何林芳

摘 要 運(yùn)用“5E教學(xué)模式”對(duì)人教版“生物進(jìn)化的原因”一節(jié)進(jìn)行探究教學(xué)，通過問題引導(dǎo)學(xué)生探究，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考，說出自己的前科學(xué)概念，再通過探究活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生分析討論，并理解到自己“前科學(xué)概念”的不合理之處，建立科學(xué)概念并利用科學(xué)概念解決實(shí)際問題。

關(guān)鍵詞 5E教學(xué)模式 前科學(xué)概念 探究 科學(xué)概念

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

“5E”教學(xué)模式是由美國生物學(xué)課程研究的主要研究者之一羅杰·貝爾開發(fā)的一種基于建構(gòu)主義教學(xué)理論和概念轉(zhuǎn)變理論的教學(xué)模式，主要由吸引、探究、解釋、遷移和評(píng)價(jià)5個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，簡稱“5E”教學(xué)模式。它適用的范圍很廣，可以是某一節(jié)具體課的教學(xué)，可以是某一個(gè)具體的學(xué)科課程教學(xué)，也可以是總課程的教學(xué)。它的教學(xué)核心是“以學(xué)生為主體者，教師為引導(dǎo)者”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)。

前科學(xué)概念是指學(xué)生在接受科學(xué)概念教育之前，對(duì)日常生活中所感知的現(xiàn)象，通過長期的經(jīng)驗(yàn)積累而形成的對(duì)事物的非本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，簡稱前概念?？梢妼W(xué)生科學(xué)概念的形成是建立在前概念基礎(chǔ)之上的，前概念在學(xué)生的學(xué)習(xí)中扮演著非常重要的角色。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，當(dāng)科學(xué)概念和前概念比較一致時(shí)，前概念對(duì)科學(xué)概念的建構(gòu)起促進(jìn)作用；反之，會(huì)阻礙科學(xué)概念的建構(gòu)。因此，在教學(xué)中，教師應(yīng)提高對(duì)前概念重要性的認(rèn)識(shí)，根據(jù)學(xué)生的前概念水平，調(diào)整和改進(jìn)課堂教學(xué)，幫助學(xué)生順利地完成從前概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

在生物教學(xué)中，如何轉(zhuǎn)變學(xué)生的前科學(xué)概念變得尤為重要，而轉(zhuǎn)變方法也多種多樣。對(duì)于探究式的課堂中，用5E教學(xué)模式來轉(zhuǎn)變學(xué)生的前科學(xué)概念形成科學(xué)概念是最適合不過了。例如在“生物進(jìn)化的原因”一節(jié)課中，學(xué)生的前科學(xué)概念很多，如果單純靠講解、圖片或動(dòng)畫把知識(shí)塞給學(xué)生，學(xué)生很難理解進(jìn)化的原因，而通過5E教學(xué)法，學(xué)生能深刻體會(huì)進(jìn)化的原因。

1 “生物進(jìn)化的原因”一節(jié)的教材分析

根據(jù)課標(biāo)，“生物進(jìn)化的原因”需達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)為：① 模擬保護(hù)色形成的過程，說明生物進(jìn)化的原因；② 概述自然選擇學(xué)說，形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)。八年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)知道生物進(jìn)化的歷程，但對(duì)生物進(jìn)化的原因了解很少，而日常生活中所形成的前概念比較多，因此學(xué)生學(xué)起來會(huì)遇到一些困難。但初二學(xué)生樂于探究生物奧秘，教師通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究、分析實(shí)例，可以使學(xué)生理解生物進(jìn)化的原因。因此本節(jié)課的重點(diǎn)是研究動(dòng)物保護(hù)色形成的過程，概述自然選擇學(xué)說，形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)。而概述自然選擇學(xué)說、形成生物進(jìn)化的觀點(diǎn)是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。

2 運(yùn)用5E教學(xué)模式轉(zhuǎn)變學(xué)生的“前科學(xué)概念”過程

2.1 引入

首先，教師利用生物進(jìn)化歷程圖片來創(chuàng)設(shè)情景，并提出問題：

① 在生物進(jìn)化的漫長過程中，新物種是怎樣產(chǎn)生的？

② 為什么有的生物會(huì)滅絕？

③ 是什么原因在推動(dòng)生物進(jìn)化？說出自己所知道的原因。

總結(jié)起來，學(xué)生對(duì)生物進(jìn)化的前概念主要有：① 為了適應(yīng)環(huán)境，生物才進(jìn)化產(chǎn)生新物種；② 環(huán)境變化使之產(chǎn)生了新物種。

對(duì)第（3）問學(xué)生基本不能回答。教師接著指導(dǎo)學(xué)生看書上英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蛾100年前后體色發(fā)生變化的例子，并提出問題：

① 100年后深色樺尺蛾占多數(shù)，這是不是一種進(jìn)化？

② 這種進(jìn)化是怎么發(fā)生的？

教師引導(dǎo)學(xué)生理解樺尺蛾的體色與環(huán)境色彩相似的現(xiàn)象就叫做保護(hù)色。并引導(dǎo)學(xué)生模擬一種動(dòng)物保護(hù)色的形成過程，使學(xué)生從中體會(huì)保護(hù)色是怎樣形成的。教師創(chuàng)設(shè)學(xué)生感興趣的問題情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分挖掘?qū)W生的已有知識(shí)，暴露出學(xué)生對(duì)“生物進(jìn)化”的前科學(xué)概念，由此使學(xué)生產(chǎn)生問題意識(shí)，引發(fā)其新的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的欲望。

2.2 探究

教師組織學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，探究保護(hù)色的進(jìn)化過程。在學(xué)生自行閱讀探究步驟的基礎(chǔ)上，教師提出問題：

① 四種顏色的小卡紙模擬什么？（部分學(xué)生的前概念認(rèn)為是四種不同的動(dòng)物。教師繼續(xù)追問：是四種不同顏色的動(dòng)物，還是同種動(dòng)物的四種不同體色？如果是四種不同的動(dòng)物，動(dòng)物的天敵應(yīng)該也要多種，會(huì)使實(shí)驗(yàn)更加復(fù)雜，因此今天研究的是同種動(dòng)物的四種不同體色的個(gè)體）

② 一張紅色大彩布模擬什么？

③ 組員模擬什么？應(yīng)該怎樣真實(shí)地模擬？

④ 為什么在第二輪實(shí)驗(yàn)中，要在每個(gè)幸存者后放3個(gè)后代？

在交流討論完這些問題后，學(xué)生基本能理解本模擬實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，可以順利進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。在完成實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，教師組織學(xué)生思考：

① 第三代和第一代的幸存者數(shù)量有什么變化？

② 第五代和第三代的幸存者數(shù)量又有什么變化？

③ 你能否通過這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)推測出生物進(jìn)化的原因？

學(xué)生帶著疑問，親自動(dòng)手模擬保護(hù)色進(jìn)化的過程，從而領(lǐng)會(huì)生物進(jìn)化的原因。

2.3 解釋

師生統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析生物進(jìn)化的原因。思考①和②，學(xué)生通過分析數(shù)據(jù)不難回答。教師再提出問題：

① 一種動(dòng)物有四種不同的體色，在生物學(xué)中稱為什么現(xiàn)象？

② 為什么會(huì)有不同的體色？

③ 是環(huán)境使這種動(dòng)物發(fā)生了變異，還是生物群內(nèi)存在變異？（對(duì)這個(gè)問題學(xué)生的前科學(xué)概念是認(rèn)為環(huán)境使生物產(chǎn)生了變異，但是模擬中有四種顏色的同一種動(dòng)物，因此大部分學(xué)生能領(lǐng)會(huì)到生物本身存在變異個(gè)體，不是環(huán)境促使生物產(chǎn)生變異）

④ 第五代中，紅色的動(dòng)物幸存者最多，這些多出來的紅色動(dòng)物是不是原來其他三種體色的動(dòng)物變來的？

通過模擬，學(xué)生已經(jīng)體會(huì)到了因?yàn)榄h(huán)境色彩是紅色，所以紅色的動(dòng)物不容易被天敵發(fā)現(xiàn)，就幸存下來，并繁衍后代，而體色與環(huán)境反差特別大的個(gè)體容易被天敵發(fā)現(xiàn)，存活的少，后代自然也少，因此最后一代中多出的紅色個(gè)體并不是其它體色變來的，是自然選擇的結(jié)果。這樣學(xué)生通過親身體驗(yàn)、交流、自主構(gòu)建知識(shí)，獲得生物進(jìn)化的原因。

2.4 遷移

教師組織學(xué)生歸納總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。在動(dòng)物保護(hù)色的形成過程中，只有適應(yīng)環(huán)境的生物才能更容易生存，并繁衍后代，因此生物進(jìn)化的原因是自然選擇的結(jié)果，可以分為生物進(jìn)化的內(nèi)因和外因，內(nèi)因是生物本身具有的遺傳和變異，而外因是環(huán)境選擇。這樣將學(xué)生所獲得的零散的、獨(dú)立的生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納整合，找出它們的內(nèi)部聯(lián)系，以概念圖的形式直觀呈現(xiàn)，可以完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。教師再回到課前提出英國曼徹斯特地區(qū)樺尺蛾體色變化的例子，讓學(xué)生分析體色變化的原因來鞏固生物進(jìn)化的原因這一科學(xué)概念。教師還可以進(jìn)行延伸拓展，分析實(shí)例。如讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)來分析細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生的原因是不是因?yàn)榭股厥辜?xì)菌產(chǎn)生耐藥性。概念絕不能停留在對(duì)概念的抽象理解上，還要學(xué)會(huì)在實(shí)踐中運(yùn)用，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行充分討論和辨析，使學(xué)生消除錯(cuò)誤的前概念。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生能運(yùn)用分析生物進(jìn)化原因的思路，來分析細(xì)菌耐藥性的形成過程，說明大部分學(xué)生通過本次5E教學(xué)模式成功轉(zhuǎn)變他們的前科學(xué)概念，建立起了科學(xué)概念。

2.5 評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)貫穿在整節(jié)課的教學(xué)中。在本節(jié)教學(xué)的“引入”環(huán)節(jié)中，教師及時(shí)指出學(xué)生關(guān)于進(jìn)化與環(huán)境的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)探究興趣；“探究”環(huán)節(jié)中調(diào)動(dòng)學(xué)生以最真實(shí)的狀態(tài)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)；“解釋”環(huán)節(jié)中學(xué)生間的相互評(píng)價(jià)，有利于學(xué)生修正、完善對(duì)概念的認(rèn)識(shí)，澄清概念的內(nèi)涵；在“精致”環(huán)節(jié)，教師及時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生概念的掌握和運(yùn)用情況，促進(jìn)概念的“精致化”過程。其形式多樣、內(nèi)容豐富的評(píng)價(jià)形式對(duì)概念教學(xué)起著重要的促進(jìn)作用。

概念教學(xué)不僅僅是教學(xué)生理解概念的文字含義，更重要的是在了解學(xué)生所具有前概念的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生通過探究或推理或其他途徑去獲得生物學(xué)事實(shí)，找出相關(guān)事實(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，整合原有知識(shí)，構(gòu)建科學(xué)概念。并運(yùn)用科學(xué)概念進(jìn)行遷移和運(yùn)用，從而使學(xué)生建立新的科學(xué)概念，而5E教學(xué)模式正是通過探究性學(xué)習(xí)來獲得科學(xué)概念的一種現(xiàn)代教學(xué)模式，有利于幫助學(xué)生順利完成從前概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。