5E教學模式在初中科學教學中的應用

曲秋

自20世紀80年代末以來，5E教學模式就在生物科學課程研究的總課程設計中開始應用，并且地位十分重要，這是一種既能用于總課程，也能用于具體學科課程或某一節具體課的教學模式，是一種能夠激發學生學習興趣的教學模式和教學方法。5E和我們新課改的理念是一致的，都是強調學習的主體是學生，活動的中心是學生，教師只是一個幫助者或指導者，在這個模式下教師的教學行為和學生的學習行為是協調一致的。通過觀察師生的行為，我們可以清晰地發現：教師設計的所有教學活動，都是為了促進學生更好地探究并從中獲取科學的概念，而5E使教師的設計更加精準高效。

本文筆者以浙教版八下第三章《生物的呼吸和呼吸作用》第二課時的教學為例，分析和展示5E教學模式的基本內容及其理念在教學中的具體應用。本節的教學目標為：知道動物的呼吸作用；知道植物的呼吸作用；了解呼吸作用的過程；說明呼吸作用的意義。

1E——吸引：提出與日常生活有關的值得探究的問題

八年級的學生對于周圍的事物充滿了好奇，希望能夠親自解開其中的奧秘，教師可以提前準備一個簡單的演示實驗，吸引學生的注意力，提高學生學習興趣。所以這節課我選擇當堂燃燒干面條，大多數的學生不相信面條會燃燒，所以觀察得會更加仔細，對現象的描述也會更加全面。學生能回答出如“面條會燃燒，最終燒沒了，有發光、發熱”，根據已有知識能判斷出燃燒時消耗氧氣會生成二氧化碳等，有的學生還提到燃燒時會釋放出能量。

觀察現象后更重要的是讓學生思考，同時進一步進行追問：“面條燃燒時，它們發光、發熱，在較短的時間內將能量釋放出去，我們吃面條也是為了獲得面條的能量。那么面條在我們體內也是這樣劇烈地燃燒嗎？面條及我們吃進去的其他食物在我們的體內是如何釋放能量的？”這樣一個精彩刺激的實驗，會牢牢地抓住學生的注意力，也會讓學生用心地去想這是為什么，形成概念沖突，這樣就達到了激發學生學習興趣的目的，這時教師再提出本節課的學習要點：面條被食用后，在人體細胞內釋放能量是通過呼吸作用來實現的。因此，呼吸作用就在學生的頭腦中留下深刻印象，學生對接下來的學習也會更加好奇。

2E——探究：引導學生進行探究

探究一：科學書P104所示的活動

這里要提前準備實驗器材，特別是3～6只昆蟲，最好選擇季節性常見的如蝗蟲、蟬、蠶等。整個實驗需要10分鐘左右，所以在結果出現之前，要提醒學生思考幾個問題：

1.堿石灰的作用是什么？（吸收裝置內空氣中的二氧化碳）

2.試管B的設置有什么作用？（對照）

3.記錄實驗開始時和10分鐘后，A、B試管中紅色液滴與橡皮塞的距離，你有什么發現？（A試管中的距離變小了，B中的幾乎不變）

4.位置改變的原因是什么？（呼吸作用會消耗氧氣同時生成二氧化碳，而二氧化碳被堿石灰吸收了）

5.從實驗中你得到了什么結論？（動物也要不停地進行呼吸作用，產生二氧化碳）

探究二：證明植物也能進行呼吸作用

這是一個時間較長的實驗，最好是提前安排兩個活動小組在課前來完成，做好錄像及記錄，在上課的時候讓請小組的代表向全班展示匯報，實驗過程以及實驗結果展示的方法可以讓學生提前拍好圖片，也可以選擇視頻的方式播放出來。課堂上所有學生可以明顯地看到現象：“已浸水及消毒的種子”的試管中石灰水變渾濁，而另一支無此現象。進而得出結論：萌發的種子能進行呼吸作用。這時教師給出背景知識：二氧化碳可以使澄清的石灰水變渾濁。接下來可以讓學生們完成教材中的思考和討論：在實驗中，種子“已浸水”和“已煮熟”意味著什么？（“已浸水”的種子中水分增多，呼吸作用加強，實驗效果明顯；“已煮熟”意味著種子已經死亡，不能進行呼吸作用）種子為什么要消毒？（種子消毒是為了排除細菌呼吸作用的影響）

探究三： 植物的其他器官也能進行呼吸作用

此實驗需要教師提前一天準備，把數株新鮮菠菜裝入塑料袋中，用繩子扎緊袋口，不使外界空氣進入，在暗處放置一個晚上。上課時，松開塑料袋口，插入一根導管，讓塑料袋中的空氣通入澄清石灰水中，觀察石灰水的變化。學生們可以清晰地看到澄清石灰水變渾濁，從而得出結論：植物的其他器官也能進行呼吸作用。接著進一步向學生闡述植物的各個部分如根、莖、葉、花、果實、種子的每一個活細胞每時每刻都在進行呼吸作用，微生物等其他生物也有呼吸作用，呼吸對生命活動來說十分重要

探究四：呼吸作用會釋放熱量

這是一個擴展探究。教師向學生們提出：“呼吸作用會釋放熱量嗎？”學生們根據所學會回答“會”，然后請同學們設計一個實驗，證明呼吸作用會釋放熱量，并在課后完成實驗記錄，第二天展示匯報。通過擴展探究，思考實驗，分析現象，這樣一步步推進，增強了學生對知識的理解深度，同時實驗技能和方法也得到了明顯的提高。

3E——解釋：利用實驗現象得出合理的解釋

通過課堂上三個探究活動的連續展開，學生已經對“呼吸作用是什么”有了感性認識，接下來就需要學生根據看到的實驗現象和記錄的實驗結果，嘗試用簡單明了的詞語表達、表明呼吸作用的過程，即用公式表示物質變化同時標出能量變化，以“當人體功能的有機物為葡萄糖時”為例。

葡萄糖+氧氣 酶 二氧化碳+水+能量

向學生們介紹呼吸作用的實質：就是把貯藏在生物體內的有機物里的能量釋放出來，轉變為生命活動所需的能量。根據學生的情況進一步提出：“若短時間動植物缺氧，會不會死亡？”“此時生命活動的能量來自哪里？”從而向學生介紹無氧呼吸，并進一步強調呼吸作用的意義：為生命活動提供能量。呼吸作用一旦停止，生命活動就將結束。

4E——遷移：擴展概念

要求學生聯系以上看到的實驗思考下列問題：

呼吸作用的本質是什么

這里我們可以采用類比的方法讓學生理解，面條燃燒時，它會消耗氧氣和淀粉，釋放能量和產生二氧化碳，而生命的一切活動也都需要能量來維持。生命活動需要的能量來自哪里呢？沒錯，就是通過細胞呼吸產生的，細胞呼吸其實也是一種氧化反應，在本質上與面條燃燒是相同的。一個精準的類比，學生就能想象和推斷生物體細胞在氧的作用下，通過酶的催化作用，把有機物氧化分解成二氧化碳和水，同時把貯藏在有機物內的能量以熱的形式釋放出來，供生物體各種生理活動需要的整個過程。

呼吸作用與呼吸的異同

呼吸指的是人體與外界環境進行氣體交換的整個過程，我們平時所說的呼吸一般指的是肺通氣，即肺泡與外界環境之間進行的氣體交換的過程。而肺通氣是通過呼吸運動來實現的，呼吸運動包括吸氣和呼氣兩個過程，呼吸運動是膈肌和肋間肌活動的結果。而呼吸作用是生物體內有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳水和其他產物并釋放出能量。

判斷出燃燒與呼吸作用的異同

燃燒和呼吸作用有不一樣的地方，燃燒更加劇烈，而呼吸作用較為緩慢，是緩慢的氧化過程。當然他們也有相同的地方，他們都要消耗氧氣，生成二氧化碳。為了學生更好區分，讓學生列表比較呼吸作用與燃燒的異同：

當然學生在表述的過程中可能會有很多的問題，但是教師這里應盡量引導他們把自己的觀點表達清楚，只有盡可能地表達闡述，才能清楚學生是否真的理解，有誤解的地方在哪里，讓孩子們在各種觀點的碰撞下以及教師的引導下辨析，進而思考問題的本質，得出正確的概念。

5E——評價：對概念的理解及技能的掌握程度

評價一：辨析基本概念并給出理由，目的是糾正一些常見的錯誤

1.植物只有在沒有受到關照時，才會進行呼吸作用。

答：錯，植物的呼吸作用是時時刻刻都進行的。

2.生物的呼吸作用是緩慢氧化反應。

評價二：學以致用，用本節課所學知識解釋問題

1.洪澇災害后，一些植物往往因此爛根而死，這是為什么？

2.植物能夠凈化空氣，因此很多人喜歡在家中放置大量的植物，有人卻說植物臥室過夜會對健康不好，你來分析一下？

結語

總之，5E教學模式有助于教師在教學中充分利用和挖掘教材，精準抓住知識和方法的結合點；有助于教師利用具體的教學內容，適時對學生進行點撥，有利于學生在收獲知識的同時更系統地掌握不同的科學方法，從而樹立正確的科學價值觀。通過概念的形成、規律的得出培養學生抽象和概括能力，通過模型的建立培養學生分析和綜合能力，通過知識的運用培養學生推理和判斷等思維能力，這些環節同樣有助于學生科學的語言文字表達能力和口頭交流能力的培養，從而全面提升學生科學素養。