黃藝婷 張鋒

摘要

以“光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣”一課為例，利用“5E”教學(xué)模式進(jìn)行初中生物學(xué)概念教學(xué)，提倡引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究中自主構(gòu)建概念并在生活情境中運(yùn)用概念從而鞏固概念的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞“5E”教學(xué)模式 概念教學(xué) 生物學(xué)教學(xué)

1引言

“5E”教學(xué)模式是一種強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位的教學(xué)模式，提倡讓學(xué)生在科學(xué)探究過程中主動(dòng)構(gòu)建概念，并運(yùn)用新概念解釋新情境以進(jìn)一步鞏固概念。該教學(xué)模式包含5個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，即引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評(píng)價(jià)（Evaluation）。在“光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣”一課中，學(xué)生需要掌握光合作用的概念，了解光合作用的實(shí)質(zhì)以及光合作用的原理在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用。通過“5E”教學(xué)模式的五個(gè)環(huán)節(jié)，可以較好地達(dá)到本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。光合作用對(duì)于初一年級(jí)的學(xué)生來講是一個(gè)比較陌生的概念。若教師直接告知學(xué)生光合作用的概念，不僅會(huì)造成學(xué)生困惑，也不利于發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，利用“5E”教學(xué)模式，教師先從學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)入手，引出新概念，接著通過實(shí)驗(yàn)探究歸納出概念，解釋并運(yùn)用概念于新情境，最后評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)新概念的掌握情況。通過“引入一探究一解釋一遷移一評(píng)價(jià)”這環(huán)環(huán)相扣的五個(gè)環(huán)節(jié)，能有效地促使學(xué)生將新概念逐步內(nèi)化到已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)當(dāng)中。

2采用“5E”教學(xué)模式進(jìn)行“光合作用”概念教學(xué)的基本環(huán)節(jié)

2.1引入—提出問題，引出概念

本環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)是通過創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生探究興趣的問題情境，吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生主動(dòng)參與探究學(xué)習(xí)中來。同時(shí)教師還要給學(xué)生提供展示或暴露其前概念的機(jī)會(huì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)入“探究”環(huán)節(jié)。教師先提問學(xué)生：“生物在呼吸的過程中需要氧氣嗎？人類在生產(chǎn)和生活中還有哪些活動(dòng)需要消耗氧氣？既然氧氣的需求量如此大，為什么我們沒有感覺缺氧呢？被消耗的氧氣是從哪里進(jìn)行補(bǔ)充呢？”通過此問題教師引出植物的光合作用，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的探究興趣。接著，教師提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生闡述對(duì)光合作用的已有認(rèn)識(shí)。通過對(duì)“細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換器”以及“綠葉在光下制造淀粉”兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生能夠準(zhǔn)確地說出光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，產(chǎn)物是有機(jī)物（如淀粉）以及進(jìn)行光合作用的條件是光照等有關(guān)知識(shí)，但對(duì)光合作用的實(shí)質(zhì)尚不了解。此外，在該環(huán)節(jié)教師還要讓學(xué)生明確本節(jié)課的任務(wù)是通過探究光合作用的原料及產(chǎn)物，嘗試用自己的話歸納出光合作用的概念。

2.2探究——進(jìn)行探究，構(gòu)建概念

本環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)三個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，建立起事物問的聯(lián)系，逐步理解光合作用的實(shí)質(zhì)，為建構(gòu)光合作用的科學(xué)概念做好準(zhǔn)備。

探究1：光合作用以二氧化碳為原料。

通過對(duì)海爾蒙特和普利斯特利兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析，教師引出要探究的問題：二氧化碳是光合作用的原料嗎？接著，學(xué)生根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)材料和儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明二氧化碳是光合作用必需的原料。得出實(shí)驗(yàn)方案之后，學(xué)生觀看興趣小組在課前進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)的視頻：放置氫氧化鈉溶液的一組葉片經(jīng)碘處理后不變色，不放置氫氧化鈉溶液的一組葉片經(jīng)碘處理后變深藍(lán)色。最后，學(xué)生得出結(jié)論：二氧化碳是光合作用的原料。

探究2：光合作用利用水作為原料。

教材上對(duì)此部分內(nèi)容沒有設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，筆者查閱文獻(xiàn)后，課后組織興趣小組做了“驗(yàn)證水是光合作用的原料”的實(shí)驗(yàn)：取一盆天竺葵進(jìn)行暗處理一晝夜，第二天早上在暗室中將靠外的一片葉片用刀片從葉片中央處切斷主葉脈，再將盆栽放置于光照下2h以上，最后進(jìn)行碘處理。經(jīng)過碘處理可以看到葉片以葉脈橫斷處為界分成顏色明顯不同的兩部分，葉片的底部呈深藍(lán)色，而葉片的項(xiàng)部仍為黃白色。考慮到該實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，筆者采用課后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，課上播放視頻并共同探討的方式進(jìn)行此部分內(nèi)容的探究。在進(jìn)行該探究時(shí)，由于學(xué)生已經(jīng)具備“葉脈中有導(dǎo)管，導(dǎo)管主要功能是運(yùn)輸水和無機(jī)鹽”這部分知識(shí)，因此他們通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能夠得出“光合作用利用水作為原料”的結(jié)論。

探究3：光合作用釋放氧氣。

由于本實(shí)驗(yàn)耗時(shí)相對(duì)較短，因此采用演示實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行這部分內(nèi)容的探究。課前1～2 h將金魚藻實(shí)驗(yàn)裝置放到陽光下（如果是陰天，可放在燈光下）以便收集足夠的氧氣。課上，教師向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)裝置，提出問題：你們觀察到了什么現(xiàn)象？氣泡的移動(dòng)方向如何？接著，將試管取出并迅速把事先準(zhǔn)備好的帶火星的木條（或衛(wèi)生香）伸進(jìn)試管中。演示結(jié)束后，請(qǐng)一位學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并嘗試總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。由于初一學(xué)生尚未學(xué)習(xí)有關(guān)燃燒的化學(xué)知識(shí)，因此教師要提示學(xué)生“氧氣可以助燃”。最后，教師進(jìn)行總結(jié)：金魚藻在光下進(jìn)行光合作用釋放氧氣，因此，光合作用的產(chǎn)物除了有機(jī)物還有氧氣。

2.3解釋——總結(jié)歸納，形成概念

本環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生基于“探究”環(huán)節(jié)的結(jié)論，用自己的語言闡述對(duì)新概念的理解，形成初步概念，接著教師給出準(zhǔn)確的科學(xué)概念并加以解釋，促使學(xué)生頭腦中的初步概念轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念。教師先帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)光合作用的條件、場(chǎng)所、原料、產(chǎn)物以及在此過程中的能量變化，接著提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生用自己的語言表述光合作用的實(shí)質(zhì)，以使學(xué)生的頭腦中形成光合作用的初步概念。例如，學(xué)生A：光合作用是植物吸收的二氧化碳和水，經(jīng)葉綠體轉(zhuǎn)變成有機(jī)物和氧氣（釋放），也就是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在植物體中的化學(xué)能的過程。學(xué)生B：光合作用是植物體吸入二氧化碳并呼出氧氣的過程。學(xué)生C：光合作用是在陽光的照射下，綠色植物體中的葉綠體將水和空氣中的二氧化碳吸收并轉(zhuǎn)化為有機(jī)物和氧氣，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。隨后，教師給出光合作用的概念和反應(yīng)式，并對(duì)光合作用的實(shí)質(zhì)加以解釋，使學(xué)生對(duì)光合作用有更加正確的認(rèn)識(shí)。

2.4遷移——解釋情境，運(yùn)用概念

本環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)是讓學(xué)生嘗試運(yùn)用新概念解釋教師提供的新情境，使學(xué)生在思考和討論的過程中深入理解新概念。教師通過提出“請(qǐng)結(jié)合光合作用的原理談?wù)労侠砻苤驳暮锰幉⒄f說如果你是菜農(nóng)或果農(nóng)，你會(huì)如何增產(chǎn)”等問題，讓學(xué)生利用光合作用原理解決實(shí)際生活中的問題，引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)地將所學(xué)的新知識(shí)運(yùn)用于新的情境，以便在運(yùn)用概念的過程中強(qiáng)化對(duì)概念的理解?？茖W(xué)情境的設(shè)置對(duì)于教學(xué)都非常重要，學(xué)生對(duì)于科學(xué)情境中出現(xiàn)的問題的應(yīng)答直接體現(xiàn)其思維品質(zhì)，不同學(xué)生應(yīng)對(duì)相同問題時(shí)所表現(xiàn)出的遷移能力千差萬別。通過遷移環(huán)節(jié)不同層次學(xué)生的應(yīng)答表現(xiàn)，教師對(duì)學(xué)生的理解和應(yīng)用水平心中有數(shù)，有助于后續(xù)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)的有效開展。

2.5評(píng)價(jià)——進(jìn)行評(píng)價(jià)，鞏固概念

本環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)是通過讓學(xué)生對(duì)“解釋”環(huán)節(jié)中構(gòu)建的初步概念進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)來檢測(cè)學(xué)生對(duì)新概念的掌握情況。教師展示部分學(xué)生構(gòu)建的概念和反應(yīng)式，通過學(xué)生自評(píng)互評(píng)、教師評(píng)價(jià)的方式對(duì)學(xué)生構(gòu)建的光合作用的初步概念和反應(yīng)式進(jìn)行評(píng)價(jià)進(jìn)而鞏固概念，使學(xué)生加深對(duì)概念的理解。例如，學(xué)生B構(gòu)建的概念過于簡(jiǎn)單，認(rèn)為光合作用的實(shí)質(zhì)就是植物體吸收二氧化碳釋放氧氣。再如學(xué)生C，其認(rèn)為光合作用可利用的光能只有太陽能。因此，教師需要在教學(xué)中糾正其前概念，讓他們明白光合作用不僅可以在陽光下進(jìn)行，在燈光下同樣能進(jìn)行。在評(píng)價(jià)完學(xué)生構(gòu)建的概念之后，教師可利用教材中的“技能訓(xùn)練”模塊檢測(cè)學(xué)生對(duì)新概念的掌握情況。

3運(yùn)用“5F”教學(xué)模式的教學(xué)反思

3.1體現(xiàn)學(xué)生的主體地位

學(xué)生的發(fā)展?jié)撃苁蔷薮蟮?，教學(xué)的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能、創(chuàng)造潛能，而不是往學(xué)生頭腦里填塞知識(shí)?！?E”教學(xué)模式很好地實(shí)現(xiàn)了由以教為主向以學(xué)為主的轉(zhuǎn)變，真正把課堂還給了學(xué)生。例如，在“引入”環(huán)節(jié)，教師從貼近學(xué)生生活的問題入手以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在“探究”環(huán)節(jié)，學(xué)生先是在課前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并錄制視頻，到課上再進(jìn)行討論、探究。在這個(gè)過程中，教師的角色是“幫助者”及“引導(dǎo)者”，不是直接向?qū)W生灌輸知識(shí)而是引導(dǎo)學(xué)生親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并鼓勵(lì)學(xué)生通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析嘗試得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在“解釋”環(huán)節(jié)，教師并不急著告訴學(xué)生光合作用的概念，而是提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生嘗試構(gòu)建光合作用的概念，再在此基礎(chǔ)上給出光合作用的科學(xué)概念。可見，該教學(xué)模式充分突出了“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念。

3.2激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不僅有學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、思維的參與，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣在這個(gè)過程中也起到很重要的引導(dǎo)作用。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。運(yùn)用“5E”教學(xué)模式能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在這節(jié)課的“引入”環(huán)節(jié)中，學(xué)生對(duì)“為什么我們不會(huì)感到缺氧”“什么是光合作用”等問題產(chǎn)生了疑惑，同時(shí)對(duì)接下去的探究?jī)?nèi)容充滿了興趣；到了“探究”環(huán)節(jié)，在出現(xiàn)明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)班級(jí)的氣氛明顯活躍起來，學(xué)生都積極踴躍地針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)表自己的看法。學(xué)生在興趣的驅(qū)動(dòng)下會(huì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的求知欲，也更有利于知識(shí)的內(nèi)化。

3.3引導(dǎo)概念的逐步建構(gòu)

生物學(xué)是一個(gè)以概念系統(tǒng)作為主要特征的學(xué)科，概念教學(xué)在生物學(xué)教學(xué)中占據(jù)了很大的比重?！?E”教學(xué)模式是基于建構(gòu)主義的概念教學(xué)模式，能夠逐步地引導(dǎo)學(xué)生深入地學(xué)習(xí)科學(xué)概念而非機(jī)械地記憶概念。例如，在“引入”環(huán)節(jié)，教師先提出一個(gè)問題情境同時(shí)引出概念，接著在進(jìn)行探究的過程中逐步構(gòu)建概念，到了“解釋”環(huán)節(jié)形成科學(xué)概念，學(xué)生在形成了科學(xué)概念之后再將其運(yùn)用于新情境，最后再通過總結(jié)歸納、測(cè)驗(yàn)等評(píng)價(jià)方式再次鞏固新概念，實(shí)現(xiàn)將新概念內(nèi)化到知識(shí)體系的目的。