“5E”教學模式在高中生物概念教學中的應用

摘 要：5E教學模式是基于建構主義教學理論和概念轉變理論的教學模式，由引入、探究、解釋、精致和評價這5個教學環節組成的。以“群落的結構”的概念建構為案例，闡述5E教學模式在生物概念教學中的應用。

關鍵詞：5E教學模式;概念教學;群落的結構

一、 5E教學模式和概念教學

5E教學模式是基于美國生物課程研究（BSCS）開發的建構主義教學理論和理論和概念轉變理論的教學模式，讓學生能過科學探究獲得更加深入理解的知識。5E教學模式一共包含了5個教學環節，這5個教學環節分別是：引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、精致（Elaboration）和評價（Evaluation）。由于5個環節的英文名稱都是以E開頭，所以該教學模式簡稱“5E”教學模式。概念是學生在頭腦里所形成的反映對象本質屬性的一種思維形式，把感知的事物的本質屬性和特點抽象出來并加以概括。生物學科概念反映了生物學科知識的本質屬性和特點。課堂中概念教學必須開展相應的教學活動，幫助學生自主構建、理解生物學概念，并能遷移應用于新情境中，從中培養科學思維，提高科學探究能力，從而樹立生命觀念，并擁有嘗試運用生物學概念解決問題的社會責任擔當，最終提升學生的生物學學科核心素養。5E教學模式是圍繞幫助學生積極構建、理解和應用科學概念而建立的一種教學模式，能夠體現高中生物概念教學的思想，符合我國以發展學生學科素養為宗旨的課程理念和改革方向。

二、 “5E”教學模式的案例研究

筆者嘗試以人教版高中生物必修三第四章“種群和群落”第三節的內容《群落的結構》為案例，闡述如何將5E教學模式應用于高中生物概念教學中。基于“5E”教學模式，學生可以描述群落的結構。從生命系統的角度來看，群落有一定的組成和結構。各有機體有相互制約和相互依存的關系，加深了對系統的認識。

（一） 引入

教師提供有意義的學習活動，以吸引學生的學習興趣。可以形式多樣地呈現實物、問題、情境等，引導學生聯系已有的知識和經驗，進行思考和表達，暴露已有的前概念或錯誤概念，產生認知沖突，激發探究欲望。這是學習科學概念的重要基礎和前提。

本節播放“武夷山風景名勝區”的視頻，讓同學們領略到我省的名勝瑰寶，感受武夷山生物物種的多樣性。雖然沒法到達武夷山進行實地調查，但我們學校擁有一處占地幾十畝的生物園作為我們課堂研究的基地。

（二） 探究

探究環節，根據學生得到的資料和實驗材料，教師提出緊扣主題的具有挑戰性、探索性的問題，使學生主動去探索。

邀請學生參觀本校生物園，全班分為8個小組進行調查活動，要求學生仔細觀察生物園地中的各種生物（特別是池塘里以及地表、距地表1 m和5 m位置的生物種類）以及各生物之間可能存在的關系（每2組研究種間關系的一種，并從生物園中找出屬于自己小組的種間關系的實例），查詢資料和采集相關生物實驗材料。嘗試進行情景探究式教學，讓學生在玩中學，做中學。

各組成員代表依次展示他們觀察的生物，并簡單介紹這些生物的名稱和特點。通過學生的表達，大家知道了園中有蕨類植物以及杜鵑花、雞蛋花、羊蹄甲、龍眼樹等植物，園中池塘有浮游生物、魚類等，還有鳥類棲息等等。學生認識園中許多的生物物種，同時教師在過程中也要引導學生認識到觀察每個物種是否是由多個個體組成，確認園中的生物是多個種群，明確現在的生物園中的所有生物的集合就是一個群落。接著老師請學生扮演生態學家，以生物園為對象，提出所要研究的問題。比如學生提出生物園的地理位置，園中有多少種群，哪些是優勢種;種群之間的關系如何;種群在群落中的位置，生物園的空間結構和演替等問題。

本環節旨在激發學生探索和協作的興趣，了解當地生態系統、提高環境保護意識，同時培養學生科學思維能力和合作、探索的精神。

（三） 解釋

解釋是引入概念環節。完成探究之后，教師要引導和要求學生組織語言把探究的結果歸納解釋。教師根據學生的解釋加以修改完善，最終給出完整的科學的解釋和概念，以加深學生的認識和理解記憶。

在探究活動之后，教師引導學生認識到群落是比種群更高層次的生命系統，請學生總結群落的概念：同一時間內聚集在一定區域中各種生物種群的集合，叫做群落。從角色扮演活動中，師生總結了研究的六大問題：范圍與邊界→物種構成→種群位置→物種關系→空間結構→群落繼承。學生們觀察到的生物園中最重要的物種是與課前播放的武夷山景色相比較。了解物種組成是區分不同群落的重要特征。并提出社區差異不僅體現在物種構成上，而且引導學生閱讀教科書，總結“豐富性”的概念，比較不同社區的豐富性。

無論一個群落中有多少物種，它們都不會隨機聚集在一起，而是通過復雜的種間關系相聯系。在探究活動時，每組匯報從生物園中找到的種間關系對應的實例。以典型實例分析種間關系的特點、能量流動的方向和兩個種群的數量波動規律。比如有的組帶來了池塘中得到的草履蟲，并通過查找資料，描述了分別飼養和混合飼養時雙小核草履蟲和大草履蟲數量的變化，并嘗試分析原因，后畫出數學模型表示競爭。關于捕食關系，組員帶來了鳥吃蟲等實例，借助課本猞猁和雪兔的案例，分析捕食關系的種群數量的波動情況，并從中獲得捕食者和被捕食者數量變化的規律，引導學生思考捕食者對維持整個群落穩定的意義。用板書畫出數學坐標圖表示捕食關系圖。寄生和互利共生，各組都給出了具體實例并畫關系圖說明講解。從學生的匯報和解釋中，我們自然而然地得到競爭、捕食、寄生和互利共生的概念。

在群落里面，每個生物種群占據群落的不同空間，導致群落形成一定的空間結構。在學生展示生物物種后，引導學生注意群落中每個種群的位置，解釋群落的垂直結構，分析垂直結構的特征意義，分析植物和動物垂直結構的重要性。觀察生物景觀中同一水平面不同區域的種群分布，討論群落的橫向結構及其形成的原因。

本環節是學生最喜愛的環節，在課堂中學生能暢所欲言，準確地向大家闡述本組的研究成果。在掌握概念的同時，也提升了自己的科學思維。

（四） 精致

精致是概念應用的環節，學生學習到了新的概念，要把概念運用起來解決實際的問題和接收現象。這個過程就是新概念不斷精致化的過程。

創設下列新情景，金合歡蟻是一種以金合歡樹的花蜜為食物的生物，常年生活在金合歡樹上保護了金合歡樹不受到其他動物的傷害。如果把樹上的金合螞蟻去除，則金合歡樹的生長會減緩整，存活率也會降低，由此條件不能得出的結論是（ ?）

A. 金合歡蟻從金合歡樹獲得能量

B. 金合歡蟻為自己驅逐競爭者

C. 金合歡蟻為金合歡樹驅逐競爭者

D. 金合歡蟻和金合歡樹共同（協同）進化

參考答案：金合歡蟻與金合歡樹屬于互利共生關系。金合歡樹的競爭者是其他植物，金合歡蟻不能驅逐其競爭者，選擇C。

從新情景新問題中引導學生對相應的概念和方法進行歸納總結，全方位地理解新概念。

（五） 評價

評價環節中，教師可以通過提問、小組討論、記錄學生的動手操作能力、紙筆評價等多種形式綜合評價學生對新概念的理解和應用情況。采用含有一定情境的開放式評價方式，這包括：訪談、簡答、任務報告、繪制概念圖、真實情境下的問題解決等等。

最后，請學生嘗試構建群落的結構的概念模型。

三、 教學反思

5E教學模式不同于以往的探究型或者概念型教學模式，它比其他教學模式更能幫助學生組織學習內容，構建和運用科學概念。運用5E教學模式，激發了學生的學習興趣和求知欲，學生能夠體驗探究情景式教學，主動參與探究過程，小組互助合作，大膽說出自己的探究成果，匯報中有思維的碰撞，取得了很好的效果。5E教學模式不僅提高了學生探究、思辨等科學思維和科學探究能力，也有助于對大概念的深入理解和形成，發展了生命觀念。

參考文獻：

[1]王健，李秀菊.5E教學模式的內涵及其對我國理科教育的啟示[J].生物學通報，2012，47（3）：39.

[2]張穎之，劉恩山.核心概念在理科教學中的地位和作用——從記憶事實向理解概念的轉變[J].教育學報，2010，6（1）：57-61.

[3]陶楊娟.5E教學模式應用于高中生物核心概念的教學——以“DNA復制”為例[J].中學生物學，2017（12）.

[4]汪帆，姚寶駿.基于5E教學模式下“生物膜的流動鑲嵌模型”一節的教學過程設計[J].中學生物學，2017（1）.

[5]陳曉穎.“5E教學模式”應用于“促胰液素的發現”的教學策略[J].中學生物學，2016（1）.

[6]李梅紅.基于概念學習的“染色體變異”（第一課時）教學設計[J].中學生物學，2015（6）.

[7]俞泓伶.“5E教學模式”在高中生物核心概念教學中的應用——以“染色體變異”一節為例[J].中學生物學，2019（1）.

[8]盧鎮岳，謝旼.運用5E教學模式進行科學解釋教學的實踐——以“現代生物進化理論的由來”一節為例[J].生物學通報，2017（10）.

[9]陳坤.5E教學模式應用于“血液和血型”的案例分析[J].考試周刊，2017（34）.

[10]盧鎮岳.5E教學模式應用于概念教學的探索——以“有絲分裂”一節為例[J].生物學通報，2016（9）.

作者簡介：

沈淑芬，福建省省漳州市，福建省漳州第一中學。