5E教学模式在初中科学教学中的应用

曲秋

自20世纪80年代末以来，5E教学模式就在生物科学课程研究的总课程设计中开始应用，并且地位十分重要，这是一种既能用于总课程，也能用于具体学科课程或某一节具体课的教学模式，是一种能够激发学生学习兴趣的教学模式和教学方法。5E和我们新课改的理念是一致的，都是强调学习的主体是学生，活动的中心是学生，教师只是一个帮助者或指导者，在这个模式下教师的教学行为和学生的学习行为是协调一致的。通过观察师生的行为，我们可以清晰地发现：教师设计的所有教学活动，都是为了促进学生更好地探究并从中获取科学的概念，而5E使教师的设计更加精准高效。

本文笔者以浙教版八下第三章《生物的呼吸和呼吸作用》第二课时的教学为例，分析和展示5E教学模式的基本内容及其理念在教学中的具体应用。本节的教学目标为：知道动物的呼吸作用；知道植物的呼吸作用；了解呼吸作用的过程；说明呼吸作用的意义。

1E——吸引：提出与日常生活有关的值得探究的问题

八年级的学生对于周围的事物充满了好奇，希望能够亲自解开其中的奥秘，教师可以提前准备一个简单的演示实验，吸引学生的注意力，提高学生学习兴趣。所以这节课我选择当堂燃烧干面条，大多数的学生不相信面条会燃烧，所以观察得会更加仔细，对现象的描述也会更加全面。学生能回答出如“面条会燃烧，最终烧没了，有发光、发热”，根据已有知识能判断出燃烧时消耗氧气会生成二氧化碳等，有的学生还提到燃烧时会释放出能量。

观察现象后更重要的是让学生思考，同时进一步进行追问：“面条燃烧时，它们发光、发热，在较短的时间内将能量释放出去，我们吃面条也是为了获得面条的能量。那么面条在我们体内也是这样剧烈地燃烧吗？面条及我们吃进去的其他食物在我们的体内是如何释放能量的？”这样一个精彩刺激的实验，会牢牢地抓住学生的注意力，也会让学生用心地去想这是为什么，形成概念冲突，这样就达到了激发学生学习兴趣的目的，这时教师再提出本节课的学习要点：面条被食用后，在人体细胞内释放能量是通过呼吸作用来实现的。因此，呼吸作用就在学生的头脑中留下深刻印象，学生对接下来的学习也会更加好奇。

2E——探究：引导学生进行探究

探究一：科学书P104所示的活动

这里要提前准备实验器材，特别是3～6只昆虫，最好选择季节性常见的如蝗虫、蝉、蚕等。整个实验需要10分钟左右，所以在结果出现之前，要提醒学生思考几个问题：

1.碱石灰的作用是什么？（吸收装置内空气中的二氧化碳）

2.试管B的设置有什么作用？（对照）

3.记录实验开始时和10分钟后，A、B试管中红色液滴与橡皮塞的距离，你有什么发现？（A试管中的距离变小了，B中的几乎不变）

4.位置改变的原因是什么？（呼吸作用会消耗氧气同时生成二氧化碳，而二氧化碳被碱石灰吸收了）

5.从实验中你得到了什么结论？（动物也要不停地进行呼吸作用，产生二氧化碳）

探究二：证明植物也能进行呼吸作用

这是一个时间较长的实验，最好是提前安排两个活动小组在课前来完成，做好录像及记录，在上课的时候让请小组的代表向全班展示汇报，实验过程以及实验结果展示的方法可以让学生提前拍好图片，也可以选择视频的方式播放出来。课堂上所有学生可以明显地看到现象：“已浸水及消毒的种子”的试管中石灰水变浑浊，而另一支无此现象。进而得出结论：萌发的种子能进行呼吸作用。这时教师给出背景知识：二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊。接下来可以让学生们完成教材中的思考和讨论：在实验中，种子“已浸水”和“已煮熟”意味着什么？（“已浸水”的种子中水分增多，呼吸作用加强，实验效果明显；“已煮熟”意味着种子已经死亡，不能进行呼吸作用）种子为什么要消毒？（种子消毒是为了排除细菌呼吸作用的影响）

探究三： 植物的其他器官也能进行呼吸作用

此实验需要教师提前一天准备，把数株新鲜菠菜装入塑料袋中，用绳子扎紧袋口，不使外界空气进入，在暗处放置一个晚上。上课时，松开塑料袋口，插入一根导管，让塑料袋中的空气通入澄清石灰水中，观察石灰水的变化。学生们可以清晰地看到澄清石灰水变浑浊，从而得出结论：植物的其他器官也能进行呼吸作用。接着进一步向学生阐述植物的各个部分如根、茎、叶、花、果实、种子的每一个活细胞每时每刻都在进行呼吸作用，微生物等其他生物也有呼吸作用，呼吸对生命活动来说十分重要

探究四：呼吸作用会释放热量

这是一个扩展探究。教师向学生们提出：“呼吸作用会释放热量吗？”学生们根据所学会回答“会”，然后请同学们设计一个实验，证明呼吸作用会释放热量，并在课后完成实验记录，第二天展示汇报。通过扩展探究，思考实验，分析现象，这样一步步推进，增强了学生对知识的理解深度，同时实验技能和方法也得到了明显的提高。

3E——解释：利用实验现象得出合理的解释

通过课堂上三个探究活动的连续展开，学生已经对“呼吸作用是什么”有了感性认识，接下来就需要学生根据看到的实验现象和记录的实验结果，尝试用简单明了的词语表达、表明呼吸作用的过程，即用公式表示物质变化同时标出能量变化，以“当人体功能的有机物为葡萄糖时”为例。

葡萄糖+氧气 酶 二氧化碳+水+能量

向学生们介绍呼吸作用的实质：就是把贮藏在生物体内的有机物里的能量释放出来，转变为生命活动所需的能量。根据学生的情况进一步提出：“若短时间动植物缺氧，会不会死亡？”“此时生命活动的能量来自哪里？”从而向学生介绍无氧呼吸，并进一步强调呼吸作用的意义：为生命活动提供能量。呼吸作用一旦停止，生命活动就将结束。

4E——迁移：扩展概念

要求学生联系以上看到的实验思考下列问题：

呼吸作用的本质是什么

这里我们可以采用类比的方法让学生理解，面条燃烧时，它会消耗氧气和淀粉，释放能量和产生二氧化碳，而生命的一切活动也都需要能量来维持。生命活动需要的能量来自哪里呢？没错，就是通过细胞呼吸产生的，细胞呼吸其实也是一种氧化反应，在本质上与面条燃烧是相同的。一个精准的类比，学生就能想象和推断生物体细胞在氧的作用下，通过酶的催化作用，把有机物氧化分解成二氧化碳和水，同时把贮藏在有机物内的能量以热的形式释放出来，供生物体各种生理活动需要的整个过程。

呼吸作用与呼吸的异同

呼吸指的是人体与外界环境进行气体交换的整个过程，我们平时所说的呼吸一般指的是肺通气，即肺泡与外界环境之间进行的气体交换的过程。而肺通气是通过呼吸运动来实现的，呼吸运动包括吸氣和呼气两个过程，呼吸运动是膈肌和肋间肌活动的结果。而呼吸作用是生物体内有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳水和其他产物并释放出能量。

判断出燃烧与呼吸作用的异同

燃烧和呼吸作用有不一样的地方，燃烧更加剧烈，而呼吸作用较为缓慢，是缓慢的氧化过程。当然他们也有相同的地方，他们都要消耗氧气，生成二氧化碳。为了学生更好区分，让学生列表比较呼吸作用与燃烧的异同：

当然学生在表述的过程中可能会有很多的问题，但是教师这里应尽量引导他们把自己的观点表达清楚，只有尽可能地表达阐述，才能清楚学生是否真的理解，有误解的地方在哪里，让孩子们在各种观点的碰撞下以及教师的引导下辨析，进而思考问题的本质，得出正确的概念。

5E——评价：对概念的理解及技能的掌握程度

评价一：辨析基本概念并给出理由，目的是纠正一些常见的错误

1.植物只有在没有受到关照时，才会进行呼吸作用。

答：错，植物的呼吸作用是时时刻刻都进行的。

2.生物的呼吸作用是缓慢氧化反应。

评价二：学以致用，用本节课所学知识解释问题

1.洪涝灾害后，一些植物往往因此烂根而死，这是为什么？

2.植物能够净化空气，因此很多人喜欢在家中放置大量的植物，有人却说植物卧室过夜会对健康不好，你来分析一下？

结语

总之，5E教学模式有助于教师在教学中充分利用和挖掘教材，精准抓住知识和方法的结合点；有助于教师利用具体的教学内容，适时对学生进行点拨，有利于学生在收获知识的同时更系统地掌握不同的科学方法，从而树立正确的科学价值观。通过概念的形成、规律的得出培养学生抽象和概括能力，通过模型的建立培养学生分析和综合能力，通过知识的运用培养学生推理和判断等思维能力，这些环节同样有助于学生科学的语言文字表达能力和口头交流能力的培养，从而全面提升学生科学素养。