運用7E教學模式轉變學生的“前科學概念”

黃嬌 馬姜明

摘?要：以初中生物學“種子的結構”一節為例，闡述了7E教學模式在轉變學生前科學概念的方法和策略，探究了7E教學模式在應用過程中需要注意的一些問題，為提高課堂教學效果提供借鑒。

關鍵詞：7E教學模式;轉變;前科學概念

一、 前科學概念的提出

生物學是以生物概念為基礎形成的學科，初中生物學的核心任務之一是幫助學生建構科學概念。生物教學中存在很多的前科學概念，其指的是學生在接受科學概念之前，已經在日常生活中通過生活經驗等途徑積累了許多的學科概念，這些在掌握科學概念前形成的對事物不完全正確、非本質認識的概念被稱為前概念或前科學概念。在教學過程中，當學生的前概念和將要學習的科學概念較吻合時，那么有利于學生形成科學概念，但若學生的前概念和將要學習的科學概念偏離甚遠時，這就會引起認知的沖突，阻礙概念的建構。因而，教師應根據學生的前概念水平，采取各種教學策略使前概念轉變為科學概念。

二、 7E教學模式的概述和選題初衷

7E教學模式是美國的教育專家Eisenkraft基于5E教學模式的基礎上提出的，是在5E教學模式的基礎上進一步的調整和擴充，這個教學模式主要細分為7個探究步驟，每一步驟都以E開頭，分別為激發（Eilicit）、參與（Engage）、探索（Explore）、解釋（Explain）、精致（Elaborate）、評價（Evaluate）和延伸（Extend）。發展后的7E教學模式在美國的科學課程中得到廣泛的應用和研究，在國內也有部分學者對7E教學模式進行探討，但較少將7E教學模式應用于轉變學生的生物學前科學概念。

《種子的結構》這一節課內容較為抽象，學生的前概念較多，單純靠傳統教學的知識直接講授，學生很難理解和掌握，因而采取恰當的教學方式轉變學生的前科學概念尤為重要。

三、 教材設計

（一） 教材分析

《種子的結構》選自北師大版初中生物學教材七年級上冊第3單元第6章第1節的內容。本節的要求是讓學生掌握綠色開花植物生活史的概念和探究種子的結構成分，在此之前已經學習了植物的器官，如根、莖、葉、花、果實和種子，以及植物的生活方式，如光合作用等，這為本節課的學習打下了基礎。雖然在生活中我們也接觸過植物的種子，但是七年級的學生對于種子的具體結構還是知之甚少，在生活中形成的前科學概念比較多，并且七年級的學生較難理解抽象的概念，因而在教學過程應提供更多的直觀教學材料，注重啟發引導，組織小組合作和探究活動，幫助學生形成“種子的結構”的相關科學概念。

（二） 教學目標

1. 概述綠色開花植物的生活史和種子的結構。

2. 比較單子葉植物和雙子葉植物種子結構的異同，了解種子萌發時的形態變化。

3. 培養學生觀察和自主探究能力，樹立熱愛自然、熱愛生命的人生觀和價值觀。

（三） 基于7E教學模式的教學過程

1. 激發（Elicit）：創設情景，引發認知沖突

創設情景：情景一：播放一粒葵瓜子萌發，最后長成美麗的向日葵視頻。情景二：春種一粒粟，秋收萬顆籽。

教師提問：你們知道美麗的向日葵是由什么發育而來？詩詞中體現了哪些生命現象？

學生回答緊跟著補充“四海無閑田，農夫猶餓死。”并且根據已學知識回答：美麗的向日葵是由種子發育而來的，這體現了植物生長、發育和繁殖的生命現象。

設計意圖：通過視頻播放和詩歌朗讀等情景吸引學生的注意，激發學習的興趣，暴露出學生的前科學概念，引起學生的認知沖突。

2. 參與（Engage）：引導學生參與到新知識的學習

教師根據上述情景講解綠色開花植物的種子萌發會先形成幼苗，幼苗長大后進一步結出果實，而果實里面有種子，我們把植物在生命歷程中所經歷的生長、發育和繁殖的整個過程叫做生活史。

接著提問：綠色開花植物的生活史的起點和終點是什么呢？

學生思考并回答綠色開花植物的生活史是以種子為起點和以種子為終點的過程。

設計意圖：根據情景設疑，理論聯系實際，使學生參與到新知識的學習，為探究活動和概念建構做好準備。

3. 探索（Explore）：開展探究活動，合作學習

過渡：日常生活中，種子對于我們來說并不陌生，我們經常會見到或者吃過，如大豆、玉米，那種子內部的結構我們是否了解呢。

探究活動：教師展示大豆和玉米種子的結構掛圖，組織學生分小組進行合作，回答以下問題。

①觀察大豆和玉米種子結構掛圖，把掛圖中的數字匹配下列對應的結構：

種臍[?];種皮[?];胚芽[?];胚軸[?];胚根[?];子葉[?];種皮和果皮[?];胚乳[?]。

②大豆種子和玉米種子的子葉各有幾片？

③胚芽、胚軸、胚根和子葉合稱什么？

④觀察并比較這兩類種子結構上的異同之處。

學生觀察掛圖，小組合作進行探究活動。

設計意圖：以掛圖的形式展示種子的結構，形象直觀，增強了學生的感性認識，同時在這個過程中培養學生的看圖能力和探究能力。

4. 解釋（Explain）：實現前科學概念的轉變

檢驗學生的前概念：各小組推薦代表上臺展示和匯報探究成果。部分學生對于種皮和果皮的前科學概念是認為兩者是相同的結構，而關于植物子葉和胚乳的前科學概念是認為大豆和玉米種子的子葉都有兩片，并且它們都具有胚乳。

幫助學生形成科學概念：教師在學生匯報的過程中，需要不斷地引導、補充、糾正，并鼓勵學生思考質疑從而形成科學概念。

師生總結：具有兩片子葉的稱為雙子葉植物，如大豆，它們的種子結構中都有種皮和胚（子葉、胚芽、胚軸和胚根）;單子葉植物與之最大的不同是胚中只有一片子葉和具有胚乳，胚乳在種子萌發過程為其提供營養。

設計意圖：學生通過交流、歸納和匯報等過程構建起科學的認知。

5. 精致（Elaborate）：深化概念理解，促進概念的延伸與應用

提問1：那種子的這些結構將來會發育成植物的什么部位呢？

播放種子發育的視頻，引導學生分析種子萌發時的形態變化。學生思考和觀看視頻，將種子結構和植物的各個部位相關聯，構建科學概念。

提問2：在玉米種子的縱剖面上滴加碘液，為什么胚乳部分會變藍？

師生總結：淀粉與碘液相遇會發生顏色反應——變藍，由實驗現象推斷出種子的胚乳里含淀粉。同時教師要指出種子的成分除了淀粉外還有蛋白質、脂肪、水和無機鹽等。

設計意圖：視頻直觀展示了種子萌發時的變化，指出胚乳遇碘變藍的原因，進一步深化概念理解，促進概念的延伸與應用。

6. 評價（Evaluate）：評價、檢驗學習效果

教師引導學生以概念圖的形式總結本節內容，概念圖的形式可以是多樣化的，學生完成后教師對其進行評價。

設計意圖：通過動手繪制概念圖，幫助學生梳理知識和構建知識體系，促進學生對本節課的理解，起到強化鞏固作用。在整節課中教師應注重及時評價，評價的方式可以是形成性評價和總結性評價相結合，以達到檢驗學生的學習效果。

7. 延伸（Extend）：將概念應用于新情景

教師展示蘋果和松球果實物，引導學生小組思考下列問題。

①蘋果和松球果的種子位于哪里？

②蘋果和松球果的種子各有什么特點？

學生觀察實物，小組進行討論，運用今天所學的知識對問題做出初步解釋，教師在這一過程做進一步補充和完善。

設計意圖：深化概念理解的基礎上，拓展延伸本節課的內容，幫助學生發現與之有聯系的相關概念或主題，進一步培養學生的發散思維和知識遷移的能力。

（四） 教學建議

1. 精選教學內容

7E教學模式并不是適用于所有的課程內容，對于一些內容繁雜，概念瑣碎分散，缺乏探究性的知識，采用7E教學模式就沒必要或者行不通了，如北師大版七年級生物上冊“植物體的主要組織”因概念過多，且遠遠脫離學生的生活經驗，學生不能進行自主探究，因而不適宜用7E教學模式開展教學。

2. 關于解釋環節的建議

“解釋”環節是7E教學模式的一個關鍵環節，其在學生前概念轉變中尤為重要。在“解釋”環節里要求教師不能直接對概念給出科學的解釋，而是先組織小組代表匯報探究結果，學生解釋概念，在這個過程中教師要不斷地引導、補充和鼓勵其他學生質疑思考，最后師生進一步總結出概念的科學解釋，實現學生前科學概念的轉變，使新概念順應到學生原有的認知結構中。

3. 關于延伸環節的建議

“延伸”環節是7E教學模式的最后一個環節，其主要是幫助學生深化概念的理解，將概念應用于新的情境，培養學生的發散思維和遷移能力。需要注意的是，延伸出來的問題或任務須與本節的概念相關聯，且要分布在學生的最近發展區（蘇聯教育家維果茨基主張：學生的發展有兩種水平，一種是學生的現有水平，指獨立解決問題所能達到的水平，另一種是學生可能的發展水平，也就是借助外力所獲得的潛力，兩者之間的過渡區域稱為最近發展區），這樣更有利于概念的遷移和應用。如本節課學生在學習了種子的結構的概念后，引導學生思考蘋果（被子植物）和松球果（裸子植物）的種子的特點，進一步拓展了本節內容。

4. 全面了解學生的前概念實驗效果會更明顯

正確的前概念對于學生的學習有積極正面的影響，錯誤的前概念對學生的學習卻會有消極反面的影響。因此在進行教學實驗前，需要診斷學生的前科學概念。檢測學生前科學概念的方式有很多種，如前概念測試、課堂提問、個別訪談、問卷調查等等。在中學教學中，大部分教師對學生前概念的診斷主要依賴于課堂提問或者自身的教學經驗，也有部分老師無暇去診斷學生的前科學概念。若在教學前能夠采用多種方式，如學生訪談、問卷調查、前概念測試等方式相結合，系統地診斷出學生的前概念，有針對性地調整教學策略，那么7E教學模式實施的效果會更顯著。

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