基于5E教學(xué)模式開展生物模型制作的實踐研究

田思雨　屈平

關(guān)鍵詞：5E教學(xué)模式;生物模型制作;生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》指出：“生物學(xué)課程是以提高學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨的學(xué)科課程，是樹立社會主義核心價值觀、落實立德樹人根本任務(wù)的重要載體。”[1]學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，體現(xiàn)了力求培養(yǎng)全面發(fā)展的人才、改變以往填鴨式的知識灌輸現(xiàn)狀。

5E教學(xué)模式是美國生物學(xué)課程研究（Biologi calSciences Curriculum Study，BSCS）開發(fā)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[2]。5E教學(xué)模式包括5個教學(xué)環(huán)節(jié)：吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、詳細(xì)說明（Elaboration）和評價（Evaluation）。該教學(xué)模式5個階段的首字母都是“E”，因此被稱為“5E教學(xué)模式”[3]。5E教學(xué)模式的優(yōu)勢在于基于傳統(tǒng)的班級授課制開展教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。本研究將5E教學(xué)模式應(yīng)用于高一年級生物模型制作的實踐活動中，通過制作生物模型，建立科學(xué)的結(jié)構(gòu)和功能觀。

1 活動準(zhǔn)備，吸引目光（Engagement）

在新授課中，吸引環(huán)節(jié)大多是創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)認(rèn)知沖突，為新授課的探究環(huán)節(jié)作鋪墊。但本研究主要開展的是生物模型制作的實踐活動，因此在吸引環(huán)節(jié)要稍作改動，主要包括確定學(xué)習(xí)目標(biāo)、做好活動前的準(zhǔn)備，體現(xiàn)出5E教學(xué)模式的靈活性。

首先，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)。根據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》的指示，要發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任[1]。制作生物模型可以讓學(xué)生更好地體會生命觀念中的結(jié)構(gòu)和功能觀，而小組探究、解釋、詳細(xì)說明和評價環(huán)節(jié)可以提升學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究合作能力。與此同時，在制作病毒模型時，學(xué)生還會搜集相關(guān)資料，聯(lián)系時事熱點，關(guān)注人體健康，加強(qiáng)社會責(zé)任感。

其次，做好活動前的準(zhǔn)備。草擬高一年級生物模型制作的執(zhí)行方案，包括設(shè)計實驗報告及教師評價表、材料準(zhǔn)備及經(jīng)費預(yù)算、提供10個生物模型（病毒、大腸埃希氏菌、藍(lán)細(xì)菌、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型、植物細(xì)胞、動物細(xì)胞、孟德爾的豌豆雜交實驗二、減數(shù)分裂手繪圖、染色體與染色單體和DNA之間的數(shù)量關(guān)系、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)）、執(zhí)行方案（組建“生物科學(xué)探究小組”、制作生物模型、填寫實驗報告、制作微視頻）。

2 小組合作，自主探究（Exploration）

探究環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式的中心環(huán)節(jié)，所有環(huán)節(jié)都要圍繞探究活動開展。但5E教學(xué)模式的探究環(huán)節(jié)不同于其他模式，其強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用。學(xué)生的探究活動不是盲目的，而是有計劃、有方向地開展，教師要提前做好準(zhǔn)備，在探究活動中也要提供幫助。

2.1 組建“生物科學(xué)探究小組”

為調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，使活動有組織地進(jìn)行，應(yīng)組建高一年級“生物科學(xué)探究小組”，堅持以學(xué)生為本的教育理念，使高一年級全體學(xué)生自愿參加，以班級小組為單位，認(rèn)領(lǐng)生物模型制作的任務(wù)。

2.2 小組合作，制作生物模型

首先，進(jìn)行組內(nèi)分工。每個小組認(rèn)領(lǐng)一份提前準(zhǔn)備好的“生物模型制作—小組實驗報告”和實驗材料，經(jīng)小組討論確定一名組長，由組長分配任務(wù)，由小組成員齊心協(xié)力共同完成模型的制作，并填寫實驗報告，最后還要選派一名代表匯報小組成果。

其次，小組合作制作生物模型。開展探究活動的依據(jù)是“高一年級生物模型制作執(zhí)行方案”，由小組成員相互配合，每個人完成該模型的一個結(jié)構(gòu)，最后將結(jié)構(gòu)拼接成一個完整的生物模型，即該小組的成果。若在制作生物模型的過程中遇到組內(nèi)解決不了的問題，可以上網(wǎng)搜集資料、咨詢其他小組以及尋求老師的幫助。因此，在小組合作探究環(huán)節(jié)也要體現(xiàn)出教師的主導(dǎo)作用，使教學(xué)可以有序進(jìn)行，在學(xué)生遇到困難時可以及時提供幫助。

最后，填寫小組實驗報告。實驗報告除了要填寫小組基本信息，還包括生物模型制作（記錄）欄目，如生物模型結(jié)構(gòu)組成、組內(nèi)分工、生物模型制作步驟、生物模型功能介紹、組內(nèi)評價、組內(nèi)打分等。填寫實驗報告能為后面的解釋、詳細(xì)說明和評價環(huán)節(jié)提供幫助。

在該環(huán)節(jié)中，可以讓學(xué)生體會生命觀念中的結(jié)構(gòu)和功能觀。同時，在開展小組探究活動時，小組成員會根據(jù)任務(wù)設(shè)計探究活動與小組成員溝通，鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力，在搜集相關(guān)資料時，也可以拓展學(xué)生的科學(xué)思維。

3 小組匯報，解釋模型（Explanation）

解釋環(huán)節(jié)是探究環(huán)節(jié)的升華過程，學(xué)生在探究過程中由于親身經(jīng)歷，會產(chǎn)生很多的感觸和收獲。這個過程會提升學(xué)生的科學(xué)思維，而解釋環(huán)節(jié)可以將探究環(huán)節(jié)的成果進(jìn)行歸納總結(jié)，匯總到“生物模型制作—小組實驗報告”上，由小組派出一名發(fā)言代表進(jìn)行解釋?？梢钥闯觯忉尛h(huán)節(jié)需要做好材料準(zhǔn)備，讓小組代表發(fā)言更有條理性，在此過程中，組長起到協(xié)調(diào)支配的作用，目的是讓小組同學(xué)都參與進(jìn)來。

解釋的內(nèi)容主要包括：（1）解釋組內(nèi)分工，即針對一個完整的生物模型制作，明確組內(nèi)每位成員都做了哪些工作，目的是調(diào)動學(xué)生參與的積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也是評價環(huán)節(jié)的參考依據(jù);（2）解釋生物模型制作的步驟，從認(rèn)領(lǐng)任務(wù)、制作生物模型到填寫實驗報告進(jìn)行匯報;（3）解釋生物模型的結(jié)構(gòu)組成和對應(yīng)的功能，該環(huán)節(jié)可以提高學(xué)生對結(jié)構(gòu)和功能觀的認(rèn)知，部分模型（如病毒和大腸埃希氏菌）在教材上并沒有太多的介紹，對應(yīng)的小組會搜集資料進(jìn)行補(bǔ)充，體現(xiàn)出詳細(xì)說明環(huán)節(jié)在探究和解釋環(huán)節(jié)中的滲透作用，也體現(xiàn)出5E教學(xué)模式的靈活性和各環(huán)節(jié)的緊密性，給學(xué)生留出發(fā)展的空間，有利于培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);（4）進(jìn)行組內(nèi)評價，對小組合作探究過程的優(yōu)點、缺點、遇到的難題和解決的辦法進(jìn)行解釋匯報，同時對自己的小組進(jìn)行打分，采用十分制計分。該環(huán)節(jié)為5E教學(xué)模式的評價環(huán)節(jié)提供了支撐，體現(xiàn)了組內(nèi)評價的特點，為學(xué)生提供評價的機(jī)會，促進(jìn)了學(xué)生的發(fā)展。（5）錄制微視頻。每個小組發(fā)言代表將解釋的內(nèi)容錄制成短視頻，可用剪映或快影手機(jī)App進(jìn)行視頻剪輯，方便快捷，視頻制作完成后，可以在班級播放展示小組合作成果，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

4 拓展延伸，鞏固知新（Elaboration）

詳細(xì)說明環(huán)節(jié)將學(xué)生學(xué)到的知識運用到新的問題情境中，學(xué)以致用，加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用。詳細(xì)說明環(huán)節(jié)是滲透在探究和解釋環(huán)節(jié)中的，以搜集關(guān)于模型的相關(guān)資料加以拓展。如病毒不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，必須寄生于其他活細(xì)胞;衣殼的作用是包裹病毒的遺傳物質(zhì)（核酸）;血凝素具有免疫原性，抗血凝素抗體可以中和血凝素;大腸埃希氏菌屬于原核生物，主要寄生在大腸內(nèi)，會引起感染，導(dǎo)致胃痛、腹瀉、發(fā)熱，在生病時，可在體內(nèi)與人體共同生成維生素K2，增強(qiáng)人體的抵抗力。

5 全程評價，促進(jìn)發(fā)展（Evaluation）

評價環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式的最后一個環(huán)節(jié)，可采用全程跟蹤式評價。在評價學(xué)生方面，可以進(jìn)行學(xué)生自評、小組評價、教師用課堂觀察量表記錄學(xué)生的課堂表現(xiàn)。在評價教師方面，教師可以對自己的教學(xué)過程進(jìn)行總結(jié)和反思，不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。

5E教學(xué)模式的5個環(huán)節(jié)是互通的，不是固定、單向進(jìn)行的環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都在互相滲透，體現(xiàn)了5E教學(xué)模式的靈活性。吸引環(huán)節(jié)為探究活動作準(zhǔn)備，探究環(huán)節(jié)開展探究活動，解釋環(huán)節(jié)對探究環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)匯報，詳細(xì)說明環(huán)節(jié)滲透在探究和解釋環(huán)節(jié)中，評價環(huán)節(jié)采用全程評價，打破以往單一的評價方式。5E教學(xué)模式符合學(xué)生的認(rèn)知特點，由淺入深，逐漸滲透生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。