“5E”教学模式中“吸引”环节的实践研究

赵艳红

摘要：“吸引”环节是“5E”教学模式的起始环节，需要创设情境，引出概念（知识）中的相关问题，让学生进行思维的碰撞，暴露前概念，生发探究的内驱力。“吸引”环节的实施策略有：挖掘学生的前概念，延展理解新概念;沿着科学家的“脚印”，借鉴归纳新概念;取材生活设问，自主构建新概念。“吸引”环节的实施效果是：提高学生的学习兴趣，促进学生完成概念（知识）的建构，并明显提高学生的理性思维和科学探究能力。

关键词：“5E”教学模式“吸引”环节生物概念教学

“吸引”环节是“5E”教学模式的起始环节。所谓“5E”教学模式，是指美国生物学课程研究（BSCS）开发出的一种建构主义教学模式，在科学教育领域受到高度的关注。该模式共分为5个环节，分别是吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）和评价（Evaluation）。“吸引”环节需要创设情境，引出概念（知识）中的相关问题，让学生进行思维的碰撞，暴露前概念，生发探究的内驱力。在生物概念教学中，笔者尝试提炼了“吸引”环节的实施策略，并检验了相应的实践成效。

一、“吸引”环节的实施策略

（一）挖掘学生的前概念，延展理解新概念

学生在学习某一知识之前已经具备了一定的前概念，只是某些前概念具有一定的隐蔽性。因此，在“吸引”环节，充分挖掘和暴露学生的前概念，是构建科学概念的重要前提。

例如，学习“染色体组”概念之前，学生已经通过“减数分裂”的学习，有了“同源染色体”相关的前概念，但此前概念在学习“染色体组”概念时存在隐蔽性。教师可以通过呈现雄果蝇体细胞染色体图解，在问题情境中引导学生分析复习前概念“同源染色体”和“非同源染色体”，以此激发学生的学习兴趣，延展理解新概念“染色体组”。再如，学习“ATP”时，可以从RNA的基本单位之一腺嘌呤核糖核苷酸来延展理解新概念。

（二）沿着科学家的“脚印”，借鉴归纳新概念

迈尔在《生物学思想发展的历史》一书中说：“学习一门学科的历史是理解其概念的最佳途径。只有仔细研究这些概念产生的艰难历程，才有可能真正彻底而又正确地理解这些概念。”科学史的意义就在于为科学本身服务：首先，它有助于教学，可以提高理科学习的趣味性，帮助学生尽快掌握已有的科学理论;其次，它为当代科学前沿问题提供可资借鉴的解决方案。正是基于此，科学史经常被作为普及科学知识的一种重要手段，也经常被置于理科教科书的起始章节。

例如，教学“光合作用”时，可以引导学生沿着科学家的“脚印”一步步地重温历史，归纳、构建光合作用的概念体系：1648年，比利时生物学家海尔蒙特通过实验，证明了植物生长所需要的养料主要来自于水（光合作用的原料之一）;1771年，英国的普利斯特莱通过实验，证明了植物可以更新空气（后人证明是氧气，光合作用的产物之一）;1779年，荷兰的扬·英根豪斯通过实验，证明了绿色植物只有在光（光合作用的条件）下，才能更新空气;1864年，德国科学家萨克斯通过实验，证明了叶片在光下能产生淀粉（光合作用的产物之一）;1880年，德国科学家恩吉尔曼通过实验，证明了叶绿体是光合作用的场所;1940年，美国科学家鲁宾和卡门通过实验，证明了光合作用释放的氧气来自于水（元素的循环）;1948年，美国生化学家卡尔文发现了“卡尔文循环”——二氧化碳中的碳在光合作用中转化为有机物中的碳。

同样的，“DNA的结构”“核酸的结构”“细胞膜”等内容都可以通过生物学史展开教学，引导学生构建新概念。

（三）取材生活设问，自主构建新概念

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》指出：“生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。”在解释“生命观念”这一学科核心素养时，又指出：“学生应该在较好地理解生物学概念的基础上……形成科学的自然观和世界观，并以此指导探究生命活动规律，解决实际问题。”可以说，生物学是一门所含知识既源于生活，又高于生活的生活化学科。所以在教学生物概念时，可以以概念为核心，从生活中取材或联系实际生活，再层层设疑引入。这样不仅能激发学生的学习热情，提升学生的感知和认识，而且能在给学生无限代入感的同时，将抽象的概念具体化，加深学生对概念的理解，促进学生自主构建新概念。

例如，教学“细胞呼吸”概念时，教师出示事先用酵母发好并包覆保鲜膜的面团，让学生自己打开保鲜膜去摸，掰开面团去看，并适时提问：“你们看到了什么？”“洞洞！”“这些洞洞是怎么产生的呢？”然后，让学生去闻，并适时提问：“你们闻到了什么？”“酒味！”“这些酒味又是怎么产生的呢？”……最后，引出课题：“原来，这些洞洞和酒味是通过细胞呼吸产生的。其实，我们吃的馒头、面包都会有这样的现象发生。今天，我们就来揭秘一下。”通过生活中常见但没有深究过的事物，“吸引”学生进入学习状态。然后通过层层设问，引导学生自主学习，构建新概念。具体问题如下：（1）什么是细胞呼吸？（2）细胞呼吸的特点是什么？（3）细胞呼吸的本质是什么？（4）什么是有氧呼吸？（5）有氧呼吸的主要场所在哪里？（6）有氧呼吸分为几个阶段？各个阶段分别发生了什么化学反应？（7）哪个阶段会产生[H]（还原性氢）？[H]的去向如何？氧气是在哪个阶段与[H]结合的？（8）每个阶段都释放能量吗？各个阶段释放能量的量有何不同？（9）有氧呼吸的总反应式是什么？（10）有机物（以葡萄糖为例）中储存的能量去向如何？

二、“吸引”环节的实施效果

基于上述理论和策略，笔者将自己所教的4个平行班级中的两个作为实验组，另外两个作为对照组，对实验组设置“吸引”环节进行教学，对对照组进行常规教学。经过一段时间的实践，笔者发现，在课堂上，与对照组相比，实验组的学生参与学习的积极性更高，做与教学无关的事情的人数更少;在小组讨论活动中，与对照组相比，实验组的学生明显更积极主动，合作度更高，讨论更激烈，完成质量更好。课后与学生沟通时，实验组的学生一致认为，在生物概念教学中设置“吸引”環节，让他们觉得很有趣，并且能够充分调动自己的思维，提升和拓展综合能力。

另外，笔者还统计了4个班级3次考试的成绩（如图1、图2），并进行了分析。

从图1中不难看出，对于选择题（客观题），对照组和实验组差别不大（就课上旧知的回顾和课后作业的完成而言，对照组和实验组在重要概念的识记层面差别也不大）：对照组均分分别为4.86、4.83，实验组均分分别为4.88、4.96（为了使图示直观、清晰，将图1中选择题总分70分按6分制进行了折算）。但是，对于非选择题（主观题），实验组的得分明显高于对照组（在平时的作业批改中，也同样发现，对于有思维难度的题目，实验组明显好于对照组）：对照组均分分别为27.17、27.56，实验组均分分别为29.48、29.87。

对此，笔者认为，对于基础概念而言，已经拥有较高理解能力的高中生，即使自学也能在识记层面加以掌握，因此在选择题上，无明显区分度。但是，对于概念的运用，仅仅依靠机械记忆是远远不够的：主观题不仅要掌握概念的识记层面，而且要挖掘它的内涵，辐射它的外延，还要学会合理地变通运用。这对于学生综合能力的要求是很高的。而实验组的学生因为兴趣使然和内驱力的驱动，所以更愿意去深入探索。由此，他们的素养和能力日积月累地积淀，最终在考试水平上得以体现。可以说，设置“吸引”环节，对于核心知识、重要概念的构建和运用效果明显。

从图2中不难看出，在实验题（主观题）的平均得分方面，实验组的优势体现得更加明显：对照组均分分别为3.42、3.57，实验组均分分别为4.43、4.48。特别是考查综合能力的最后几个小题（第4、第5、第6小题每题1分）：第4小题，对照组均分分别为0.52、0.55，实验组均分均为0.7;第5小题，对照组均分均为0.45，实验组均分分别为0.72、0.74;第6小题，对照组均分分别为0.4、0.46，实验组均分分别为0.72、0.75。

对此，笔者这样认为：实验题能明显体现学生的理性思维和科学探究能力，而第40题的第4、第5、第6小题的考查内容是实验设计方法和结果分析，正是上述能力的体现。

另外，从3次考试的非选择题各题均分比较来看，分数差别主要在每道题的后两三个小题上，这些小题都是概念的理解和运用，需要有较高的理性思维和科学探究能力才能准确完成。

通过上述分析不难得出，有效的“吸引”环节能提高学生的学习兴趣，促进学生完成概念（知识）的建构，并能明显提高学生的理性思维和科学探究能力。也正是因为有了有效的“吸引”环节，学生才会更关注课堂的教学内容，带着主人翁意识参与课堂，从而推动“5E”教学模式其他環节的顺利进行，进而提升学生的综合素质和科学素养。

参考文献：

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[4] 顾勤英.5E教学模式在“物质跨膜运输的实例”教学中的应用与反思[J].中学生物学，2015（3）.教材教法