運用5E教學(xué)模式促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

鄭亦芳

深度學(xué)習(xí)是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，在主動加工、深度理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新知識，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過高水平思維過程，靈活運用所學(xué)知識和能力解決實際問題的一種學(xué)習(xí)方式。5E教學(xué)模式則是將教學(xué)的具體過程分為吸引（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、遷移（Extend）以及評價（Evaluate）五個階段，該種教學(xué)理念強調(diào)要發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體性作用，讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，這種教學(xué)方法強調(diào)以教師為課堂的引導(dǎo)者，學(xué)生為課堂的主體，與學(xué)生深度學(xué)習(xí)的思想非常相似。那么，將二者理念相互融合，實現(xiàn)更加全面的教學(xué)規(guī)劃，進(jìn)一步推動教學(xué)的有效性，以達(dá)成新一輪課程改革對學(xué)科核心素養(yǎng)的培育要求。

本文將以2019浙科版高中生物“傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)”一課為例，嘗試運用5E教學(xué)模式促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

1. 教材分析與設(shè)計思路

“傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)”選自2019浙科版高中生物《選擇性必修3·生物技術(shù)與工程》1.3“發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品”這一小節(jié)，該節(jié)涉及傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)、果酒和果醋的制作、泡菜的制作以及發(fā)酵工程等內(nèi)容，以聚焦大概念——“發(fā)酵工程利用微生物的特定功能規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品”。該節(jié)內(nèi)容豐富，需分解為多個課時，需結(jié)合理論教學(xué)和實踐操作共同完成教學(xué)目標(biāo)?！皞鹘y(tǒng)發(fā)酵技術(shù)”作為該節(jié)內(nèi)容的第一課時，承接前一小節(jié)微生物的分離和純化培養(yǎng)，讓學(xué)生在對微生物代謝特點有一定認(rèn)識的前提下，發(fā)現(xiàn)身邊的發(fā)酵產(chǎn)品，感受傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的魅力，同時通過討論傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中不同原料、不同菌株和不同環(huán)境對產(chǎn)品風(fēng)味的影響，為下一課學(xué)習(xí)發(fā)酵工程留下線索。

2. 學(xué)情分析與學(xué)習(xí)目標(biāo)

本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)對象是高中二年級選考生物的學(xué)生，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過必修1“細(xì)胞代謝”的相關(guān)內(nèi)容，對“發(fā)酵”有一定的認(rèn)識，但具體概念和發(fā)酵原理仍相對模糊；同時在生活中，雖然已經(jīng)直接接觸過較多的發(fā)酵產(chǎn)品，但可能對發(fā)酵食品的營養(yǎng)價值和生產(chǎn)過程不是十分清楚，甚至有些熟悉的產(chǎn)品還不能與發(fā)酵聯(lián)系到一起。那么本節(jié)課將制定以下幾個學(xué)習(xí)目標(biāo)：

（1）通過觀察生活，舉例說出日常生活中的某些食品是運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。

（2）根據(jù)生活實例，闡明傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相關(guān)基本原理，發(fā)展物質(zhì)與能量觀。

（3）基于證據(jù)應(yīng)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)原理，運用科學(xué)思維方法展開論證，解釋或解決與發(fā)酵技術(shù)有關(guān)的問題。

（4）通過舉例說明傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在生活中的應(yīng)用，認(rèn)同生物技術(shù)促進(jìn)社會的發(fā)展；面對日常生活中與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)有關(guān)的話題，表明自己的觀點并展開討論。

3. 教學(xué)策略與流程圖

5E教學(xué)模式的起始環(huán)節(jié)是“吸引”，由于該部分知識與生活緊密聯(lián)系，因此可采用活動式教學(xué)策略，通過收集實物進(jìn)行看、聞、嘗來體驗多種發(fā)酵產(chǎn)品，引發(fā)學(xué)生思考?！疤骄俊焙汀敖忉尅笔?E教學(xué)模式的兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)深度學(xué)習(xí)理念所提倡的學(xué)生是主體，教師是引導(dǎo)者和組織者，那么這兩個環(huán)節(jié)需要教師根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，輔助多種文字或視頻資料來拓展知識面，在學(xué)生閱讀后，通過討論、分析和歸納解釋發(fā)酵技術(shù)的特點以及引起風(fēng)味差異的因素。“遷移”是在學(xué)生理解了新概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，教師對新概念作進(jìn)一步深化、遷移到與此概念相關(guān)的知識，并與之建立某種聯(lián)系，擴充概念的基本內(nèi)涵，發(fā)展學(xué)生對概念的理解和應(yīng)用，例如讓學(xué)生嘗試解釋生活中“自制發(fā)酵食品”中毒事件的原因?！霸u價”是5E教學(xué)模式的最后環(huán)節(jié)，教師通過課堂教學(xué)過程中學(xué)生的活動或課后作業(yè)的完成對整個教學(xué)活動作評估。

根據(jù)以上策略的分析，歸納出教學(xué)流程圖如下：

4. 教學(xué)過程

4.1? 吸引——認(rèn)識發(fā)酵產(chǎn)品

教師課前布置任務(wù)：每人收集一種發(fā)酵食品、飲品或調(diào)味品（實物），咨詢長輩或查閱資料，了解關(guān)于該產(chǎn)品的原料、制作流程和營養(yǎng)價值等信息，在A4紙上寫一份簡要的“產(chǎn)品介紹書”，提前一天在教室中粘貼展覽。

課堂導(dǎo)入：學(xué)生和教師將自己帶過來的發(fā)酵食品、飲品或調(diào)味品放在桌面上，看、聞、嘗，現(xiàn)場體驗。讓學(xué)生真切體會到美食界有豐富多樣的產(chǎn)品都跟發(fā)酵有關(guān)，甚至有些大家可能很熟悉的食品，還沒有把它跟“發(fā)酵”聯(lián)系起來。例如那些“熟悉而又陌生”的傳統(tǒng)發(fā)酵美食——溫州魚生（白大生）、蝦子肉、糖蒜、臭豆腐、紅茶、味精、螺獅粉（不同品牌酸筍）、醋（山西陳醋、鎮(zhèn)江香醋、浙江玫瑰米醋）、酸菜（來自不同攤販的多種酸菜）等。

設(shè)計意圖：提前布置學(xué)習(xí)任務(wù)，增強了學(xué)習(xí)的目的性。導(dǎo)入環(huán)節(jié)是從學(xué)生收集的實物入手，吸引學(xué)生注意力，喚醒好奇心，同時暴露學(xué)生前概念，補充對發(fā)酵食品的多樣化認(rèn)識，感受傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的魅力。落實教學(xué)目標(biāo)：舉例說明日常生活中的某些食品是運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。

4.2? 探究與解釋1——構(gòu)建發(fā)酵的概念

投影展示部分學(xué)生收集的發(fā)酵食品制作過程，引導(dǎo)學(xué)生歸納發(fā)酵技術(shù)的一般流程，并給“發(fā)酵”下定義。

教師提問：根據(jù)剛剛的體驗結(jié)合你的回憶，說說這些發(fā)酵食品與它們的原材料在外觀、口感等方面有什么區(qū)別？這些變化是在微生物的作用下導(dǎo)致的，可為什么水果、蔬菜或者糧食經(jīng)“發(fā)酵”后會形成獨特的美味，而直接將食物久置后卻會引起腐敗變質(zhì)呢？經(jīng)過討論整理后請學(xué)生解釋相關(guān)現(xiàn)象。

最后，教師在學(xué)生的基礎(chǔ)上補充修改，例如不是所有發(fā)酵過程都需要“密封”；有些制作過程利用食物上的天然微生物而不需要額外添加“菌種”；例舉酵母菌、乳酸菌、醋桿菌、毛霉、曲霉等不同類型微生物及所需的不同條件、主要代謝方式和常見發(fā)酵食品關(guān)系，并介紹解釋微生物分類的基本含義。

設(shè)計意圖：結(jié)合生活經(jīng)驗，辨析“發(fā)酵”和“變質(zhì)”的區(qū)別，并通過提取資料信息來構(gòu)建“發(fā)酵”的概念，發(fā)展生命觀念這一學(xué)科核心素養(yǎng)。

4.3? 探究與解釋2——辨析發(fā)酵原理，理解引起發(fā)酵風(fēng)味不同的原因

教師給不同小組分別提供有關(guān)山西陳醋、鎮(zhèn)江香醋或浙江玫瑰米醋的制作過程、微生物關(guān)系和成分分析等閱讀資料，引導(dǎo)學(xué)生嘗試解釋以下現(xiàn)象：單一菌種能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)酵產(chǎn)品的制作嗎？發(fā)酵食品獨特的口感和香氣又是如何產(chǎn)生的呢？例如我們剛剛品嘗過的幾種醋，為什么山西陳醋、鎮(zhèn)江香醋、浙江玫瑰米醋的口感差別這么大？可能的原因有哪些？制醋過程涉及的菌種有哪些？不同菌分別起到什么作用？較未發(fā)酵食品而言，發(fā)酵食品成分在營養(yǎng)價值方面有何變化？傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)操作中可能會出現(xiàn)什么問題？哪些操作能減少腐敗菌的生長和代謝？

學(xué)生根據(jù)材料和引導(dǎo)問題，進(jìn)行小組討論，隨后整理觀點進(jìn)行分享成果和組間的對比評價。

教師根據(jù)學(xué)生的解釋，修正補充，得出結(jié)論：①原材料不同；②微生物種類和菌株遺傳差異；③同種微生物在不同環(huán)境中進(jìn)行代謝形成的產(chǎn)物不同；④微生物相互作用的差異等。

設(shè)計意圖：自主閱讀課內(nèi)外材料，可以充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提升閱讀能力、開闊視野；通過組內(nèi)討論分析中碰撞出思想的火花，有利于拓寬思路、培養(yǎng)學(xué)生的溝通交流能力；而分享環(huán)節(jié)則有利于提升學(xué)生的歸納表達(dá)能力，同時在其他小組的補充修正過程中，落實課程要求中的過程性評價。

4.4 遷移——辨析發(fā)酵食品的利弊，理解發(fā)酵技術(shù)的意義

經(jīng)過上述兩個任務(wù)的探究和解釋，學(xué)生對發(fā)酵食品有了更充分的認(rèn)識：發(fā)酵過程中微生物能分泌多種胞外酶，將大分子水解成小分子，同時微生物的胞內(nèi)代謝活動也能產(chǎn)生許多初生代謝物或次生代謝物，這些產(chǎn)物較原本食材更易消化吸收，或者具有很高的保健價值，甚至有些活的益生菌進(jìn)入腸道還能平衡人體菌群，促進(jìn)腸道功能等。發(fā)酵技術(shù)不僅延長了食物的保存時間、豐富了食品的多樣性，還提高了食品的食用價值。

此時，教師播放有關(guān)自制發(fā)酵食品中毒的新聞事件，提問：生活中我們也常聽到對于某些發(fā)酵食品的反面聲音，例如泡菜致癌、味精不健康等，這些說法是否有科學(xué)依據(jù)呢？對網(wǎng)絡(luò)上流行的健康自制發(fā)酵食品——“水果酵素”“酸湯子”等你有什么看法？

通過學(xué)生的觀點表達(dá)與思辨，得出結(jié)論：發(fā)酵技術(shù)不是簡單的微生物代謝，而是勞動人民在漫長的實踐探索中規(guī)范了傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的工藝、篩選保留了優(yōu)良的菌種。

設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)將理論性的學(xué)習(xí)回到生活中來，引導(dǎo)學(xué)生辯證看待發(fā)酵食品的利弊，充分理解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的意義和不足性，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注食品安全熱點問題，教會學(xué)生理性看待問題，增強其社會責(zé)任感，落實了科學(xué)思維和社會責(zé)任兩個學(xué)科核心素養(yǎng)。

4.5 評價——檢驗深度學(xué)習(xí)成果

教學(xué)評價包括在教育教學(xué)活動實施過程中的過程性評價以及在課后完成相關(guān)作業(yè)、檢測等的總結(jié)性評價。其中過程性評價是學(xué)習(xí)過程的一部分，通過課堂上的持續(xù)性評價被用來確定學(xué)習(xí)者課堂當(dāng)下是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)過程中及時做出什么調(diào)整，該部分環(huán)節(jié)的設(shè)計已包含在上文各個教學(xué)過程中。而在單元學(xué)習(xí)整體完成后，應(yīng)設(shè)計綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的情境化練習(xí)，幫助學(xué)生解決真實情境下不同復(fù)雜程度的生物學(xué)問題。同時可以嘗試布置項目化實踐作業(yè)，例如通過閱讀書本和查閱資料，選擇一種發(fā)酵食品，制定一份發(fā)酵食品制作項目計劃書，制作發(fā)酵食品，并撰寫實驗報告；或者調(diào)查并制作一份宣傳畫報，介紹發(fā)酵技術(shù)在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)或環(huán)保方面的應(yīng)用實例等。這些項目化實踐作業(yè)的評價還可以通過組織組與組、班與班之間的比賽達(dá)成，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)思維，提高實驗動手能力和團隊協(xié)作能力。

5. 教學(xué)反思

深度學(xué)習(xí)是一種教學(xué)理念，它的目標(biāo)是人的全面發(fā)展，它的內(nèi)容是有挑戰(zhàn)性的單元，它的學(xué)習(xí)過程是學(xué)生作為主體的主動學(xué)習(xí)過程。實施5E教學(xué)模式的素養(yǎng)課堂，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，為深度學(xué)習(xí)提供條件；創(chuàng)設(shè)項目化實踐作業(yè)，教師根據(jù)不同組分層指導(dǎo)，提高教學(xué)有效性，落實“教——學(xué)——評”一致，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。

本節(jié)課從生活熟悉的發(fā)酵產(chǎn)品引入，再通過多種課程資源，讓學(xué)生充分體驗發(fā)酵技術(shù)的魅力，引導(dǎo)學(xué)生探索傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的知識脈絡(luò)，為學(xué)習(xí)發(fā)酵工程做好前概念的鋪墊。同時，在教學(xué)過程中以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，教師起到引導(dǎo)和精致知識的作用，通過對知識深層次理解和處理，用深度教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生對知識的完整理解和深刻學(xué)習(xí)，真正落實以生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任相融合的生物學(xué)核心素養(yǎng)實質(zhì)。