基于“5E”教學模式下“細胞的衰老和凋亡”一節的教學設計

[摘 要] 利用“5E”教學模式對“細胞的衰老和凋亡”進行教學設計，以“細胞的衰老與凋亡”與人體健康的關系為主線，應用“參與、探究、解釋、精致和評價”五個環節，使學生在探究性學習過程中主動構建知識，培養自主學習能力，提高科學和人文素養。

[關鍵詞] 教學模式;細胞衰老;細胞凋亡;個體健康

[基金項目] 河南省教育廳2016年教師教育課程改革研究項目（2016-JSJYLX-035）;2019年周口師范學院教育教學改革研究項目（J2019032）

[作者簡介] 王永立（1978—），男，河南西平人，醫學碩士，周口師范學院教師，主要從事生物學理論與教學研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）34-0325-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-18

5E學習環教學模式是基于建構主義教學理論的一種探究式教學策略和課程模式，由五個緊密相連的環節構成：即參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、精致（Elaboration）和評價（Evaluation）等[1]。5E學習環精髓在于探究環節，通過教師引導，學生合作探究，使課堂成為以學生為主體的“探究性學習”場所。它打破了傳統的灌輸傳授模式，利于學生科學探究能力的培養和科學思維的養成，利于學生實現概念轉變和構建科學概念。以“細胞的衰老與凋亡”為例，闡述“5E”教學模式在高中生物學教學中的應用。

一、教材分析

目前，很多國家步入老齡化社會，與年齡增長相關的疾病已成為困擾當今社會發展和人民健康的頑疾，衰老性疾病和抗衰老治療等研究已成為生命科學領域的熱點內容。“細胞的衰老與凋亡”是人教版高中生物學教材《分子與細胞》第六章第三節的內容。衰老是生物界的普遍現象，是生命過程的必然規律。本節課的主要教學內容包括：什么是衰老？衰老有哪些特征？人為什么會衰老？如何理解個體衰老和細胞衰老的關系？細胞凋亡與細胞死亡的區別。課標對該內容的要求是“探討細胞衰老和凋亡與人體健康的關系”[2]。因此，本節課重點是引導學生探究細胞衰老和凋亡與人體健康的關系，同時培養學生健康生活方式養成，增強關愛他人、關注社會的責任擔當。

二、教學目標

1.知識目標：分析細胞衰老的原因;描述細胞衰老的特征;列舉個體衰老與細胞衰老的關系;分析細胞凋亡的意義。

2.能力目標：查閱“細胞凋亡與衰老”“衰老與抗衰老”相關資料，分析細胞的衰老和凋亡的生物學意義;嘗試探究細胞衰老與人體健康的關系。

3.社會責任目標：關注社會老齡化問題，關愛老年人健康，討論可行的解決方案;關注健康與養生，形成良好的生活習慣，促進人健康的衰老。

三、教學過程

1.參與：通過設置問題創設情境，引導學生參與教學過程，激發學生學習興趣。

環節1：衰老有哪些特征？

通過展示不同年齡人群的圖片，讓學生近距離觀察年輕人和老年人的不同形態特征，并總結出個體衰老的主要特征。引導學生探討導致衰老的原因。

2.探究：讓學生觀察現象，從現象中發現問題，并探尋問題的根源，在探究中初步建構新知。

環節2：導致個體衰老的原因是什么？

查閱資料，從細胞學層面分析導致個體衰老的原因。得出結論：細胞衰老是導致人體衰老的重要原因。

環節3：導致細胞衰老的原因有哪些？

教師講述自由基學說和端粒學說，讓學生從微觀角度理解衰老的原因，真正認知衰老過程中機體細胞變化的根源，從而得出自由基學說和端粒學說是導致細胞衰老死亡的主要原因的論斷。

3.解釋：先讓學生自己嘗試解釋探究結果，教師正式明確相關概念和原理，幫助學生精準構建新知，并指導學生理解和應用新知識解決問題[3]。

環節4：在探究環節中，同學們總結出細胞衰老的原因，分析出細胞衰老死亡與個體衰老之間的關系。提問細胞的死亡（壞死）與細胞凋亡有什么區別？細胞凋亡有何意義？與機體健康和衰老有什么聯系呢？

教師明確細胞死亡（壞死）和細胞凋亡概念后，請同學們觀察胎兒手發育過程的視頻，并以機體被病原體感染后細胞的清除為例，解釋細胞凋亡的概念。基于上述過程，讓學生明白正常的細胞凋亡對機體的正常發育和內環境的穩定具有重要意義。同時讓其知道細胞凋亡發生紊亂時，也會導致疾病的發生。

環節5：細胞凋亡紊亂與自身免疫性疫病

正常的細胞是維持機體健康的基礎，而隨著年齡的增長，細胞出現了衰老和凋亡紊亂，從而導致了疾病的發生。舉例說明嚴重危害老年人身體健康的多種疾病的發生，都是隨著年齡的增大而升高。多種疾病的發生均是因為細胞功能下降所致，從而引申出細胞的衰老和凋亡與人體衰老和個體健康有直接的關系。

最后，請同學們查閱類風濕性關節炎和系統性紅斑狼瘡的發病機制，描述細胞凋亡與機體健康之間的聯系。由此解釋機體免疫細胞功能下降，會使其免疫監視和免疫穩定能力降低，從而導致了癌癥和自身免疫性疾病的發生。因此，細胞的衰老和凋亡紊亂是影響個體健康的重要因素。

教師總結：正常的細胞凋亡是對機體有利的，而細胞凋亡紊亂則會導致疾病的發生。細胞的衰老是不可避免的自然現象，它最終導致了個體的衰老和老年性疾病的發生。我國老齡化發展迅速，老齡化問題嚴重，應樹立關愛老人、關注老齡化社會的意識。

4.精致：聯系生活，遷移應用。學生應用新知識和新概念解決生活中的問題或解釋新的現象，從而加深或拓展對新概念的理解。這個過程實質是新知不斷精致化的過程，也是生物學素養養成的一種途徑[4]。

環節6：生活中我們該如何延緩衰老而達到健康長壽的目的？呈現問題：（1）哪些食物具有抗衰老的作用？抗衰老的機理是什么？讓學生查閱資料，了解哪些食物能夠延緩細胞的衰老，有利于機體健康，并具有抗衰老的功能。舉例：洋蔥、葡萄酒、奇異果、紅蘿卜等。（2）運動能抗衰老嗎？運動能加快血液循環，增強紅細胞功能，促進細胞內自由基的排出，同時有利于衰老細胞的及時清除，使機體保持精力充沛的狀態。（3）定期獻血能抗衰老嗎？定期獻血可提高骨髓干細胞的造血功能，促進新細胞的再生。鼓勵青年學生自愿獻血，關注他人健康，增強社會責任和擔當。

教師總結：在生活中，我們能夠通過外因達到延緩衰老、健康長壽的目的，同學們應該樹立積極的生活態度和健康的生活方式，促進機體健康的衰老。

5.評價：教師要觀察和了解學生對課堂所學新知的掌握情況，認知和能力提高到何種程度。同時，鼓勵學生進行自評和互評。

環節7：討論抗衰老領域的社會熱點問題：換血能使人重返青春嗎？請同學們結合本節課學到的知識，分析“換血”能否延緩衰老？

經過以上環節的教學，學生對于個體衰老與細胞衰老的關系、細胞衰老和凋亡與機體的健康之間的關系有了深刻的理解，并認識到換血與獻血的差異。

四、教學反思

本著培養學生探究性學習的理念，本節課通過層層遞進的環節設計，向學生講述了細胞衰老和凋亡與個體健康的關系。并通過增設一些如自身免疫性疾病、癌癥等與年齡相關的疾病及抗衰老領域的生命科學研究熱點內容，培養了學生對科學研究的興趣和自主學習的能力。在生命觀念和社會責任的培養中，從細胞衰老與凋亡和機體健康的關系入手，教育學生養成良好的生活習慣，關注社會老齡化問題和老人健康，體現了在“5E”教學模式下，構建以學科核心素養為根本的學生自主學習體系和學生為主體的探究性學習教學理念。

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）：39-42.

[2]劉恩山，汪忠.普通高中生物課程標準（實驗）解讀[M].南京：江蘇教育出版社，2004：95-140.

[3]卜麗君，陳學梅，舒琥.5E教學模式下“軀體的運動”教學設計[J].中學生物教學，2019（8）：65-66.

[4]王春.基于5E教學模式進行“尿液的形成和排尿的意義”的教學設計[J].生物學教學，2017，42（5）：26-27.