5E教學(xué)模式在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用綜述

［摘 要］為探究5E教學(xué)模式在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，促進(jìn)該模式與中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的融合，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，本文從課型應(yīng)用、模式融合與創(chuàng)新以及培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)三方面探討了5E教學(xué)模式在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并基于現(xiàn)狀分析，提出了5E教學(xué)模式研究的不足與展望，以期為5E教學(xué)模式在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

［關(guān)鍵詞］5E教學(xué)模式；中學(xué)生物學(xué)；核心素養(yǎng)

［中圖分類號］" " G633.91" " " " ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］" " A" " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2024）23-0078-04

隨著新課改的持續(xù)推進(jìn)，有效的課堂教學(xué)不僅要注重學(xué)生的知識建構(gòu)和理解，還要培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，發(fā)展其綜合素質(zhì)。5E教學(xué)模式是一種基于探究的教學(xué)方式，能夠有效發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、科學(xué)思維與科學(xué)探究能力，對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)具有積極作用。運(yùn)用該模式可以實(shí)現(xiàn)生物學(xué)課程目標(biāo)，最終落實(shí)“立德樹人”根本任務(wù)，對推進(jìn)生物學(xué)教學(xué)改革有積極意義。

一、5E教學(xué)模式的概述

5E教學(xué)模式是基于建構(gòu)主義理論的一種教學(xué)模式，最早起源于美國科學(xué)課程改善研究項(xiàng)目提出的名為“學(xué)習(xí)環(huán)”的教學(xué)策略。“學(xué)習(xí)環(huán)”策略包括初步探究、概念引入和概念應(yīng)用3個(gè)環(huán)節(jié)。隨后，項(xiàng)目組的成員在此基礎(chǔ)上增加“吸引”和“評價(jià)”兩個(gè)環(huán)節(jié)，將教學(xué)過程劃分為吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移 （Elaboration）、評價(jià)（Evaluation）5個(gè)階段。由于5個(gè)階段的首字母都是E，因此稱其為“5E教學(xué)模式”[1]。其各階段地位及內(nèi)涵如表1 所示[2-3]。

二、5E教學(xué)模式國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（一）5E教學(xué)模式應(yīng)用于多種課型

美國生物科學(xué)課程研究會開展的一項(xiàng)實(shí)證研究表明，5E 教學(xué)模式比傳統(tǒng)的以知識灌輸為導(dǎo)向的教學(xué)模式更利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)成績[4]。5E教學(xué)模式自二十世紀(jì)初傳入我國，逐漸吸引我國學(xué)者運(yùn)用該模式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)研究，并取得了廣大學(xué)者的認(rèn)可和推廣。5E教學(xué)模式遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，密切關(guān)注學(xué)生在課堂中的參與情況，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。在目前的中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中，5E教學(xué)模式主要應(yīng)用于新授課、實(shí)驗(yàn)課和復(fù)習(xí)課。在新授課中，5E教學(xué)模式主要針對某一節(jié)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，讓學(xué)生在探究情境中構(gòu)建與內(nèi)化知識，培養(yǎng)學(xué)生自覺應(yīng)用科學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。在實(shí)驗(yàn)課中運(yùn)用5E教學(xué)模式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，增強(qiáng)學(xué)生的問題探究意識與合作精神。在融合5E教學(xué)模式的生物復(fù)習(xí)課中，引導(dǎo)學(xué)生在環(huán)環(huán)相扣的教學(xué)環(huán)節(jié)中梳理和構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，能使學(xué)生達(dá)成對概念的深層理解和遷移應(yīng)用。

（二）5E教學(xué)模式與其他教育理念的融合與創(chuàng)新

在新課改背景下，生物學(xué)教師要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，改革教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法，有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。探索5E教學(xué)模式與其他教育理念的結(jié)合并開展教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)行教學(xué)的融合與創(chuàng)新，不僅為教師深入開展基于5E教學(xué)模式的生物課堂教學(xué)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，更推動了生物學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新性改革。

1. STEM教育理念

5E教學(xué)模式各環(huán)節(jié)與STEM教育中的工程設(shè)計(jì)過程相輔相成[5] ，因此教師可以將二者相融合，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。2019年，Bybee提出融合STEM教育理念的5E教學(xué)模式，論證了5E教學(xué)模式是最適合STEM教育的模式之一[6]，并有研究表明這種融合STEM教育理念的5E教學(xué)模式可以提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績、創(chuàng)造力和科學(xué)本質(zhì)觀。我國學(xué)者以STEM教育為背景，以5E教學(xué)模式流程為框架，嘗試構(gòu)建出面向本土化教育的、融合了STEM教育理念的5E探究式教學(xué)模式[7]。例如，施茂慶[8]基于該模式開展了主題為“生長素的生理作用”的教學(xué)，旨在促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，把握科學(xué)本質(zhì)。

2. HPS教育理念

HPS教育是一種基于科學(xué)本質(zhì)的科學(xué)史教育，立足于提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，進(jìn)而改善學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)觀的認(rèn)識。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，5E教學(xué)模式更適合進(jìn)行科學(xué)史教學(xué)，因?yàn)樗鼜募ぐl(fā)學(xué)生的探究欲望入手，引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)本質(zhì)，并掌握科學(xué)思維和方法。在課堂實(shí)踐層面，5E教學(xué)模式是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效策略，因此，在生物學(xué)教學(xué)中嘗試構(gòu)建融合HPS理念的5E教學(xué)模式具有一定的可行性。成茵茵等人[9]以“生物膜的流動鑲嵌模型”為例，將5E教學(xué)模式的5個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用在科學(xué)史的教學(xué)中，讓學(xué)生在親歷科學(xué)探究的過程中形成結(jié)構(gòu)與功能觀。徐思麒[10]通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)該模式下的高中生物學(xué)課堂能夠有效提高學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀。在融合HPS教育理念的5E教學(xué)模式下，以科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生參與探究，最后在新情境中遷移和深化知識[11]。

3. 翻轉(zhuǎn)課堂理念

5E教學(xué)模式框架可為設(shè)計(jì)和組織翻轉(zhuǎn)課堂活動提供指導(dǎo)，有助于提高教學(xué)活動的連貫性和邏輯性，將這兩種模式結(jié)合能為學(xué)生提供更多參與學(xué)習(xí)活動（如小組討論）的機(jī)會。我國學(xué)者余秀[12]以“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)一”為例，采用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)，其中在“探究驗(yàn)證分離定律的方法”中采用5E教學(xué)模式，幫助學(xué)生理解并內(nèi)化新概念。國外有學(xué)者以5E教學(xué)模式開展生物學(xué)課堂教學(xué)，在其各個(gè)環(huán)節(jié)中安排了不同的翻轉(zhuǎn)課堂活動，通過線上線下混合教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生對生物學(xué)知識的理解并開展實(shí)踐活動，促進(jìn)學(xué)生的批判性思維、問題解決和溝通能力的提升。

（三）5E教學(xué)模式對生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》明確了核心素養(yǎng)在教育教學(xué)中的重要地位，以及學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。2018年1月，基于我國基礎(chǔ)教育課程改革的現(xiàn)實(shí)需求，教育部頒布了普通高中課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，首次提出 “學(xué)科核心素養(yǎng)”這一概念。

2017年，劉欣顏、麥紀(jì)青和劉恩山[13]將5E教學(xué)模式與高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)相聯(lián)系，從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究及社會責(zé)任四個(gè)維度出發(fā)，具體探討了5E教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效性與適配性，并厘清了兩者的關(guān)系（如圖1），推動了生物學(xué)教學(xué)的改革。

1. 生命觀念

生命觀念是生物學(xué)科區(qū)別于其他學(xué)科的關(guān)鍵素養(yǎng)，是學(xué)生認(rèn)識生命世界、解釋生命現(xiàn)象的重要抓手和最終歸宿，包括“結(jié)構(gòu)與功能觀”“進(jìn)化與適應(yīng)觀”“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”等。生命觀念的形成需要以概念學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，而5E教學(xué)模式的核心是概念的自主構(gòu)建，與生命觀念的形成過程相契合。在基于5E教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生生命觀念的生物學(xué)教學(xué)中，教師以建構(gòu)科學(xué)概念或發(fā)展生命觀念為教學(xué)目標(biāo)，將生命觀念滲透在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)：在“解釋”環(huán)節(jié)將概念提煉升華為生命觀念[14]；在“遷移”環(huán)節(jié)采用提供生物學(xué)事實(shí)、設(shè)置具體概念的本質(zhì)問題、聯(lián)系其他概念和創(chuàng)設(shè)新情境等策略讓學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會生命觀念[15]；在“評價(jià)”環(huán)節(jié)促進(jìn)生命觀念的落實(shí)。張晨曦[16]、魏淑雯[17]梳理了人教版高中生物學(xué)必修教材中蘊(yùn)含生命觀念的相關(guān)內(nèi)容，并基于實(shí)踐研究證明了5E教學(xué)模式能有效提高學(xué)生的生命觀念。

2. 科學(xué)思維

科學(xué)思維作為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是學(xué)生發(fā)展必備品格與關(guān)鍵能力的基礎(chǔ)。科學(xué)思維是學(xué)生建構(gòu)概念體系，形成生命觀念的重要途徑，但科學(xué)思維不是與生俱來的，需要經(jīng)過系統(tǒng)培養(yǎng)[18]。5E教學(xué)模式的教學(xué)過程是引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)概念的過程，正確運(yùn)用該模式有助于學(xué)生形成歸納與概括、演繹與推理的能力以及批判性思維等[19]。黃葳[20]在基于5E教學(xué)模式的生物學(xué)課堂中，引導(dǎo)學(xué)生對社會科學(xué)性議題做出理性解釋和判斷，從而培養(yǎng)學(xué)生的演繹推理能力以及批判性思維；何源[21]則通過情境創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)概念，以培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)與模型建構(gòu)能力。

3. 科學(xué)探究

科學(xué)探究是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的一個(gè)重要維度。5E教學(xué)模式以探究為中心，合理安排教學(xué)活動，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。容銀燕[22]在進(jìn)行高中生物學(xué)教學(xué)的實(shí)踐和探索后，發(fā)現(xiàn)5E教學(xué)模式可有效提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。5E教學(xué)模式的不同環(huán)節(jié)可促進(jìn)學(xué)生不同層次科學(xué)探究能力的發(fā)展，如“吸引”環(huán)節(jié)可培養(yǎng)學(xué)生的觀察提問能力，“探究”環(huán)節(jié)可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方案實(shí)施能力[23]。

4. 社會責(zé)任

社會責(zé)任的培養(yǎng)是一個(gè)長期過程，生物學(xué)學(xué)科的各個(gè)核心素養(yǎng)之間的關(guān)系是相輔相成的，5E教學(xué)模式與生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)系圖說明可以將社會責(zé)任的培養(yǎng)貫穿于5E教學(xué)的多個(gè)階段。已有研究表明，5E教學(xué)模式在“血糖調(diào)節(jié)”[24]“生物膜的流動鑲嵌模型”[25]等內(nèi)容的教學(xué)活動中，有助于學(xué)生社會責(zé)任的培養(yǎng)。

三、小結(jié)與展望

5E教學(xué)模式能夠較好地將概念建構(gòu)與探究活動相結(jié)合，在生物學(xué)科教育領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。在課型應(yīng)用上，5E教學(xué)模式主要用于開展新授課、實(shí)驗(yàn)課及復(fù)習(xí)課，能夠引發(fā)學(xué)生新舊概念間的沖突，促進(jìn)學(xué)生主動建構(gòu)概念；在教學(xué)融合與創(chuàng)新上，探索5E教學(xué)模式與其他教育理念，如STEM教育、HPS教育及翻轉(zhuǎn)課堂等理念的契合點(diǎn)，能夠促進(jìn)生物學(xué)課堂教學(xué)改革；在課程目標(biāo)上，通過5E教學(xué)模式滲透生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，能夠促進(jìn)課程理念和課程目標(biāo)的有效落實(shí)。

在以生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的生物學(xué)教育中，以 5E教學(xué)模式開展教學(xué)時(shí)，教師要透徹理解5E教學(xué)模式的核心思想，并具備把控課堂教學(xué)的能力，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，打造高效課堂。

現(xiàn)階段，5E教學(xué)模式的研究大都局限于一節(jié)課的探索，只能為課堂教學(xué)提供部分范例，且基于5E教學(xué)模式的生物學(xué)教學(xué)對教師和學(xué)生都提出了一定的要求，但目前缺乏針對該模式的系統(tǒng)指導(dǎo)和建議。基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，未來可嘗試進(jìn)一步探索5E教學(xué)模式的適用條件和范圍、5E教學(xué)模式的指導(dǎo)建議以及5E教學(xué)模式融合其他教學(xué)理念的效果評價(jià)及策略開發(fā)。

［" "參" "考" "文" "獻(xiàn)" "］

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（責(zé)任編輯 羅 艷）