“5E”教学模式在“有丝分裂实验”教学中的应用

应文君

(浙江省缙云中学 321400)

陈 敏

( 浙江省缙云县壶镇中学 321404)

“植物有丝分裂实验”是高中生物的一个重要实验，通过实验可培养学生的基本实验技能，同时使学生获得对细胞有丝分裂动态过程和染色体行为变化的感性认识。但据多年教学经验，实验成功率低，学生制作的装片质量差，绝大多数学生观察不到分裂相。

经过多次探索反复实验，并借鉴他人成功经验，运用“5E”教学模式进行实验教学，取得了较为满意的结果。

1 教学设计与实践

“5E”包括吸引(engagement)、探究(exploration)、解释(explanation)、迁移(elaboration)和评价(evaluation)等5个环节，因它们首个字母都是e而得名。

1.1 课前创设问题情境(吸引，1E) 在进行有丝分裂实验课前老师建议学生进行预习，并告知该实验成功率低，较难看到分裂期的细胞。组织有兴趣的学生参加预实验，寻找实验不成功的原因。实验结果除少数学生看到分裂相外，大部分装片的结果是：细胞重叠多、染色深、看不清染色体；每张装片中分裂相少。师生一起分析实验不成功的原因，寻找能获得满意结果的实验方法。

兴趣小组通过查阅资料、整理信息后发现：①实验材料除了洋葱还可选择大蒜、风信子、水仙花等；②染色用0.01 g/mL龙胆紫溶液染色 1min，实际操作过程中时间难控制而染色太深，使观察时看不清染色体；③若染色后再用适量的醋酸处理，可以使细胞质膨胀，材质变硬，便于压片；醋酸还可以加强龙胆紫对细胞核的染色体选择性着色，所以经酸化后制成的装片染色体更清晰[1]。根据搜集的信息，兴趣小组培养了洋葱、大蒜、风信子和水仙花的根，准备全班实验。

1.2 课中实验设计、动手操作(探究，2E) 实验课开始，兴趣小组代表先用PPT介绍他们的实验结果，结合上述信息对实验失败的可能原因进行分析，介绍实验体会和注意事项。

然后全班分组展开讨论：包括具体选择什么材料、实验流程、染色剂的浓度和时间等。在教师提示下，细化具体设计方案，并预测可能出现的实验结果。全班形成了5个实验方案(表1)，然后各组选择一个方案动手实验操作。

表1 实验设计方案

1.3 结果分享与交流(解释，3E) 教师在这个阶段给学生提供一个展示探究成果的机会。

实验结束，每组由代表到讲台阐述选择本方案的原因，探究过程中使用的技术与方法，遇到的无法解决的问题，最后把自己制作的装片用数码显微镜连接电脑在班上进行分享。

实验结果：第一组染色较浅，延长染色时间效果更好；第五组分裂相最全，可清晰看到前、中、后、末各时期；其余各组均能观察到部分分裂相，只是不全面，如第二组看到最明显的是后期和末期(图片再放大很清晰)，各组基本达到了预期实验目的。

综上，本实验在取材、染色、步骤等方面改良的措施有：实验材料用风信子和大蒜的根尖实验效果好，整个大蒜培养比单瓣培养效果好；龙胆紫溶液要现配现用效果好，因存放的试剂在保存过程中水分蒸发造成浓度变高，使装片染色很深；染色时间由0.01 g/mL的龙胆紫溶液1滴染色1min，改为0.0075 g/mL，适当延长染色时间，这样更容易控制；流程改为在染色后再滴加20%醋酸1滴，处理后压片，所得装片能观察各时期分裂相，多而全。

最后教师肯定学生的实验设计和实验成果，学生充分体验到探究的成就感。

1.4 课后延伸(迁移，4E) 学生通过静态分裂期图像，直观感受植物细胞增殖的动态过程，获得对细胞分裂过程中染色体行为变化的感性认识。教师及时引导学生对获得的感性认识进行迁移，并与原有的知识建立联系，把新知识纳入原有的知识系统，构建起新的知识体系：细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期包括前期、中期、后期和末期。

此环节使学生从实验亲身体验中归纳提升，完成了从一般到特殊、从实践到理论的突破。

1.5 多方位、多元化的课堂评价(评价，5E) 包括对学生知识目标达成的评价，对学生实验操作技能与实验结果的评价以及对学生探究能力与学生小组合作的评价等等；评价主体既有师生评价也有生生评价；评价过程也不一定在最后环节进行，问题一旦出现教师就及时抓住学生的兴奋点和易错点，进行讨论和评价。例如，有学生上台展示实验结果时说到：“我们组观察到后期染色体被拉向两极。”教师及时请其他学生评价这句话表达是否正确，学生讨论后指出：实验时用盐酸解离时细胞已经死亡，不能观察到染色体被拉向两极的动态过程，只能观察到染色体分布在两极的静态图，所以这种表达欠妥，改为“我们组观察到后期染色体分布于两极。”

2 对本节课教学实践的反思

本节课运用“5E”教学模式，创设问题情境，激发学生产生兴趣，寻求帮助，利用互联网查找信息，设计创新实验方案并进行实验，获得很好的实验结果，装片质量和成功率均提高。本节课在吸引环节，学生的鉴别、选择、处理和分享信息能力得到训练，在探究、解释、迁移和评价环节，学生的探究能力、批判思维能力、交流与合作等能力得到提升，这些都是传统教学模式中所欠缺的，但正是核心素养培养所需的。