“5E”教學模式在“有絲分裂實驗”教學中的應用

應文君

(浙江省縉云中學 321400)

陳 敏

( 浙江省縉云縣壺鎮中學 321404)

“植物有絲分裂實驗”是高中生物的一個重要實驗，通過實驗可培養學生的基本實驗技能，同時使學生獲得對細胞有絲分裂動態過程和染色體行為變化的感性認識。但據多年教學經驗，實驗成功率低，學生制作的裝片質量差，絕大多數學生觀察不到分裂相。

經過多次探索反復實驗，并借鑒他人成功經驗，運用“5E”教學模式進行實驗教學，取得了較為滿意的結果。

1 教學設計與實踐

“5E”包括吸引(engagement)、探究(exploration)、解釋(explanation)、遷移(elaboration)和評價(evaluation)等5個環節，因它們首個字母都是e而得名。

1.1 課前創設問題情境(吸引，1E) 在進行有絲分裂實驗課前老師建議學生進行預習，并告知該實驗成功率低，較難看到分裂期的細胞。組織有興趣的學生參加預實驗，尋找實驗不成功的原因。實驗結果除少數學生看到分裂相外，大部分裝片的結果是：細胞重疊多、染色深、看不清染色體；每張裝片中分裂相少。師生一起分析實驗不成功的原因，尋找能獲得滿意結果的實驗方法。

興趣小組通過查閱資料、整理信息后發現：①實驗材料除了洋蔥還可選擇大蒜、風信子、水仙花等；②染色用0.01 g/mL龍膽紫溶液染色 1min，實際操作過程中時間難控制而染色太深，使觀察時看不清染色體；③若染色后再用適量的醋酸處理，可以使細胞質膨脹，材質變硬，便于壓片；醋酸還可以加強龍膽紫對細胞核的染色體選擇性著色，所以經酸化后制成的裝片染色體更清晰[1]。根據搜集的信息，興趣小組培養了洋蔥、大蒜、風信子和水仙花的根，準備全班實驗。

1.2 課中實驗設計、動手操作(探究，2E) 實驗課開始，興趣小組代表先用PPT介紹他們的實驗結果，結合上述信息對實驗失敗的可能原因進行分析，介紹實驗體會和注意事項。

然后全班分組展開討論：包括具體選擇什么材料、實驗流程、染色劑的濃度和時間等。在教師提示下，細化具體設計方案，并預測可能出現的實驗結果。全班形成了5個實驗方案(表1)，然后各組選擇一個方案動手實驗操作。

表1 實驗設計方案

1.3 結果分享與交流(解釋，3E) 教師在這個階段給學生提供一個展示探究成果的機會。

實驗結束，每組由代表到講臺闡述選擇本方案的原因，探究過程中使用的技術與方法，遇到的無法解決的問題，最后把自己制作的裝片用數碼顯微鏡連接電腦在班上進行分享。

實驗結果：第一組染色較淺，延長染色時間效果更好；第五組分裂相最全，可清晰看到前、中、后、末各時期；其余各組均能觀察到部分分裂相，只是不全面，如第二組看到最明顯的是后期和末期(圖片再放大很清晰)，各組基本達到了預期實驗目的。

綜上，本實驗在取材、染色、步驟等方面改良的措施有：實驗材料用風信子和大蒜的根尖實驗效果好，整個大蒜培養比單瓣培養效果好；龍膽紫溶液要現配現用效果好，因存放的試劑在保存過程中水分蒸發造成濃度變高，使裝片染色很深；染色時間由0.01 g/mL的龍膽紫溶液1滴染色1min，改為0.0075 g/mL，適當延長染色時間，這樣更容易控制；流程改為在染色后再滴加20%醋酸1滴，處理后壓片，所得裝片能觀察各時期分裂相，多而全。

最后教師肯定學生的實驗設計和實驗成果，學生充分體驗到探究的成就感。

1.4 課后延伸(遷移，4E) 學生通過靜態分裂期圖像，直觀感受植物細胞增殖的動態過程，獲得對細胞分裂過程中染色體行為變化的感性認識。教師及時引導學生對獲得的感性認識進行遷移，并與原有的知識建立聯系，把新知識納入原有的知識系統，構建起新的知識體系：細胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂期包括前期、中期、后期和末期。

此環節使學生從實驗親身體驗中歸納提升，完成了從一般到特殊、從實踐到理論的突破。

1.5 多方位、多元化的課堂評價(評價，5E) 包括對學生知識目標達成的評價，對學生實驗操作技能與實驗結果的評價以及對學生探究能力與學生小組合作的評價等等；評價主體既有師生評價也有生生評價；評價過程也不一定在最后環節進行，問題一旦出現教師就及時抓住學生的興奮點和易錯點，進行討論和評價。例如，有學生上臺展示實驗結果時說到：“我們組觀察到后期染色體被拉向兩極。”教師及時請其他學生評價這句話表達是否正確，學生討論后指出：實驗時用鹽酸解離時細胞已經死亡，不能觀察到染色體被拉向兩極的動態過程，只能觀察到染色體分布在兩極的靜態圖，所以這種表達欠妥，改為“我們組觀察到后期染色體分布于兩極。”

2 對本節課教學實踐的反思

本節課運用“5E”教學模式，創設問題情境，激發學生產生興趣，尋求幫助，利用互聯網查找信息，設計創新實驗方案并進行實驗，獲得很好的實驗結果，裝片質量和成功率均提高。本節課在吸引環節，學生的鑒別、選擇、處理和分享信息能力得到訓練，在探究、解釋、遷移和評價環節，學生的探究能力、批判思維能力、交流與合作等能力得到提升，這些都是傳統教學模式中所欠缺的，但正是核心素養培養所需的。