“5E”教學(xué)模式在高中生物概念教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：5E教學(xué)模式是基于建構(gòu)主義教學(xué)理論和概念轉(zhuǎn)變理論的教學(xué)模式，由引入、探究、解釋、精致和評(píng)價(jià)這5個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)組成的。以“群落的結(jié)構(gòu)”的概念建構(gòu)為案例，闡述5E教學(xué)模式在生物概念教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：5E教學(xué)模式;概念教學(xué);群落的結(jié)構(gòu)

一、 5E教學(xué)模式和概念教學(xué)

5E教學(xué)模式是基于美國(guó)生物課程研究（BSCS）開發(fā)的建構(gòu)主義教學(xué)理論和理論和概念轉(zhuǎn)變理論的教學(xué)模式，讓學(xué)生能過(guò)科學(xué)探究獲得更加深入理解的知識(shí)。5E教學(xué)模式一共包含了5個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，這5個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)分別是：引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、精致（Elaboration）和評(píng)價(jià)（Evaluation）。由于5個(gè)環(huán)節(jié)的英文名稱都是以E開頭，所以該教學(xué)模式簡(jiǎn)稱“5E”教學(xué)模式。概念是學(xué)生在頭腦里所形成的反映對(duì)象本質(zhì)屬性的一種思維形式，把感知的事物的本質(zhì)屬性和特點(diǎn)抽象出來(lái)并加以概括。生物學(xué)科概念反映了生物學(xué)科知識(shí)的本質(zhì)屬性和特點(diǎn)。課堂中概念教學(xué)必須開展相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生自主構(gòu)建、理解生物學(xué)概念，并能遷移應(yīng)用于新情境中，從中培養(yǎng)科學(xué)思維，提高科學(xué)探究能力，從而樹立生命觀念，并擁有嘗試運(yùn)用生物學(xué)概念解決問(wèn)題的社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)，最終提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。5E教學(xué)模式是圍繞幫助學(xué)生積極構(gòu)建、理解和應(yīng)用科學(xué)概念而建立的一種教學(xué)模式，能夠體現(xiàn)高中生物概念教學(xué)的思想，符合我國(guó)以發(fā)展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)為宗旨的課程理念和改革方向。

二、 “5E”教學(xué)模式的案例研究

筆者嘗試以人教版高中生物必修三第四章“種群和群落”第三節(jié)的內(nèi)容《群落的結(jié)構(gòu)》為案例，闡述如何將5E教學(xué)模式應(yīng)用于高中生物概念教學(xué)中。基于“5E”教學(xué)模式，學(xué)生可以描述群落的結(jié)構(gòu)。從生命系統(tǒng)的角度來(lái)看，群落有一定的組成和結(jié)構(gòu)。各有機(jī)體有相互制約和相互依存的關(guān)系，加深了對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

（一） 引入

教師提供有意義的學(xué)習(xí)活動(dòng)，以吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?？梢孕问蕉鄻拥爻尸F(xiàn)實(shí)物、問(wèn)題、情境等，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行思考和表達(dá)，暴露已有的前概念或錯(cuò)誤概念，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)探究欲望。這是學(xué)習(xí)科學(xué)概念的重要基礎(chǔ)和前提。

本節(jié)播放“武夷山風(fēng)景名勝區(qū)”的視頻，讓同學(xué)們領(lǐng)略到我省的名勝瑰寶，感受武夷山生物物種的多樣性。雖然沒(méi)法到達(dá)武夷山進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，但我們學(xué)校擁有一處占地幾十畝的生物園作為我們課堂研究的基地。

（二） 探究

探究環(huán)節(jié)，根據(jù)學(xué)生得到的資料和實(shí)驗(yàn)材料，教師提出緊扣主題的具有挑戰(zhàn)性、探索性的問(wèn)題，使學(xué)生主動(dòng)去探索。

邀請(qǐng)學(xué)生參觀本校生物園，全班分為8個(gè)小組進(jìn)行調(diào)查活動(dòng)，要求學(xué)生仔細(xì)觀察生物園地中的各種生物（特別是池塘里以及地表、距地表1 m和5 m位置的生物種類）以及各生物之間可能存在的關(guān)系（每2組研究種間關(guān)系的一種，并從生物園中找出屬于自己小組的種間關(guān)系的實(shí)例），查詢資料和采集相關(guān)生物實(shí)驗(yàn)材料。嘗試進(jìn)行情景探究式教學(xué)，讓學(xué)生在玩中學(xué)，做中學(xué)。

各組成員代表依次展示他們觀察的生物，并簡(jiǎn)單介紹這些生物的名稱和特點(diǎn)。通過(guò)學(xué)生的表達(dá)，大家知道了園中有蕨類植物以及杜鵑花、雞蛋花、羊蹄甲、龍眼樹等植物，園中池塘有浮游生物、魚類等，還有鳥類棲息等等。學(xué)生認(rèn)識(shí)園中許多的生物物種，同時(shí)教師在過(guò)程中也要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到觀察每個(gè)物種是否是由多個(gè)個(gè)體組成，確認(rèn)園中的生物是多個(gè)種群，明確現(xiàn)在的生物園中的所有生物的集合就是一個(gè)群落。接著老師請(qǐng)學(xué)生扮演生態(tài)學(xué)家，以生物園為對(duì)象，提出所要研究的問(wèn)題。比如學(xué)生提出生物園的地理位置，園中有多少種群，哪些是優(yōu)勢(shì)種;種群之間的關(guān)系如何;種群在群落中的位置，生物園的空間結(jié)構(gòu)和演替等問(wèn)題。

本環(huán)節(jié)旨在激發(fā)學(xué)生探索和協(xié)作的興趣，了解當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)、提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和合作、探索的精神。

（三） 解釋

解釋是引入概念環(huán)節(jié)。完成探究之后，教師要引導(dǎo)和要求學(xué)生組織語(yǔ)言把探究的結(jié)果歸納解釋。教師根據(jù)學(xué)生的解釋加以修改完善，最終給出完整的科學(xué)的解釋和概念，以加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)和理解記憶。

在探究活動(dòng)之后，教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到群落是比種群更高層次的生命系統(tǒng)，請(qǐng)學(xué)生總結(jié)群落的概念：同一時(shí)間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合，叫做群落。從角色扮演活動(dòng)中，師生總結(jié)了研究的六大問(wèn)題：范圍與邊界→物種構(gòu)成→種群位置→物種關(guān)系→空間結(jié)構(gòu)→群落繼承。學(xué)生們觀察到的生物園中最重要的物種是與課前播放的武夷山景色相比較。了解物種組成是區(qū)分不同群落的重要特征。并提出社區(qū)差異不僅體現(xiàn)在物種構(gòu)成上，而且引導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書，總結(jié)“豐富性”的概念，比較不同社區(qū)的豐富性。

無(wú)論一個(gè)群落中有多少物種，它們都不會(huì)隨機(jī)聚集在一起，而是通過(guò)復(fù)雜的種間關(guān)系相聯(lián)系。在探究活動(dòng)時(shí)，每組匯報(bào)從生物園中找到的種間關(guān)系對(duì)應(yīng)的實(shí)例。以典型實(shí)例分析種間關(guān)系的特點(diǎn)、能量流動(dòng)的方向和兩個(gè)種群的數(shù)量波動(dòng)規(guī)律。比如有的組帶來(lái)了池塘中得到的草履蟲，并通過(guò)查找資料，描述了分別飼養(yǎng)和混合飼養(yǎng)時(shí)雙小核草履蟲和大草履蟲數(shù)量的變化，并嘗試分析原因，后畫出數(shù)學(xué)模型表示競(jìng)爭(zhēng)。關(guān)于捕食關(guān)系，組員帶來(lái)了鳥吃蟲等實(shí)例，借助課本猞猁和雪兔的案例，分析捕食關(guān)系的種群數(shù)量的波動(dòng)情況，并從中獲得捕食者和被捕食者數(shù)量變化的規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生思考捕食者對(duì)維持整個(gè)群落穩(wěn)定的意義。用板書畫出數(shù)學(xué)坐標(biāo)圖表示捕食關(guān)系圖。寄生和互利共生，各組都給出了具體實(shí)例并畫關(guān)系圖說(shuō)明講解。從學(xué)生的匯報(bào)和解釋中，我們自然而然地得到競(jìng)爭(zhēng)、捕食、寄生和互利共生的概念。

在群落里面，每個(gè)生物種群占據(jù)群落的不同空間，導(dǎo)致群落形成一定的空間結(jié)構(gòu)。在學(xué)生展示生物物種后，引導(dǎo)學(xué)生注意群落中每個(gè)種群的位置，解釋群落的垂直結(jié)構(gòu)，分析垂直結(jié)構(gòu)的特征意義，分析植物和動(dòng)物垂直結(jié)構(gòu)的重要性。觀察生物景觀中同一水平面不同區(qū)域的種群分布，討論群落的橫向結(jié)構(gòu)及其形成的原因。

本環(huán)節(jié)是學(xué)生最喜愛(ài)的環(huán)節(jié)，在課堂中學(xué)生能暢所欲言，準(zhǔn)確地向大家闡述本組的研究成果。在掌握概念的同時(shí)，也提升了自己的科學(xué)思維。

（四） 精致

精致是概念應(yīng)用的環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)習(xí)到了新的概念，要把概念運(yùn)用起來(lái)解決實(shí)際的問(wèn)題和接收現(xiàn)象。這個(gè)過(guò)程就是新概念不斷精致化的過(guò)程。

創(chuàng)設(shè)下列新情景，金合歡蟻是一種以金合歡樹的花蜜為食物的生物，常年生活在金合歡樹上保護(hù)了金合歡樹不受到其他動(dòng)物的傷害。如果把樹上的金合螞蟻去除，則金合歡樹的生長(zhǎng)會(huì)減緩整，存活率也會(huì)降低，由此條件不能得出的結(jié)論是（ ?）

A. 金合歡蟻從金合歡樹獲得能量

B. 金合歡蟻為自己驅(qū)逐競(jìng)爭(zhēng)者

C. 金合歡蟻為金合歡樹驅(qū)逐競(jìng)爭(zhēng)者

D. 金合歡蟻和金合歡樹共同（協(xié)同）進(jìn)化

參考答案：金合歡蟻與金合歡樹屬于互利共生關(guān)系。金合歡樹的競(jìng)爭(zhēng)者是其他植物，金合歡蟻不能驅(qū)逐其競(jìng)爭(zhēng)者，選擇C。

從新情景新問(wèn)題中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相應(yīng)的概念和方法進(jìn)行歸納總結(jié)，全方位地理解新概念。

（五） 評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，教師可以通過(guò)提問(wèn)、小組討論、記錄學(xué)生的動(dòng)手操作能力、紙筆評(píng)價(jià)等多種形式綜合評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)新概念的理解和應(yīng)用情況。采用含有一定情境的開放式評(píng)價(jià)方式，這包括：訪談、簡(jiǎn)答、任務(wù)報(bào)告、繪制概念圖、真實(shí)情境下的問(wèn)題解決等等。

最后，請(qǐng)學(xué)生嘗試構(gòu)建群落的結(jié)構(gòu)的概念模型。

三、 教學(xué)反思

5E教學(xué)模式不同于以往的探究型或者概念型教學(xué)模式，它比其他教學(xué)模式更能幫助學(xué)生組織學(xué)習(xí)內(nèi)容，構(gòu)建和運(yùn)用科學(xué)概念。運(yùn)用5E教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，學(xué)生能夠體驗(yàn)探究情景式教學(xué)，主動(dòng)參與探究過(guò)程，小組互助合作，大膽說(shuō)出自己的探究成果，匯報(bào)中有思維的碰撞，取得了很好的效果。5E教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生探究、思辨等科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，也有助于對(duì)大概念的深入理解和形成，發(fā)展了生命觀念。

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作者簡(jiǎn)介：

沈淑芬，福建省省漳州市，福建省漳州第一中學(xué)。