“5E”教學模式在高中生物學教學中的應用

周倩潔　劉燕華

【摘要】本文闡述“5E”教學模式的內涵，以“興奮在神經元之間的傳遞”教學設計為例，分析該教學模式在高中生物學教學中的應用：基于教材分析與學情分析制訂教學目標，歷經吸引、探究、解釋、遷移、評價等環節，設計模型建立、過程演繹、資料分析、知識遷移等活動，使學生主動建構知識、提升科學思維水平、發展社會責任，并提出運用該模式的相關建議，以期使其更好地服務于教學。

【關鍵詞】“5E”教學模式 興奮傳遞 教學設計 高中生物學

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）08-0084-04

“5E”教學模式是美國生物學課程研究會（Biological Science Curriculum Study，簡稱BSCS）開發的一種基于建構主義教學理論的教學模式，共分為五個環節，分別是吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評價（Evaluation），因其五個環節的每個單詞首字母都是“E”，所以稱之為“5E”教學模式。“5E”教學模式的主要內涵和教學要點如下：吸引（Engagement）環節是“5E”教學模式的起始環節，主要目的是通過生活化的情境引入，激發學生的學習興趣，引發學生的認知沖突，使學生的前概念得以暴露，進而引出學習任務。教師要在教學前充分了解學情，知曉學生已有的生活經驗；教師創設的問題情境要生活化、情景化，能夠引發學生的共鳴或激發學生的學習興趣。探究（Exploration）環節是“5E”教學模式的中心環節，它為學生提供一個動手、動腦和合作交流的機會。在此階段，學生是學習的主體，在資料探究或實驗探究的過程中，學生通過認真思考、觀察現象、概括規律、歸納總結等，主動構建知識。教師要為學生提供探究所需的背景知識、情境、材料等；引導學生通過自主探究或者合作探究的方式進行思考。解釋（Explanation）環節是“5E”教學模式的關鍵環節，教師鼓勵和引導學生用自己的語言初步闡述、分析所探究內容的概念、理論或結論，并及時進行糾正、追問和完善。教師要注意傾聽、追問、完善和補充新概念。遷移（Elaboration）環節是“5E”教學模式的運用環節，旨在幫助學生將所學的新知識運用于新的問題情境，從而實現對概念、理論、技能等的實踐、驗證、強化和鞏固。教師要精選新的、能與新知識緊密相連并且貼近生活的問題情境。評價（Evaluation）環節是“5E”教學模式的檢驗環節，用于檢驗教學成果。評價既包括對學生學習效果的評價，又包括對教師教學效果的評價。評價方式要多元，評價內容要全面，要以正面評價為主，評價應貫穿于整個教學過程之中。

“5E”教學模式以學生為主體、強調探究式學習、重視評價對學生的促進作用，符合課程改革和學科核心素養培養的要求，有利于打破傳統課堂“滿堂灌”的現象。本文以“興奮在神經元之間的傳遞”第2節教學設計為例，探索“5E”教學模式在高中生物學中的實踐應用。

一、教學分析

（一）教材分析

“興奮在神經元之間的傳遞”一節是新人教版普通高中生物學教科書選擇性必修一《穩態與調節》第2章第3節第2課時的內容。本節是在學習了第3節第1課時“興奮在神經纖維上的傳導”內容的基礎上，進一步探究興奮在神經元之間的傳遞過程。其中突觸的相關內容是后續學習神經系統的分級調節以及人腦的高級功能的基礎，因此本節課的教學具有承上啟下的重要作用。同時，由于突觸這一概念學生是首次接觸，且突觸間的信號傳遞過程較為抽象，因此教師要設計相關活動、建構物理模型、補充相關資料，讓學生獲得直觀認識，并及時補充興奮劑和毒品的相關知識，幫助學生理解和構建相關知識，深化結構與功能觀，提高科學思維水平，增強社會責任感。

（二）學情分析

在知識方面，經過前兩節的學習，學生已經知道神經調節的結構基礎——反射弧相關的結構，了解了神經調節的基本方式——反射的過程，知道神經沖動在神經纖維上的傳導方式。在能力方面，高二年級學生具有一定的學習主動性，且具備一定的抽象思維和綜合分析能力，但是歸納總結、建構模型的科學思維水平仍需提高。

（三）教學目標

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）對本節課的要求為“闡明神經沖動在突觸處的傳遞通常通過化學傳遞方式完成；認同并采納健康文明的生活方式，遠離毒品，向他人宣傳毒品的危害及其傳染病的防控措施”。筆者再結合教材分析和學情分析，按照素養本位的要求制訂本節課的教學目標如下。

生命觀念：通過觀察突觸電鏡圖和模式圖，認識突觸的結構，演繹突觸傳遞的過程，深化結構與功能觀。

科學思維：通過分析實驗事實、建構物理模型的方式，認識突觸傳遞的特點和分子機制，培養建立模型、歸納總結的科學思維。

社會責任：說明濫用興奮劑、吸食毒品的危害，培養自覺拒絕毒品的意識和向他人宣傳毒品危害的社會責任。

二、教學過程

（一）吸引——膝跳反射互動，提問引入正題

教師首先介紹膝跳反射的操作步驟，然后讓學生同桌兩人為一組，其中一名學生以蹺二郎腿的方式坐著，另一名學生用手掌邊緣部位叩擊坐著的學生的髕韌帶位置，觀察現象。學生互相叩擊后發現被叩擊的小腿會不自覺翹起再回落，即發生膝跳反射。教師提問：“膝跳反射需要經過多個神經元，上節課已經學過信號在神經纖維上的傳導，那信號如何在神經元之間傳遞呢？”從而引入正題。

【設計意圖】通過具有趣味性的膝跳反射活動，激發學生的學習興趣，提高學生的課堂參與度；對比信號在神經纖維上的傳導過程，提問信號在神經元之間傳遞過程又是如何，自然而然引發學生對本課學習內容的興趣。

（二）探究與解釋——設計多種活動，提高探究能力

活動一：建構物理模型，認識突觸結構

教師分別利用神經元銀染圖片、電鏡重構立體圖展示突觸結構，引導學生結合教材上的相關內容，小組合作畫出突觸的物理模型，并分析突觸的類型。學生根據展示圖片和教材知識，自主建構突觸物理模型，小組挑選組員進行解釋說明，明確突觸概念和類型。教師根據學生的回答情況進行補充和總結。

【設計意圖】突觸對學生來說是一個陌生又抽象的概念，但突觸的實質是一個物理結構，因此布置建構物理模型的任務有利于學生獲得直觀認識，加深學生對突觸結構的理解，為后續學習突觸傳遞打牢基礎。

活動二：分析相關資料，明確傳遞過程

教師用問題串的形式逐步引導學生了解突觸的傳遞過程及分子機制。

問題1：根據突觸結構圖，結合補充資料（細胞內外Ca2+濃度改變對突觸傳遞的影響），小組合作分析突觸前膜電位變化如何引起突觸小泡釋放神經遞質。

教師給出補充資料（興奮產生過程是Na+離子內流過程等），小組合作分析神經遞質如何作用于突觸后膜并使其產生興奮。

教師展示膝跳反射中伸肌和屈肌發生的不同效應，提出問題2：突觸后膜只能產生興奮嗎？由此可以推斷出神經遞質的分類有哪些？

接著，教師提出問題3：神經遞質發揮作用后的命運如何？如果此過程發生障礙，可能會導致什么結果？

學生小組合作學習，認真分析補充資料，提取信息并歸納總結。小組選出代表進行展示，其他小組進行質疑或補充，最后教師進行修正或總結。

【設計意圖】通過問題串的形式，引導學生分步驟學習突觸傳遞這個復雜的過程，適時補充的相關知識起到輔助理解和知識拓展的重要作用，有利于學生不斷深入理解。

活動三：演繹傳遞過程，形成知識系統

根據上述信號在神經元之間傳遞的過程，教師指導學生分別扮演神經遞質、突觸相關結構、受體等，讓學生自述信號傳遞的完整過程。學生積極參與，學習熱情高漲。

【設計意圖】以角色扮演的形式演繹相關知識，有利于提高學生的學習興趣和課堂參與度，也有利于學生把握信號在神經元之間傳遞的過程，從而生成系統化的認知。

（三）遷移——聯系社會生活，形成社會責任

教師視頻展示麻醉劑、興奮劑以及毒品的作用機制，展示我國禁毒工作取得的巨大成就以及緝毒民警背后的付出，布置活動任務：小組合作搜集興奮劑和毒品的作用過程、帶來的傷害以及應承擔的后果，組內交流。

【設計意圖】通過觀看視頻，讓學生對興奮劑和毒品作用機制形成直觀認識，展示緝毒成就和緝毒民警背后的付出有利于激發學生的民族自豪感和社會責任感，從而幫助學生樹立遠離毒品危害、踐行健康生活的意識，進而形成向他人宣傳毒品危害的社會責任。布置搜集信息作業有利于培養學生搜集信息、整理信息的能力，團隊合作能力以及交流能力。

（四）評價——多種評價方式，促進學生發展

評價方式多樣，包括教師對學生的口頭評價、書面評價，用評價表引導學生對課堂活動表現進行互評以及學生對自己進行評價。評價力求客觀、準確、有指導意義。

【設計意圖】評價方式多元，既包括過程性評價，又包括終結性評價；既包括師生互評、生生互評，又包括學生自評。評價根據具體表現展開，如課堂參與度、活動演繹的準確性和趣味性等，有利于學生形成對自己的準確認識，進而不斷提升自我。

三、教學反思

本著用“5E”教學模式培養學生分析歸納、模型建構的科學思維以及遠離毒品、健康生活的社會責任意識，本節課在吸引環節以膝跳反射這個簡單且與學生生活密切相關的反射活動創設導入情境，既能激發學生的學習興趣，又能巧妙引入課題。教學過程提供了豐富的科學研究資料，設計了多種課堂活動，以小組合作和角色演繹的方式，通過探究與解釋教學環節，著重培養學生分析歸納、模型建構的科學思維和表達交流的能力。遷移環節拓展了興奮劑以及毒品的相關資料，有利于培養學生搜集信息、提取信息和整理信息的能力，也加深了學生對毒品危害的認識，幫助學生樹立遠離毒品、健康生活的觀念，及向他人宣傳毒品危害的社會責任意識，完成情感與價值觀的升華。最后的評價環節以豐富的評價方式、多樣的評價角度幫助學生提高自我認知，不斷完善自我。

四、總結與建議

在教學實踐中，筆者能夠明顯感受到“5E”教學模式下學生相關表現情況的變化。結合課下對學生的訪談、學生的評價量表以及作業完成情況，筆者總結出“5E”教學模式的三個優點。一是有效提高學生的學習興趣和課堂參與度。得益于“5E”教學模式吸引環節中的導入活動和探究環節中的互動活動，學生的課堂參與度高，討論熱烈，發言積極，學習興趣濃厚。二是有效培養學生的科學思維。在探究環節，學生需要對相關資料或者教材上的相關信息進行信息提取、分析總結、歸納演繹，并形成相關概念或結論，有利于培養學生的科學思維能力。三是有效鍛煉學生的合作探究能力和表達能力。探究環節需要進行小組合作，解釋環節要求學生表述探究的結論，組內合作、組間督促實現共同進步，合理設計互動活動有效鍛煉學生的合作探究能力和表達能力。

“5E”教學模式起源于美國，21世紀初引入我國教育領域，因此除了凸顯該教學模式的上述優點，在實際教學中教師還需要根據實際情況進行相應改進，以更好地適應我國的教育情況。為此，筆者提出以下教學建議。

吸引環節是“5E”教學模式的起始環節，內容選擇十分重要，教師可從以下四個方面選取教學內容：一是教材本身。教材內容豐富，是我們不可忽略的重要素材，每章的章首頁圖、章引言、名人名言以及每節課開頭的“問題探討”專欄部分都能夠有效驅動學生主動學習。二是社會熱點。教師要把握社會熱點問題與生物學教學內容的相關性，并使社會熱點為生物學教學服務，如新冠疫情、問題奶粉、太空育種、轉基因食品、艾滋病等社會熱點。三是科學前沿知識。科學前沿知識本身就蘊含豐富的知識，對培養學生核心素養有重要價值，如歷年諾貝爾生理學或醫學獎、轉基因技術、葉子概念車等。四是學生經驗。從學生生活經驗入手，創設真實問題情境，是激發學生學習興趣的有效途徑，如通過展示莊稼缺乏某些元素而不能正常生長、學生軍訓時因沒吃早飯而低血糖暈倒等事例導入新課。

探究環節是“5E”教學模式的中心環節，在此教學環節中教師要注意三點：一是精選探究問題。首先教師要明確不是所有內容都適用于探究，要在《課程標準》的指導下選擇適合開展探究的問題。問題可以是難以理解的生物學概念，也可以是需要分析、歸納的知識點，還可以是相關科學史，等等。二是合理設置分組。合作小組的設置十分關鍵，小組成員數量控制在5—8人為宜，小組成員人選的原則為“組間同質、組內異質”，在考慮學生意愿的前提下，使小組成員的性別、性格、成績等保持合理的差異。三是發揮組織者和指導者的作用。教師根據所要探究的問題，提前準備好必要的資料，提供有力的外部支持。在探究活動開始之前明確小組的具體目標和任務，提出明確的要求。在活動開始后，教師要時刻關注學生動態，記錄學生表現，必要時給予指導。

解釋環節是“5E”教學模式的關鍵環節，受制于學生表達水平有限和學習任務繁重，教師在解釋環節需要注意兩點：一是隨機挑選小組發言代表。為了防止小組成員功能固定可能引起的倦怠，教師在挑選發言代表時要隨機或輪流選擇，促使每名成員都能認真對待小組學習。二是教師適時引導。學生在解釋探究內容的概念、理論或結論時，教師應該引導學生用專業術語進行表達，及時糾正學生暴露的錯誤前概念。

遷移環節是“5E”教學模式的應用環節，教師可從以下三個方面選取教學內容：一是呼應“問題探討”專欄。教材上的“問題探討”專欄里經常設置有討論題，教師可以利用這些討論題檢驗學生的學習情況。二是社會熱點。社會熱點因其具有高關注度、知識性、趣味性等特點可用作遷移環節的材料，如在免疫系統的學習中以新型冠狀病毒為材料等。三是生活情境。將知識應用于實際生產和生活中最能讓學生直觀感受到生物學的價值，教師可以布置一些與學生生活相關的開放性的應用問題，如設計針對免疫失調患者的治療方案、設計對艾滋病的預防與治療方案、設計針對糖尿病患者的膳食單，等等。

評價環節是“5E”教學模式的檢驗環節，主要目的是檢驗教學成果，既包括對學生學習效果的評價，又包括對教師教學效果的評價。評價可分為教師評價、學生自評、生生互評，評價之后還要給予學生一定的獎勵，及時強化學生學習動機。

“5E”教學模式的5個環節各有各的作用，組合起來又是環環相扣的整體，但并不意味著一堂好的課就是僅由依次歷經這5個環節而形成的。在選擇好適合“5E”教學模式的課程內容后，教師要根據《課程標準》、教學目的以及實際學情靈活開展各個環節的教學，如針對具有探究價值的內容可循環采用探究—解釋或探究—解釋—遷移的環節組合等。

“5E”教學模式因其具有以學生為中心、重視對學生核心素養培養以及有效提高學生綜合素質等優點，在我國被應用于多個學段和多個學科教學之中，其中對高中生物學教學有很高的應用價值。但在使用時，教師還應適當調整、與時俱進、不斷豐富，這樣才能真正利用好“5E”教學模式，充分發揮其應用價值。

參考文獻

［1］吳成軍，張敏.美國生物學“5E”教學模式的內涵、實例及其本質特征［J］.課程·教材·教法，2010（6）.

［2］朱正威，趙占良.普通高中教科書生物學選擇必修一穩態與調節［M］.北京：人民教育出版社，2019.

作者簡介：周倩潔（1998— ），河南新蔡人，主要研究方向為生物課程與教學論；劉燕華（1973— ），廣西桂林人，碩士，副教授，主要研究方向為學科教學（生物）。

（責編 劉小瑗）