“5E”教学模式在高中生物学教学中的应用

周倩洁　刘燕华

【摘要】本文阐述“5E”教学模式的内涵，以“兴奋在神经元之间的传递”教学设计为例，分析该教学模式在高中生物学教学中的应用：基于教材分析与学情分析制订教学目标，历经吸引、探究、解释、迁移、评价等环节，设计模型建立、过程演绎、资料分析、知识迁移等活动，使学生主动建构知识、提升科学思维水平、发展社会责任，并提出运用该模式的相关建议，以期使其更好地服务于教学。

【关键词】“5E”教学模式 兴奋传递 教学设计 高中生物学

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）08-0084-04

“5E”教学模式是美国生物学课程研究会（Biological Science Curriculum Study，简称BSCS）开发的一种基于建构主义教学理论的教学模式，共分为五个环节，分别是吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）和评价（Evaluation），因其五个环节的每个单词首字母都是“E”，所以称之为“5E”教学模式。“5E”教学模式的主要内涵和教学要点如下：吸引（Engagement）环节是“5E”教学模式的起始环节，主要目的是通过生活化的情境引入，激发学生的学习兴趣，引发学生的认知冲突，使学生的前概念得以暴露，进而引出学习任务。教师要在教学前充分了解学情，知晓学生已有的生活经验；教师创设的问题情境要生活化、情景化，能够引发学生的共鸣或激发学生的学习兴趣。探究（Exploration）环节是“5E”教学模式的中心环节，它为学生提供一个动手、动脑和合作交流的机会。在此阶段，学生是学习的主体，在资料探究或实验探究的过程中，学生通过认真思考、观察现象、概括规律、归纳总结等，主动构建知识。教师要为学生提供探究所需的背景知识、情境、材料等；引导学生通过自主探究或者合作探究的方式进行思考。解释（Explanation）环节是“5E”教学模式的关键环节，教师鼓励和引导学生用自己的语言初步阐述、分析所探究内容的概念、理论或结论，并及时进行纠正、追问和完善。教师要注意倾听、追问、完善和补充新概念。迁移（Elaboration）环节是“5E”教学模式的运用环节，旨在帮助学生将所学的新知识运用于新的问题情境，从而实现对概念、理论、技能等的实践、验证、强化和巩固。教师要精选新的、能与新知识紧密相连并且贴近生活的问题情境。评价（Evaluation）环节是“5E”教学模式的检验环节，用于检验教学成果。评价既包括对学生学习效果的评价，又包括对教师教学效果的评价。评价方式要多元，评价内容要全面，要以正面评价为主，评价应贯穿于整个教学过程之中。

“5E”教学模式以学生为主体、强调探究式学习、重视评价对学生的促进作用，符合课程改革和学科核心素养培养的要求，有利于打破传統课堂“满堂灌”的现象。本文以“兴奋在神经元之间的传递”第2节教学设计为例，探索“5E”教学模式在高中生物学中的实践应用。

一、教学分析

（一）教材分析

“兴奋在神经元之间的传递”一节是新人教版普通高中生物学教科书选择性必修一《稳态与调节》第2章第3节第2课时的内容。本节是在学习了第3节第1课时“兴奋在神经纤维上的传导”内容的基础上，进一步探究兴奋在神经元之间的传递过程。其中突触的相关内容是后续学习神经系统的分级调节以及人脑的高级功能的基础，因此本节课的教学具有承上启下的重要作用。同时，由于突触这一概念学生是首次接触，且突触间的信号传递过程较为抽象，因此教师要设计相关活动、建构物理模型、补充相关资料，让学生获得直观认识，并及时补充兴奋剂和毒品的相关知识，帮助学生理解和构建相关知识，深化结构与功能观，提高科学思维水平，增强社会责任感。

（二）学情分析

在知识方面，经过前两节的学习，学生已经知道神经调节的结构基础——反射弧相关的结构，了解了神经调节的基本方式——反射的过程，知道神经冲动在神经纤维上的传导方式。在能力方面，高二年级学生具有一定的学习主动性，且具备一定的抽象思维和综合分析能力，但是归纳总结、建构模型的科学思维水平仍需提高。

（三）教学目标

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）对本节课的要求为“阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成；认同并采纳健康文明的生活方式，远离毒品，向他人宣传毒品的危害及其传染病的防控措施”。笔者再结合教材分析和学情分析，按照素养本位的要求制订本节课的教学目标如下。

生命观念：通过观察突触电镜图和模式图，认识突触的结构，演绎突触传递的过程，深化结构与功能观。

科学思维：通过分析实验事实、建构物理模型的方式，认识突触传递的特点和分子机制，培养建立模型、归纳总结的科学思维。

社会责任：说明滥用兴奋剂、吸食毒品的危害，培养自觉拒绝毒品的意识和向他人宣传毒品危害的社会责任。

二、教学过程

（一）吸引——膝跳反射互动，提问引入正题

教师首先介绍膝跳反射的操作步骤，然后让学生同桌两人为一组，其中一名学生以跷二郎腿的方式坐着，另一名学生用手掌边缘部位叩击坐着的学生的髌韧带位置，观察现象。学生互相叩击后发现被叩击的小腿会不自觉翘起再回落，即发生膝跳反射。教师提问：“膝跳反射需要经过多个神经元，上节课已经学过信号在神经纤维上的传导，那信号如何在神经元之间传递呢？”从而引入正题。

【设计意图】通过具有趣味性的膝跳反射活动，激发学生的学习兴趣，提高学生的课堂参与度；对比信号在神经纤维上的传导过程，提问信号在神经元之间传递过程又是如何，自然而然引发学生对本课学习内容的兴趣。

（二）探究与解释——设计多种活动，提高探究能力

活动一：建构物理模型，认识突触结构

教师分别利用神经元银染图片、电镜重构立体图展示突触结构，引导学生结合教材上的相关内容，小组合作画出突触的物理模型，并分析突触的类型。学生根据展示图片和教材知识，自主建构突触物理模型，小组挑选组员进行解释说明，明确突触概念和类型。教师根据学生的回答情况进行补充和总结。

【设计意图】突触对学生来说是一个陌生又抽象的概念，但突触的实质是一个物理结构，因此布置建构物理模型的任务有利于学生获得直观认识，加深学生对突触结构的理解，为后续学习突触传递打牢基础。

活动二：分析相关资料，明确传递过程

教师用问题串的形式逐步引导学生了解突触的传递过程及分子机制。

问题1：根据突触结构图，结合补充资料（细胞内外Ca2+浓度改变对突触传递的影响），小组合作分析突触前膜电位变化如何引起突触小泡释放神经递质。

教师给出补充资料（兴奋产生过程是Na+离子内流过程等），小组合作分析神经递质如何作用于突触后膜并使其产生兴奋。

教师展示膝跳反射中伸肌和屈肌发生的不同效应，提出问题2：突触后膜只能产生兴奋吗？由此可以推断出神经递质的分类有哪些？

接着，教师提出问题3：神经递质发挥作用后的命运如何？如果此过程发生障碍，可能会导致什么结果？

学生小组合作学习，认真分析补充资料，提取信息并归纳总结。小组选出代表进行展示，其他小组进行质疑或补充，最后教师进行修正或总结。

【设计意图】通过问题串的形式，引导学生分步骤学习突触传递这个复杂的过程，适时补充的相关知识起到辅助理解和知识拓展的重要作用，有利于学生不断深入理解。

活动三：演绎传递过程，形成知识系统

根据上述信号在神经元之间传递的过程，教师指导学生分别扮演神经递质、突触相关结构、受体等，让学生自述信号传递的完整过程。学生积极参与，学习热情高涨。

【设计意图】以角色扮演的形式演绎相关知识，有利于提高学生的学习兴趣和课堂参与度，也有利于学生把握信号在神经元之间传递的过程，从而生成系统化的认知。

（三）迁移——联系社会生活，形成社会责任

教师视频展示麻醉剂、兴奋剂以及毒品的作用机制，展示我国禁毒工作取得的巨大成就以及缉毒民警背后的付出，布置活动任务：小组合作搜集兴奋剂和毒品的作用过程、带来的伤害以及应承担的后果，组内交流。

【设计意图】通过观看视频，让学生对兴奋剂和毒品作用机制形成直观认识，展示缉毒成就和缉毒民警背后的付出有利于激发学生的民族自豪感和社会责任感，从而帮助学生树立远离毒品危害、践行健康生活的意识，进而形成向他人宣传毒品危害的社会责任。布置搜集信息作业有利于培养学生搜集信息、整理信息的能力，团队合作能力以及交流能力。

（四）评价——多种评价方式，促进学生发展

评价方式多样，包括教师对学生的口头评价、书面评价，用评价表引导学生对课堂活动表现进行互评以及学生对自己进行评价。评价力求客观、准确、有指导意义。

【设计意图】评价方式多元，既包括过程性评价，又包括终结性评价；既包括师生互评、生生互评，又包括学生自评。评价根据具体表现展开，如课堂参与度、活动演绎的准确性和趣味性等，有利于学生形成对自己的准确认识，进而不断提升自我。

三、教学反思

本着用“5E”教学模式培养学生分析归纳、模型建构的科学思维以及远离毒品、健康生活的社会责任意识，本节课在吸引环节以膝跳反射这个简单且与学生生活密切相关的反射活动创设导入情境，既能激发学生的学习兴趣，又能巧妙引入课题。教学过程提供了丰富的科学研究资料，设计了多种课堂活动，以小组合作和角色演绎的方式，通过探究与解释教学环节，着重培养学生分析归纳、模型建构的科学思维和表达交流的能力。迁移环节拓展了兴奋剂以及毒品的相关资料，有利于培养学生搜集信息、提取信息和整理信息的能力，也加深了学生对毒品危害的认识，帮助学生树立远离毒品、健康生活的观念，及向他人宣传毒品危害的社会责任意识，完成情感与价值观的升华。最后的评价环节以丰富的评价方式、多样的评价角度帮助学生提高自我认知，不断完善自我。

四、总结与建议

在教学实践中，笔者能够明显感受到“5E”教学模式下学生相关表现情况的变化。结合课下对学生的访谈、学生的评价量表以及作业完成情况，笔者总结出“5E”教学模式的三个优点。一是有效提高学生的学习兴趣和课堂参与度。得益于“5E”教学模式吸引环节中的导入活动和探究环节中的互动活动，学生的课堂参与度高，讨论热烈，发言积极，学习兴趣浓厚。二是有效培养学生的科学思维。在探究环节，学生需要对相关资料或者教材上的相关信息进行信息提取、分析总结、归纳演绎，并形成相关概念或结论，有利于培养学生的科学思维能力。三是有效锻炼学生的合作探究能力和表达能力。探究环节需要进行小组合作，解释环节要求学生表述探究的结论，组内合作、组间督促实现共同进步，合理设计互动活动有效锻炼学生的合作探究能力和表达能力。

“5E”教学模式起源于美国，21世纪初引入我国教育领域，因此除了凸显该教学模式的上述优点，在实际教学中教师还需要根据实際情况进行相应改进，以更好地适应我国的教育情况。为此，笔者提出以下教学建议。

吸引环节是“5E”教学模式的起始环节，内容选择十分重要，教师可从以下四个方面选取教学内容：一是教材本身。教材内容丰富，是我们不可忽略的重要素材，每章的章首页图、章引言、名人名言以及每节课开头的“问题探讨”专栏部分都能够有效驱动学生主动学习。二是社会热点。教师要把握社会热点问题与生物学教学内容的相关性，并使社会热点为生物学教学服务，如新冠疫情、问题奶粉、太空育种、转基因食品、艾滋病等社会热点。三是科学前沿知识。科学前沿知识本身就蕴含丰富的知识，对培养学生核心素养有重要价值，如历年诺贝尔生理学或医学奖、转基因技术、叶子概念车等。四是学生经验。从学生生活经验入手，创设真实问题情境，是激发学生学习兴趣的有效途径，如通过展示庄稼缺乏某些元素而不能正常生长、学生军训时因没吃早饭而低血糖晕倒等事例导入新课。

探究环节是“5E”教学模式的中心环节，在此教学环节中教师要注意三点：一是精选探究问题。首先教师要明确不是所有内容都适用于探究，要在《课程标准》的指导下选择适合开展探究的问题。问题可以是难以理解的生物学概念，也可以是需要分析、归纳的知识点，还可以是相关科学史，等等。二是合理设置分组。合作小组的设置十分关键，小组成员数量控制在5—8人为宜，小组成员人选的原则为“组间同质、组内异质”，在考虑学生意愿的前提下，使小组成员的性别、性格、成绩等保持合理的差异。三是发挥组织者和指导者的作用。教师根据所要探究的问题，提前准备好必要的资料，提供有力的外部支持。在探究活动开始之前明确小组的具体目标和任务，提出明确的要求。在活动开始后，教师要时刻关注学生动态，记录学生表现，必要时给予指导。

解释环节是“5E”教学模式的关键环节，受制于学生表达水平有限和学习任务繁重，教师在解释环节需要注意两点：一是随机挑选小组发言代表。为了防止小组成员功能固定可能引起的倦怠，教师在挑选发言代表时要随机或轮流选择，促使每名成员都能认真对待小组学习。二是教师适时引导。学生在解释探究内容的概念、理论或结论时，教师应该引导学生用专业术语进行表达，及时纠正学生暴露的错误前概念。

迁移环节是“5E”教学模式的应用环节，教师可从以下三个方面选取教学内容：一是呼应“问题探讨”专栏。教材上的“问题探讨”专栏里经常设置有讨论题，教师可以利用这些讨论题检验学生的学习情况。二是社会热点。社会热点因其具有高关注度、知识性、趣味性等特点可用作迁移环节的材料，如在免疫系统的学习中以新型冠状病毒为材料等。三是生活情境。将知识应用于实际生产和生活中最能让学生直观感受到生物学的价值，教师可以布置一些与学生生活相关的开放性的应用问题，如设计针对免疫失调患者的治疗方案、设计对艾滋病的预防与治疗方案、设计针对糖尿病患者的膳食单，等等。

评价环节是“5E”教学模式的检验环节，主要目的是检验教学成果，既包括对学生学习效果的评价，又包括对教师教学效果的评价。评价可分为教师评价、学生自评、生生互评，评价之后还要给予学生一定的奖励，及时强化学生学习动机。

“5E”教学模式的5个环节各有各的作用，组合起来又是环环相扣的整体，但并不意味着一堂好的课就是仅由依次历经这5个环节而形成的。在选择好适合“5E”教学模式的课程内容后，教师要根据《课程标准》、教学目的以及实际学情灵活开展各个环节的教学，如针对具有探究价值的内容可循环采用探究—解释或探究—解释—迁移的环节组合等。

“5E”教学模式因其具有以学生为中心、重视对学生核心素养培养以及有效提高学生综合素质等优点，在我国被应用于多个学段和多个学科教学之中，其中对高中生物学教学有很高的應用价值。但在使用时，教师还应适当调整、与时俱进、不断丰富，这样才能真正利用好“5E”教学模式，充分发挥其应用价值。

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］朱正威，赵占良.普通高中教科书生物学选择必修一稳态与调节［M］.北京：人民教育出版社，2019.

作者简介：周倩洁（1998— ），河南新蔡人，主要研究方向为生物课程与教学论；刘燕华（1973— ），广西桂林人，硕士，副教授，主要研究方向为学科教学（生物）。

（责编 刘小瑗）