利用5E生物教学模式培养学生的科学探究能力

高慧

摘要：随着教育改革理念的不断深入，以学生为主体的课堂越来越受到欢迎，怎样以学生为主体设计课堂，怎样让学生在课堂上保持较高水平兴趣的主动探究动力，是每位教师都需要研究的课题。基于此，5E教学模式适合于现在的初中生物课堂，能帮助教师进行教学设计，引导学生主动进行探究活动，培养学生多种科学探究的能力。5E教学模式包括吸引、探索、解释、延伸、评价等5个环节。

关键词：5E教学模式;教学设计;科学探究

随着教育改革的深入发展，课堂转型的理念也深入人心。“以教师为主导，学生为主体”的课堂模式已经成为了主流的课堂教学模式，课堂不只是单纯为了让学生做主而设置，更需要教师在课堂学习和活动中作为主导，培养学生更多方面的能力。

5E教学模式是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。随着认知科学的发展，特别是对学生错误概念和概念转变研究的发展，20世纪80年代，BSCS开发了小学科学和健康课程的研究项目。该机构认为，若要有效地进行科学教学，并帮助学生构建科学概念，教师不仅要让学生进行探索，更重要的是要先了解学生针对特定教学内容的前概念，这就需要教师创设特定的情境，或提出相应的问题，让学生展示和暴露已有概念，进而在此基础上进行探究。1989年，BSCS基于以上考虑，提出了基于建构主义理论和概念转变理论的5E教學模式。

在对5E教学模式进行了深入的研究后，我查阅了相关数据库，了解了很多5E教学模式在初中生物教学中的有效应用，并在教学中进行了实践。同以往的备课相比，基于这一模式的备课往往更加全面和完整，会更多地设计教师引领学生主动探究的环节，帮学生搭建脚手架，方便学生更好地构建概念。在教学的过程中，我观察到学生的参与度有所提高，表现出了他们对生物知识的探索欲望明显增加，激发了他们更多的内在驱动力进行主动探究，而在探究的过程中也能够更好地培养生物学科核心素养。

5E教学模式包括五个环节，Engagement（吸引）、Exploration（探究）、Explanation（解释）、Elaboration（延伸）、Evaluation（评价）。生物学的科学探究包括六个步骤：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流。《义务教育生物课程标准（2011年版）》中明确提出，科学探究要求学生具备积极思考、科学思维、收集和处理信息能力、分析和解决问题能力以及交流与合作等方面的能力。5E教学模式的每一个环节都能够更好地辅助学生完成科学概念的建构，并且相应锻炼学生科学探究的一项重要能力。下面就主要结合人教版《义务教育教科书·生物》八年级上册“从种到界”一节课来阐述每一环节在培养学生科学探究能力中起到的重要作用。

一、用 “吸引”调动学生的前概念思考

陕西师范大学生命科学学院李高峰教授在《生物学前科学概念研究》一书中指出，学生在进入课堂前对学科知识的了解并不是空白的，通常带有一部分前概念，而这些前概念不一定是完全正确的。前概念是客观存在的，教师不应该忽略这些内容，他们会对课堂上即将学习的知识产生影响，而了解这些前概念并利用他们来引导学生的思维，能够调动学生学习的积极性。学生会好奇自己掌握的这些知识和即将要学习的内容有什么样的关系，从而在脑海中形成与两部分内容相关的问题，这样就培养了积极思考的能力。因此，要从学生的实际生活、感兴趣的内容或者已有的知识出发，将旧知识与现有的经验联系起来，并指向教学活动，以吸引学生的注意力，引入新授课的内容。

在“从种到界”这一节课的教学中，我利用手机的地图定位功能，引导学生来模拟这一功能是如何定位到我们学校所处位置的。学生按照地理行政等级划分，依次从洲、国、省、市、区到街道和门牌号，形成了地址，这样能够准确地找到我们学校所处的位置。然后，我引导学生思考，在茫茫的生物世界是不是也有这样一个系统能帮我们快速、准确地找到某个生物呢？这样，学生不仅能够将生活中实际掌握的知识迁移到要学习的内容中，也会对本节课即将学习的内容表现出更多的学习兴趣，带着问题走进课堂。

二、用“探究”培养学生的理性思维

探究活动是自然科学研究领域中最主要的活动形式之一，通过个体或小组形式的探究，学生能够实现对概念的初步探索，并且在探索的过程中培养理性思维这一生物学科核心素养。鉴于在探究活动中制定和实施计划，都需要学生有严谨的理性思维，因此5E教学模式第二个环节的设置就是一个探究活动，教师对活动进行介绍和指导，学生参与活动，主动探索课程中涉及的知识内容。在上一环节学生被激发起的强烈的学习兴趣基础上，设计这一环节相关的探究活动，学生会立刻投身其中，合作探究。通过不同形式的探究活动设计，学生能够不断地发展理性思维，在未来的探究实验设计过程中，就会表现出较为完整和全面的方案设计能力。

在“从种到界”这一节课的教学中，我设计的探究活动就是基于电影《猩球崛起》里的主角动物——黑猩猩的分类探索。给学生提供的材料是一张有7个同心圆的图纸，以及18种生物的剪贴画，背面标注动物名称，分别为黑猩猩、倭黑猩猩、红猩猩、大猩猩、金丝猴、长尾猴、大熊猫、蝙蝠、麋鹿、虎鲸、大象、青蛙、朱鹮、乌龟、鲫鱼、蝗虫、海蜇和扇贝。将黑猩猩贴在最中心的圆中，请学生以小组为单位，按照与黑猩猩的相似程度由高到低将其他生物依次放入后面的圆圈中。在这个活动中，学生需要调动这一学期学习过的动物分类的基本内容，并且需要和同伴进行沟通和交流，活动直观、有趣，学生在轻松的氛围中就能完成知识的探索过程。

三、用“解释”提高学生资料分析的能力

“解释”是对上一步的探索活动进行总结和提炼，教师对活动中涉及到的知识进行深入讲解，给学生机会在这个环节中阐述他们对本节课概念的理解。在这个过程中，学生需要分析上一环节探究活动中的结果或现象，思考这些现象和结果产生的原因。在此基础上，教师的讲解能够帮助学生形成科学的概念和表达，经过反复练习，能够帮助学生增强分析资料和录找证据的能力。在不断改革的生物学科中考测试中，越来越侧重于对学生资料分析能力的考察，所以如何在日常教学的过程中对学生的这一能力进行锻炼就显得尤为重要。而5E教学模式中的“解释”这一环节的设置，就很好地实现了这一功能。

在“从种到界”这一节课的教学中，在完成贴图活动后，先让学生展示贴图的结果，并详细阐述如此分类的依据。在此基础上，向学生介绍，为什么这样的分类是科学的，因为每一个圆圈代表一个分类等级，这样不仅能够让学生记住有几个不同的分类等级，并且能更好地理解不同分类等级之间的关系。生物分类等级这一部分的内容是较为抽象的，而通过上一个活动中的亲身参与，学生亲自体会了分类的过程，也就能够更好地理解不同分类等级之间的内在关联。活动后的及时总结，则能帮助学生更好地建构知识体系，并且这种建构是基于学生主动探究活动的，会给学生留下更深刻的印象，使他们对知识有更深入地理解。

四、用“延伸”引领学生学会运用证据进行解释

“延伸”是学生在获得了知识之后需要知道生活中的什么内容是与本节知识相关的，也就是本节学习的内容在生活中有什么应用。《义务教育生物課程标准（2011年版）》的课程基本理念中，明确提出了要提高生物科学素养。生物科学素养指的是一个人参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需要的生物科学概念和科学探究能力。也就是说，我们的教学和课堂最终指向生活的，需要让学生能利用学习的生物学知识来更好的生活。要实现这样的目的，需要培养学生运用证据进行解释的能力，这也是我们需要在课堂上进行反复练习的。在本节内容完成的基础上可以挑选一些与本节内容关系密切，且学生能够接受的知识进行延伸和拓展，同时可以利用学生对概念的理解，来让他们解决一些新的实际问题。教师可以对拓展内容进行讲解，学生可以对不理解的地方进行深入提问。教师也可以安排学生在课前进行相关资料的查阅，然后在组内或者班级内进行表达和交流。

在“从种到界”这一节课的教学中，可以利用课前录好的微课，让学生来了解关于林奈和双名法的内容。这样，可以帮助学生在观察动物或植物的时候，更能看懂标牌上的内容。

五、用“评价”鼓励学生评价学习成果

“评价”这一环节的主要目的是对本节课内容知识做一个简单的检测。这一环节所处的位置不一定是在最后，也可以穿插在教学其他环节中;形式也不一定就是纸笔测验或者完成练习题，还可以采用生生互动的形式，鼓励学生自己评价他们的学习成果，可以是以小组为单位完成一些简单的活动，这样不仅能够在活动中检测出学生的掌握情况，也可以增加评价的趣味性。我们如果能够不仅仅局限于传统的纸笔测试形式进行评价，就能够给更多的学生机会进行表达和交流，使他们分享在课堂中的收获。

在“从种到界”这一节课的教学中，对生物分类等级的掌握情况检测，可以采用小组活动来进行。给每个小组的学生发放一个资料袋，每个袋中放有某一个生物的七个分类等级，请小组内的学生按照一定的顺序排列。教师叫到不同的小组，请小组起立，每位成员代表一个分类等级，按顺序排列。这样的方式很大程度上扩大了课堂检测活动的参与面，让每一位学生都有事可做，也都有机会表达，同时也检测了他们对生物分类等级的掌握情况。

自2012年起，我国基础教育初中各学科的课程标准经过修订后正式颁布，理科的课程标准更注重探究学习和概念教学，而5E教学模式就是一个很好的践行探究式学习和概念教学的教学模式。而对于这五个环节，也并不是说必须每一个环节都需要严格按照操作流程来进行，而应该是在深刻理解了这一教学模式后，可以不仅停留在表面形式的模仿层面，更可以内化为教师的教学理念。在教学活动中不断反思和实践，灵活应用，能帮助学生更加主动的参与到探究活动中，从而更有效的建构和理解科学概念，更全面的培养与科学探究相关联的重要能力，最终能实现课程理念和目标的落实。

参考文献：

[1] 吴成军，张敏.美国生物学“5E”教学模式的内涵、实例及其本质特征[J].课程·教材·教法，2010（6）.

[2] 李高峰.初中生物学前科学概念研究[M].北京：北京师范大学出版社，2010.

（责任编辑：杨强）