)模式，在科學(xué)教育領(lǐng)域受到高度的關(guān)注。該模式共分為5個(gè)環(huán)節(jié)，分別是吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評價(jià)（Evaluation）?！拔杯h(huán)節(jié)需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，引出概念（知識(shí)）中的相關(guān)問題，讓學(xué)生進(jìn)行思維的碰撞，暴露前概念，生發(fā)探究的內(nèi)驅(qū)力。在生物概念教學(xué)中，筆者嘗試提煉了“吸引”環(huán)節(jié)的實(shí)施策略，并檢驗(yàn)了相應(yīng)的實(shí)踐成效。

一、“吸引”環(huán)節(jié)的實(shí)施策略

（一）挖掘?qū)W生的前概念，延展理解新概念

學(xué)生在學(xué)習(xí)某一知識(shí)之前已經(jīng)具備了一定的前概念，只是某些前概念具有一定的隱蔽性。因此，在“吸引”環(huán)節(jié)，充分挖掘和暴露學(xué)生的前概念，是構(gòu)建科學(xué)概念的重要前提。

例如，學(xué)習(xí)“染色體組”概念之前，學(xué)生已經(jīng)通過“減數(shù)分裂”的學(xué)習(xí)，有了“同源染色體”相關(guān)的前概念，但此前概念在學(xué)習(xí)“染色體組”概念時(shí)存在隱蔽性。教師可以通過呈現(xiàn)雄果蠅體細(xì)胞染色體圖解，在問題情境中引導(dǎo)學(xué)生分析復(fù)習(xí)前概念“同源染色體”和“非同源染色體”，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，延展理解新概念“染色體組”。再如，學(xué)習(xí)“ATP”時(shí)，可以從RNA的基本單位之一腺嘌呤核糖核苷酸來延展理解新概念。

（二）沿著科學(xué)家的“腳印”，借鑒歸納新概念

邁爾在《生物學(xué)思想發(fā)展的歷史》一書中說：“學(xué)習(xí)一門學(xué)科的歷史是理解其概念的最佳途徑。只有仔細(xì)研究這些概念產(chǎn)生的艱難歷程，才有可能真正徹底而又正確地理解這些概念?！笨茖W(xué)史的意義就在于為科學(xué)本身服務(wù)：首先，它有助于教學(xué)，可以提高理科學(xué)習(xí)的趣味性，幫助學(xué)生盡快掌握已有的科學(xué)理論;其次，它為當(dāng)代科學(xué)前沿問題提供可資借鑒的解決方案。正是基于此，科學(xué)史經(jīng)常被作為普及科學(xué)知識(shí)的一種重要手段，也經(jīng)常被置于理科教科書的起始章節(jié)。

例如，教學(xué)“光合作用”時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家的“腳印”一步步地重溫歷史，歸納、構(gòu)建光合作用的概念體系：1648年，比利時(shí)生物學(xué)家海爾蒙特通過實(shí)驗(yàn)，證明了植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自于水（光合作用的原料之一）;1771年，英國的普利斯特萊通過實(shí)驗(yàn)，證明了植物可以更新空氣（后人證明是氧氣，光合作用的產(chǎn)物之一）;1779年，荷蘭的揚(yáng)·英根豪斯通過實(shí)驗(yàn)，證明了綠色植物只有在光（光合作用的條件）下，才能更新空氣;1864年，德國科學(xué)家薩克斯通過實(shí)驗(yàn)，證明了葉片在光下能產(chǎn)生淀粉（光合作用的產(chǎn)物之一）;1880年，德國科學(xué)家恩吉爾曼通過實(shí)驗(yàn)，證明了葉綠體是光合作用的場所;1940年，美國科學(xué)家魯賓和卡門通過實(shí)驗(yàn)，證明了光合作用釋放的氧氣來自于水（元素的循環(huán)）;1948年，美國生化學(xué)家卡爾文發(fā)現(xiàn)了“卡爾文循環(huán)”——二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳。

同樣的，“DNA的結(jié)構(gòu)”“核酸的結(jié)構(gòu)”“細(xì)胞膜”等內(nèi)容都可以通過生物學(xué)史展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建新概念。

（三）取材生活設(shè)問，自主構(gòu)建新概念

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：“生物學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。”在解釋“生命觀念”這一學(xué)科核心素養(yǎng)時(shí)，又指出：“學(xué)生應(yīng)該在較好地理解生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上……形成科學(xué)的自然觀和世界觀，并以此指導(dǎo)探究生命活動(dòng)規(guī)律，解決實(shí)際問題?！笨梢哉f，生物學(xué)是一門所含知識(shí)既源于生活，又高于生活的生活化學(xué)科。所以在教學(xué)生物概念時(shí)，可以以概念為核心，從生活中取材或聯(lián)系實(shí)際生活，再層層設(shè)疑引入。這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生的感知和認(rèn)識(shí)，而且能在給學(xué)生無限代入感的同時(shí)，將抽象的概念具體化，加深學(xué)生對概念的理解，促進(jìn)學(xué)生自主構(gòu)建新概念。

例如，教學(xué)“細(xì)胞呼吸”概念時(shí)，教師出示事先用酵母發(fā)好并包覆保鮮膜的面團(tuán)，讓學(xué)生自己打開保鮮膜去摸，掰開面團(tuán)去看，并適時(shí)提問：“你們看到了什么？”“洞洞！”“這些洞洞是怎么產(chǎn)生的呢？”然后，讓學(xué)生去聞，并適時(shí)提問：“你們聞到了什么？”“酒味！”“這些酒味又是怎么產(chǎn)生的呢？”……最后，引出課題：“原來，這些洞洞和酒味是通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的。其實(shí)，我們吃的饅頭、面包都會(huì)有這樣的現(xiàn)象發(fā)生。今天，我們就來揭秘一下?！蓖ㄟ^生活中常見但沒有深究過的事物，“吸引”學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。然后通過層層設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，構(gòu)建新概念。具體問題如下：（1）什么是細(xì)胞呼吸？（2）細(xì)胞呼吸的特點(diǎn)是什么？（3）細(xì)胞呼吸的本質(zhì)是什么？（4）什么是有氧呼吸？（5）有氧呼吸的主要場所在哪里？（6）有氧呼吸分為幾個(gè)階段？各個(gè)階段分別發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)？（7）哪個(gè)階段會(huì)產(chǎn)生[H]（還原性氫）？[H]的去向如何？氧氣是在哪個(gè)階段與[H]結(jié)合的？（8）每個(gè)階段都釋放能量嗎？各個(gè)階段釋放能量的量有何不同？（9）有氧呼吸的總反應(yīng)式是什么？（10）有機(jī)物（以葡萄糖為例）中儲(chǔ)存的能量去向如何？

二、“吸引”環(huán)節(jié)的實(shí)施效果

基于上述理論和策略，筆者將自己所教的4個(gè)平行班級中的兩個(gè)作為實(shí)驗(yàn)組，另外兩個(gè)作為對照組，對實(shí)驗(yàn)組設(shè)置“吸引”環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)，對對照組進(jìn)行常規(guī)教學(xué)。經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)，在課堂上，與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性更高，做與教學(xué)無關(guān)的事情的人數(shù)更少;在小組討論活動(dòng)中，與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生明顯更積極主動(dòng)，合作度更高，討論更激烈，完成質(zhì)量更好。課后與學(xué)生溝通時(shí)，實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生一致認(rèn)為，在生物概念教學(xué)中設(shè)置“吸引”環(huán)節(jié)，讓他們覺得很有趣，并且能夠充分調(diào)動(dòng)自己的思維，提升和拓展綜合能力。

另外，筆者還統(tǒng)計(jì)了4個(gè)班級3次考試的成績（如圖1、圖2），并進(jìn)行了分析。

從圖1中不難看出，對于選擇題（客觀題），對照組和實(shí)驗(yàn)組差別不大（就課上舊知的回顧和課后作業(yè)的完成而言，對照組和實(shí)驗(yàn)組在重要概念的識(shí)記層面差別也不大）：對照組均分分別為4.86、4.83，實(shí)驗(yàn)組均分分別為4.88、4.96（為了使圖示直觀、清晰，將圖1中選擇題總分70分按6分制進(jìn)行了折算）。但是，對于非選擇題（主觀題），實(shí)驗(yàn)組的得分明顯高于對照組（在平時(shí)的作業(yè)批改中，也同樣發(fā)現(xiàn)，對于有思維難度的題目，實(shí)驗(yàn)組明顯好于對照組）：對照組均分分別為27.17、27.56，實(shí)驗(yàn)組均分分別為29.48、29.87。

對此，筆者認(rèn)為，對于基礎(chǔ)概念而言，已經(jīng)擁有較高理解能力的高中生，即使自學(xué)也能在識(shí)記層面加以掌握，因此在選擇題上，無明顯區(qū)分度。但是，對于概念的運(yùn)用，僅僅依靠機(jī)械記憶是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的：主觀題不僅要掌握概念的識(shí)記層面，而且要挖掘它的內(nèi)涵，輻射它的外延，還要學(xué)會(huì)合理地變通運(yùn)用。這對于學(xué)生綜合能力的要求是很高的。而實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生因?yàn)榕d趣使然和內(nèi)驅(qū)力的驅(qū)動(dòng)，所以更愿意去深入探索。由此，他們的素養(yǎng)和能力日積月累地積淀，最終在考試水平上得以體現(xiàn)?？梢哉f，設(shè)置“吸引”環(huán)節(jié)，對于核心知識(shí)、重要概念的構(gòu)建和運(yùn)用效果明顯。

從圖2中不難看出，在實(shí)驗(yàn)題（主觀題）的平均得分方面，實(shí)驗(yàn)組的優(yōu)勢體現(xiàn)得更加明顯：對照組均分分別為3.42、3.57，實(shí)驗(yàn)組均分分別為4.43、4.48。特別是考查綜合能力的最后幾個(gè)小題（第4、第5、第6小題每題1分）：第4小題，對照組均分分別為0.52、0.55，實(shí)驗(yàn)組均分均為0.7;第5小題，對照組均分均為0.45，實(shí)驗(yàn)組均分分別為0.72、0.74;第6小題，對照組均分分別為0.4、0.46，實(shí)驗(yàn)組均分分別為0.72、0.75。

對此，筆者這樣認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)題能明顯體現(xiàn)學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究能力，而第40題的第4、第5、第6小題的考查內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和結(jié)果分析，正是上述能力的體現(xiàn)。

另外，從3次考試的非選擇題各題均分比較來看，分?jǐn)?shù)差別主要在每道題的后兩三個(gè)小題上，這些小題都是概念的理解和運(yùn)用，需要有較高的理性思維和科學(xué)探究能力才能準(zhǔn)確完成。

通過上述分析不難得出，有效的“吸引”環(huán)節(jié)能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生完成概念（知識(shí)）的建構(gòu)，并能明顯提高學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究能力。也正是因?yàn)橛辛擞行У摹拔杯h(huán)節(jié)，學(xué)生才會(huì)更關(guān)注課堂的教學(xué)內(nèi)容，帶著主人翁意識(shí)參與課堂，從而推動(dòng)“5E”教學(xué)模式其他環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行，進(jìn)而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)。

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