基于5E教学模式的《核酸是遗传信息的携带者》教学设计

刘冬梅 何英姿

[摘 要]依据5E教学模式的吸引、探究、解释、迁移和评价五个环节进行《核酸是遗传信息的携带者》一课的教学设计，阐述教学中每个环节的具体做法，以提高学生的综合能力，培养学生的科学素养。

[关键词]5E教学模式;核酸是遗传信息的携带者;教学设计

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）17-0089-02

5E教学模式是基于Robert Karplus的SCIS学习环（即探究、概念形成、概念应用三个阶段的三环式）发展而来的一种教学模式[1]。该模式是美国学者R.Bbyee 开发出的一种建构主义教学模式，包含吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）、评价（Evaluation）五个环节[2]。5E教学模式相较于传统教学模式，更能激发学生的学习兴趣，促进学生主动、合作学习[3]。本文采用5E教学模式对人教版高中生物新教材（2019年版）必修1《组成细胞的分子》一章中《核酸是遗传信息的携带者》一课进行教学设计。

一、教学分析

《核酸是遗传信息的携带者》是人教版高中生物新教材（2019年版）必修1第二章第五节的内容，通过本节课的学习，学生应该能够概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存和传递遗传信息的生物大分子[4]。在学习本节课之前，学生已经学习了细胞的元素与化合物、无机物、糖类、蛋白质等知识，对“生物大分子”这一基本概念也已经有了较深刻的认识。为了能够让学生有效掌握这一节课的知识，教师可将这节课中的核酸知识与学生的现实生活联系起来，精心设计教学程序。

二、教学过程

环节一    吸引

“吸引”是5E教学模式的起始环节，为了使学生对学习课题感兴趣，自发主动地进行探究，5E教学模式一般强调通过创设问题情境来实现目标，且所创设的情境，应与现实生活相联系，与课程内容和教学任务相联系[5]。为达到吸引学生的目的，教师呈现近期热点新闻，以此导入本节课：2019年12月3日，身负7条人命潜逃23年的劳荣枝在厦门落网。劳某被抓后，拒绝承认自己是当年作案的劳荣枝，而使用假名进行掩护。警方通过DNA鉴定，证实此人就是女魔鬼劳荣枝，最终劳某承认了自己杀人的事实。教师继而抛出问题引导学生思考：为什么DNA能够鉴定犯罪嫌疑人的身份？

教师引入真实热点新闻，结合新闻内容提出问题，将社会生活与生物知识联系起来，吸引了学生，并促使学生在思考中产生困惑，唤醒学生学习状态，引起学生关注。

环节二    探究

“探究”是5E教学模式的中心环节，在探究环节中，学生是主体。教师让学生自主合作进行探究活动，给学生提供充分思考的时间和空间，教师仅作为引导者和促进者，适时地给予学生必要的指导。这样有助于学生自发地获取知识，充分体现学生的主体地位[6]。

教师根据教学目标设定小组探究任务：①核酸有哪些种类？②不同核酸的主要分布如何？③核酸的基本组成单位是什么？④不同核酸的化学组成有何异同？⑤为什么每个人的DNA携带的遗传信息会有差别？在小组探究时，教师要注意进行观察、倾听，并在需要时对学生的探究进行适当的指导。

环节三    解释

学生对探究的结果进行解释，对知识形成初步的认识。教师再引导学生建构科学的概念，这是深化学生概念形成和知识建构的过程[7]。

探究过后，各小组派代表回答问题。

对于问题①，学生1：核酸包括脱氧核糖核酸（即DNA）和核糖核酸（即RNA）两类。

对于问题②，学生2：DNA的主要分布场所是细胞核，线粒体、叶绿体内也有少量的DNA，RNA主要分布在细胞质中。学生3（补充）：这样说应该会更好，细胞核是真核细胞的DNA主要存在场所，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA，因为原核细胞是没有复杂的细胞器的。经过两位学生的解释和分析，其他学生对此问题有了更加完整的认知。

对于问题③，学生4：核苷酸是核酸的基本组成单位。核酸是由核苷酸构成的长链。核苷酸又可以分脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。学生4对于问题③的阐释，获得了大家的认同。在学生4解释后，教师适时补充：核苷酸是根据五碳糖的不同进行分类的。

对于问题④，学生5：DNA与RNA是两类不同的核酸，DNA的化学组成是A、G、C、T，脱氧核糖和磷酸，RNA的化学组成是A、G、C、U，核糖和磷酸，从中我们可以看出DNA和RNA的区别在于化学组成中核糖和含氮碱基的不同，相同的地方是它们都含有磷酸以及A、G、C。在学生解释后，教师引导学生进一步规范表述：表述时最好说明四种含氮碱基分别是什么，因为比如A只是腺嘌呤的简写，而將组成DNA和RNA的四种含氮碱基的中文名称具体说出来会更加规范化。DNA和RNA的不同在于化学组成中核糖和部分含氮碱基的不同，相同的地方是都含有磷酸以及都由四种含氮碱基组成。

对于问题⑤，学生6：是因为核糖核苷酸数量丰富。学生7：是因为组成DNA的脱氧核苷酸长链有很多排列顺序。学生8：因为不同的脱氧核苷酸的排列方式有差异。教师肯定了学生的回答，进而总结：组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种，但是当其数量巨大，在连成长链时，排列顺序是极其多样的，它的信息容量自然就非常丰富，因而每个人的DNA携带的遗传信息是有差异的，前面提及的DNA可以鉴定犯罪嫌疑人的身份就是运用了这个原理。

通过交流讨论以及教师的指导，学生对有关问题的解释达成共识，达到了共同学习的目的。

环节四    迁移

本环节鼓励学生将理论迁移到实际生活中，解决新情境中的新问题[8]。教师设计新情境：随着社会生活水平的提高，人们对营养保健食品关注度越来越高。一些厂家在核酸保健品的广告中用到诸如此类的宣传语：基因是核酸片段;补充某些特定的核酸，可以增强基因的修复能力。你能否指出广告语中的逻辑漏洞。学生认真思考、讨论并回答。教师从生活实际出发，引导学生关注现实生活，将学习经验迁移至社会生活中，增强学生的社会责任感。

环节五    评价

通过前面四个环节的教学，学生深入理解了本节内容。教师可布置练习，观察学生如何应用新学的知识，并进行综合评价，这样既可保证教学目标的实现，也有助于教师改进教学[9]。

随堂习题如下：

1.核酸是遗传信息的携带者。判断下列有关核酸的组成和分布的表述是否正确。

（1）核苷酸是DNA和RNA 的基本组成单位。

（2）核酸是生物的遗传物质，只存在于细胞核。

（3）脱氧核苷酸是DNA的构成单体。

2.组成DNA的五碳糖是（）。

A.核糖   B.麦芽糖   C.葡萄糖   D.脱氧核糖

3.下列物质中，非核苷酸成分的是（）。

A.核糖B. 磷酸 C.甘油D.碱基

4.豌豆叶肉细胞中的核酸的碱基种类有（）。

A.1种  B.4种   C.5种   D.8种

在“评价”环节，通过随堂习题，及时反馈了学生的学习效果。

总之，5E学模式的吸引、探究、解释、迁移和评价环节，不仅符合学生的认知规律，而且符合现阶段提倡的新课程改革理念[10]。教师应结合教学内容，优化5E教学方式。此外，目前在5E教学模式的基础上又延伸出7E教学模式，即激发、参与、探究、解释、精致、评价、延伸七个环节，更能使教师不再忽略学生学习过程中最基本的需求[11]。但是无论5E模式还是7E模式，如何使其产生更好的学习效果，还需要在教学中不断进行实践。

[   参   考   文   献   ]

[1]  BYBEE R W，TAYLOR J A，GARDNER A，et al.The BSCS 5E intructional model：origins and effectiveness[EB/OL].（2010-6-12）[2020-8-24].https：//www.researchgate.net/publication/242363914_The_BSCS_5E_Instructional_Model_

Origins_Effectiveness_and_Applications.

[2]  BYBEE R W.Learning science and the science of learning[M].Arlington，VA：STA Press，2002.

[3]  邓秋萍，刘恩山.运用5E教学模式进行“拒绝饮酒”的教学设计[J].生物学通报，2011（1）：28-30.

[4]  中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[5]  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）：108-112.

[6]  李德伟.以“细胞的能量‘货币ATP”为例，构建高效5E课堂[J].生物学教学，2019（11）：34-36.

[7]  谢燕芳，胡刚，张忠华.5E教学模式在伴性遗传中的运用[J].中学生物教学，2019（Z1）：66-68.

[8]  李珊珊. 运用5E教學模式开展“血糖调节”一节的教学[J].生物学教学，2019（10）：34-35.

[9]  高品.基于“5E教学模式”的初中生物概念教学实践：以“传染病的预防”一课为例[J]. 中学生物学，2019（9）：15-17.

[10] 卜丽君，陈学梅，舒琥.5E教学模式下“躯体的运动”教学设计[J].中学生物教学，2019（8）：65-66.

[11]EISENKRAFT A.Expanding the 5E model[J].Science teacher，2003（9）：56-59.

（责任编辑 黄春香）