利用5E生物教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

高 慧

（大連市第四十四中學(xué)）

隨著教育改革的深入發(fā)展，課堂轉(zhuǎn)型的理念也深入人心?！耙越處煘橹鲗?dǎo)，學(xué)生為主體”的課堂模式已經(jīng)成為了主流的課堂教學(xué)模式，課堂不只是單純?yōu)榱俗寣W(xué)生做主而設(shè)置，更需要教師在課堂學(xué)習(xí)和活動中作為主導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生更多方面的能力。

5E 教學(xué)模式是美國生物學(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。隨著認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展，特別是對學(xué)生錯誤概念和概念轉(zhuǎn)變研究的發(fā)展，20 世紀(jì)80 年代，BSCS 開發(fā)了小學(xué)科學(xué)和健康課程的研究項目。該機構(gòu)認(rèn)為，若要有效地進(jìn)行科學(xué)教學(xué)，并幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念，教師不僅要讓學(xué)生進(jìn)行探索，更重要的是要先了解學(xué)生針對特定教學(xué)內(nèi)容的前概念，這就需要教師創(chuàng)設(shè)特定的情境，或提出相應(yīng)的問題，讓學(xué)生展示和暴露已有概念，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行探究。1989 年，BSCS 基于以上考慮，提出了基于建構(gòu)主義理論和概念轉(zhuǎn)變理論的5E教學(xué)模式。

在對5E 教學(xué)模式進(jìn)行了深入的研究后，我查閱了相關(guān)數(shù)據(jù)庫，了解了很多5E 教學(xué)模式在初中生物教學(xué)中的有效應(yīng)用，并在教學(xué)中進(jìn)行了實踐。同以往的備課相比，基于這一模式的備課往往更加全面和完整，會更多地設(shè)計教師引領(lǐng)學(xué)生主動探究的環(huán)節(jié)，幫學(xué)生搭建腳手架，方便學(xué)生更好地構(gòu)建概念。在教學(xué)的過程中，我觀察到學(xué)生的參與度有所提高，表現(xiàn)出了他們對生物知識的探索欲望明顯增加，激發(fā)了他們更多的內(nèi)在驅(qū)動力進(jìn)行主動探究，而在探究的過程中也能夠更好地培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

5E教學(xué)模式包括五個環(huán)節(jié)，Engagement（吸引）、Exploration（探究）、Explanation（解釋）、Elaboration（延伸）、Evaluation（評價）。生物學(xué)的科學(xué)探究包括六個步驟：提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、實施計劃、得出結(jié)論和表達(dá)交流?！读x務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中明確提出，科學(xué)探究要求學(xué)生具備積極思考、科學(xué)思維、收集和處理信息能力、分析和解決問題能力以及交流與合作等方面的能力。5E 教學(xué)模式的每一個環(huán)節(jié)都能夠更好地輔助學(xué)生完成科學(xué)概念的建構(gòu)，并且相應(yīng)鍛煉學(xué)生科學(xué)探究的一項重要能力。下面就主要結(jié)合人教版《義務(wù)教育教科書·生物》八年級上冊“從種到界”一節(jié)課來闡述每一環(huán)節(jié)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力中起到的重要作用。

一、用“吸引”調(diào)動學(xué)生的前概念思考

陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李高峰教授在《生物學(xué)前科學(xué)概念研究》一書中指出，學(xué)生在進(jìn)入課堂前對學(xué)科知識的了解并不是空白的，通常帶有一部分前概念，而這些前概念不一定是完全正確的。前概念是客觀存在的，教師不應(yīng)該忽略這些內(nèi)容，他們會對課堂上即將學(xué)習(xí)的知識產(chǎn)生影響，而了解這些前概念并利用他們來引導(dǎo)學(xué)生的思維，能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生會好奇自己掌握的這些知識和即將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有什么樣的關(guān)系，從而在腦海中形成與兩部分內(nèi)容相關(guān)的問題，這樣就培養(yǎng)了積極思考的能力。因此，要從學(xué)生的實際生活、感興趣的內(nèi)容或者已有的知識出發(fā)，將舊知識與現(xiàn)有的經(jīng)驗聯(lián)系起來，并指向教學(xué)活動，以吸引學(xué)生的注意力，引入新授課的內(nèi)容。

在“從種到界”這一節(jié)課的教學(xué)中，我利用手機的地圖定位功能，引導(dǎo)學(xué)生來模擬這一功能是如何定位到我們學(xué)校所處位置的。學(xué)生按照地理行政等級劃分，依次從洲、國、省、市、區(qū)到街道和門牌號，形成了地址，這樣能夠準(zhǔn)確地找到我們學(xué)校所處的位置。然后，我引導(dǎo)學(xué)生思考，在茫茫的生物世界是不是也有這樣一個系統(tǒng)能幫我們快速、準(zhǔn)確地找到某個生物呢？這樣，學(xué)生不僅能夠?qū)⑸钪袑嶋H掌握的知識遷移到要學(xué)習(xí)的內(nèi)容中，也會對本節(jié)課即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容表現(xiàn)出更多的學(xué)習(xí)興趣，帶著問題走進(jìn)課堂。

二、用“探究”培養(yǎng)學(xué)生的理性思維

探究活動是自然科學(xué)研究領(lǐng)域中最主要的活動形式之一，通過個體或小組形式的探究，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)對概念的初步探索，并且在探索的過程中培養(yǎng)理性思維這一生物學(xué)科核心素養(yǎng)。鑒于在探究活動中制定和實施計劃，都需要學(xué)生有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦硇运季S，因此5E 教學(xué)模式第二個環(huán)節(jié)的設(shè)置就是一個探究活動，教師對活動進(jìn)行介紹和指導(dǎo)，學(xué)生參與活動，主動探索課程中涉及的知識內(nèi)容。在上一環(huán)節(jié)學(xué)生被激發(fā)起的強烈的學(xué)習(xí)興趣基礎(chǔ)上，設(shè)計這一環(huán)節(jié)相關(guān)的探究活動，學(xué)生會立刻投身其中，合作探究。通過不同形式的探究活動設(shè)計，學(xué)生能夠不斷地發(fā)展理性思維，在未來的探究實驗設(shè)計過程中，就會表現(xiàn)出較為完整和全面的方案設(shè)計能力。

在“從種到界”這一節(jié)課的教學(xué)中，我設(shè)計的探究活動就是基于電影《猩球崛起》里的主角動物——黑猩猩的分類探索。給學(xué)生提供的材料是一張有7個同心圓的圖紙，以及18 種生物的剪貼畫，背面標(biāo)注動物名稱，分別為黑猩猩、倭黑猩猩、紅猩猩、大猩猩、金絲猴、長尾猴、大熊貓、蝙蝠、麋鹿、虎鯨、大象、青蛙、朱鹮、烏龜、鯽魚、蝗蟲、海蜇和扇貝。將黑猩猩貼在最中心的圓中，請學(xué)生以小組為單位，按照與黑猩猩的相似程度由高到低將其他生物依次放入后面的圓圈中。在這個活動中，學(xué)生需要調(diào)動這一學(xué)期學(xué)習(xí)過的動物分類的基本內(nèi)容，并且需要和同伴進(jìn)行溝通和交流，活動直觀、有趣，學(xué)生在輕松的氛圍中就能完成知識的探索過程。

三、用“解釋”提高學(xué)生資料分析的能力

“解釋”是對上一步的探索活動進(jìn)行總結(jié)和提煉，教師對活動中涉及到的知識進(jìn)行深入講解，給學(xué)生機會在這個環(huán)節(jié)中闡述他們對本節(jié)課概念的理解。在這個過程中，學(xué)生需要分析上一環(huán)節(jié)探究活動中的結(jié)果或現(xiàn)象，思考這些現(xiàn)象和結(jié)果產(chǎn)生的原因。在此基礎(chǔ)上，教師的講解能夠幫助學(xué)生形成科學(xué)的概念和表達(dá)，經(jīng)過反復(fù)練習(xí)，能夠幫助學(xué)生增強分析資料和錄找證據(jù)的能力。在不斷改革的生物學(xué)科中考測試中，越來越側(cè)重于對學(xué)生資料分析能力的考察，所以如何在日常教學(xué)的過程中對學(xué)生的這一能力進(jìn)行鍛煉就顯得尤為重要。而5E教學(xué)模式中的“解釋”這一環(huán)節(jié)的設(shè)置，就很好地實現(xiàn)了這一功能。

在“從種到界”這一節(jié)課的教學(xué)中，在完成貼圖活動后，先讓學(xué)生展示貼圖的結(jié)果，并詳細(xì)闡述如此分類的依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，向?qū)W生介紹，為什么這樣的分類是科學(xué)的，因為每一個圓圈代表一個分類等級，這樣不僅能夠讓學(xué)生記住有幾個不同的分類等級，并且能更好地理解不同分類等級之間的關(guān)系。生物分類等級這一部分的內(nèi)容是較為抽象的，而通過上一個活動中的親身參與，學(xué)生親自體會了分類的過程，也就能夠更好地理解不同分類等級之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)?；顒雍蟮募皶r總結(jié)，則能幫助學(xué)生更好地建構(gòu)知識體系，并且這種建構(gòu)是基于學(xué)生主動探究活動的，會給學(xué)生留下更深刻的印象，使他們對知識有更深入地理解。

四、用“延伸”引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會運用證據(jù)進(jìn)行解釋

“延伸”是學(xué)生在獲得了知識之后需要知道生活中的什么內(nèi)容是與本節(jié)知識相關(guān)的，也就是本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容在生活中有什么應(yīng)用。《義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》的課程基本理念中，明確提出了要提高生物科學(xué)素養(yǎng)。生物科學(xué)素養(yǎng)指的是一個人參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需要的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力。也就是說，我們的教學(xué)和課堂最終指向生活的，需要讓學(xué)生能利用學(xué)習(xí)的生物學(xué)知識來更好的生活。要實現(xiàn)這樣的目的，需要培養(yǎng)學(xué)生運用證據(jù)進(jìn)行解釋的能力，這也是我們需要在課堂上進(jìn)行反復(fù)練習(xí)的。在本節(jié)內(nèi)容完成的基礎(chǔ)上可以挑選一些與本節(jié)內(nèi)容關(guān)系密切，且學(xué)生能夠接受的知識進(jìn)行延伸和拓展，同時可以利用學(xué)生對概念的理解，來讓他們解決一些新的實際問題。教師可以對拓展內(nèi)容進(jìn)行講解，學(xué)生可以對不理解的地方進(jìn)行深入提問。教師也可以安排學(xué)生在課前進(jìn)行相關(guān)資料的查閱，然后在組內(nèi)或者班級內(nèi)進(jìn)行表達(dá)和交流。

在“從種到界”這一節(jié)課的教學(xué)中，可以利用課前錄好的微課，讓學(xué)生來了解關(guān)于林奈和雙名法的內(nèi)容。這樣，可以幫助學(xué)生在觀察動物或植物的時候，更能看懂標(biāo)牌上的內(nèi)容。

五、用“評價”鼓勵學(xué)生評價學(xué)習(xí)成果

“評價”這一環(huán)節(jié)的主要目的是對本節(jié)課內(nèi)容知識做一個簡單的檢測。這一環(huán)節(jié)所處的位置不一定是在最后，也可以穿插在教學(xué)其他環(huán)節(jié)中；形式也不一定就是紙筆測驗或者完成練習(xí)題，還可以采用生生互動的形式，鼓勵學(xué)生自己評價他們的學(xué)習(xí)成果，可以是以小組為單位完成一些簡單的活動，這樣不僅能夠在活動中檢測出學(xué)生的掌握情況，也可以增加評價的趣味性。我們?nèi)绻軌虿粌H僅局限于傳統(tǒng)的紙筆測試形式進(jìn)行評價，就能夠給更多的學(xué)生機會進(jìn)行表達(dá)和交流，使他們分享在課堂中的收獲。

在“從種到界”這一節(jié)課的教學(xué)中，對生物分類等級的掌握情況檢測，可以采用小組活動來進(jìn)行。給每個小組的學(xué)生發(fā)放一個資料袋，每個袋中放有某一個生物的七個分類等級，請小組內(nèi)的學(xué)生按照一定的順序排列。教師叫到不同的小組，請小組起立，每位成員代表一個分類等級，按順序排列。這樣的方式很大程度上擴大了課堂檢測活動的參與面，讓每一位學(xué)生都有事可做，也都有機會表達(dá)，同時也檢測了他們對生物分類等級的掌握情況。

自2012 年起，我國基礎(chǔ)教育初中各學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過修訂后正式頒布，理科的課程標(biāo)準(zhǔn)更注重探究學(xué)習(xí)和概念教學(xué)，而5E 教學(xué)模式就是一個很好的踐行探究式學(xué)習(xí)和概念教學(xué)的教學(xué)模式。而對于這五個環(huán)節(jié)，也并不是說必須每一個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格按照操作流程來進(jìn)行，而應(yīng)該是在深刻理解了這一教學(xué)模式后，可以不僅停留在表面形式的模仿層面，更可以內(nèi)化為教師的教學(xué)理念。在教學(xué)活動中不斷反思和實踐，靈活應(yīng)用，能幫助學(xué)生更加主動的參與到探究活動中，從而更有效的建構(gòu)和理解科學(xué)概念，更全面的培養(yǎng)與科學(xué)探究相關(guān)聯(lián)的重要能力，最終能實現(xiàn)課程理念和目標(biāo)的落實。