基于5E教學(xué)模式培養(yǎng)批判性思維的高中生物學(xué)教學(xué)設(shè)計

摘 "要：本文以高中《生物學(xué)》“細(xì)胞的衰老和死亡”章節(jié)為例，采用5E教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。借助科學(xué)史“卡萊爾實驗”，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神，從而培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。通過資料閱讀、小組合作、比較、自主學(xué)習(xí)等方法，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維態(tài)度傾向和批判性思維技能，結(jié)合實際問題，提升批判性思維。評價貫穿整個教學(xué)過程，有利于學(xué)生反思提高，以期更好地推動中學(xué)生物學(xué)批判性思維的落實。

關(guān)鍵詞：5E教學(xué)模式；批判性思維；高中生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號：G427 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-0769（2025）01-0106-04

5E教學(xué)模式是在建構(gòu)主義和概念轉(zhuǎn)變理論的基礎(chǔ)上被提出來的，由五部分組成，包括吸引（engage）、探究（explore）、解釋（explain）、遷移（elaborate）和評價（evaluate）[1]。5E教學(xué)模式不僅能促進(jìn)學(xué)生通過探究活動深入理解知識，還有助于提高他們的演繹推理、歸納總結(jié)、概念概括以及批判性思維等科學(xué)思維技能[2]?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》著重強(qiáng)調(diào)科學(xué)思維的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生依據(jù)生物學(xué)事實和證據(jù)，采用科學(xué)的方法論來探究生命的各種現(xiàn)象及其背后的規(guī)律，并能夠?qū)ι飳W(xué)相關(guān)的社會問題進(jìn)行深入的分析和論證[3]。批判性思維是科學(xué)思維的關(guān)鍵要素，可以有效地優(yōu)化思維方式。在世界公認(rèn)的德爾菲報告中，批判性思維由思維傾向（情感特質(zhì)）和思維技能（認(rèn)知能力）構(gòu)成，批判性思維傾向由尋求真理、開放思想、分析性、系統(tǒng)性、自信心、好奇心和認(rèn)知成熟度七項子技能構(gòu)成，批判性思維技能由闡釋、分析、評價、推理、解釋、自我調(diào)節(jié)六項子技能構(gòu)成[4]。前者是批判性思維的基石，要求具備勇于質(zhì)疑權(quán)威、不畏懼挑戰(zhàn)的精神，同時保持開放的心態(tài)，愿意不斷自我反思和審視。后者則是批判性思維的核心能力，涉及對信息的深入分析和評估，是進(jìn)行有效批判和構(gòu)建論點的關(guān)鍵。批判性思維能夠激發(fā)創(chuàng)新性知識和能力，使學(xué)生在未來的發(fā)展中有無限的可能。批判性思維已被納入到各國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展戰(zhàn)略中，是核心競爭力的表現(xiàn)，是現(xiàn)代人不可或缺的思維品質(zhì)。5E教學(xué)模式和批判性思維均以問題為核心，采用理性的思考和探究來推進(jìn)，質(zhì)疑在這一過程中扮演著至關(guān)重要的角色，并且需要在整個過程中不斷地進(jìn)行自我反思[5]。5E教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生批判性思維是十分必要和可行的。然而，在學(xué)習(xí)和生活中，學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣于根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行判斷，或接受現(xiàn)有的結(jié)論，缺乏質(zhì)疑的勇氣和習(xí)慣，如何在5E教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維是當(dāng)前高中生物學(xué)教學(xué)中值得考慮的問題。本文以“細(xì)胞的衰老和死亡”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，以期通過5E教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，為適應(yīng)當(dāng)前現(xiàn)代化教育理念探索切實可行的途徑。

1 "教材與學(xué)情分析

人民教育出版社出版的高中《生物學(xué)》必修1“第6章 分子與細(xì)胞”中的“第3節(jié) 細(xì)胞的衰老和死亡”包括兩部分內(nèi)容，一部分是細(xì)胞的衰老，一部分是細(xì)胞的死亡。第6章包括了細(xì)胞一生的歷程，細(xì)胞的增殖和分化為細(xì)胞的衰老和死亡的學(xué)習(xí)提供了知識基礎(chǔ)，有利于本節(jié)課的學(xué)習(xí)?！凹?xì)胞的衰老和死亡”是必修一知識的綜合體現(xiàn)，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生很好地理解結(jié)構(gòu)與功能觀。在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生聯(lián)系生活對細(xì)胞衰老有了一定的了解，但可能存在錯誤認(rèn)知，且細(xì)胞凋亡的概念比較抽象，容易與細(xì)胞壞死產(chǎn)生混淆。

2 "教學(xué)目標(biāo)分析

生命觀念：通過自主學(xué)習(xí)的方式，了解細(xì)胞衰老的特征，理解結(jié)構(gòu)與功能觀。

科學(xué)思維：與細(xì)胞壞死相比較，分析理解細(xì)胞凋亡的概念和意義。

科學(xué)探究：通過合作探究，總結(jié)出個體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系。

社會責(zé)任：聯(lián)系社會生活，思考人口老齡化可能帶來的問題，培養(yǎng)關(guān)愛老年人的意識。

3 "設(shè)計思路

本文依據(jù)德爾菲（Delphi）批判性思維的雙維結(jié)構(gòu)模型，并結(jié)合顧文佳[5]總結(jié)的批判性思維，將其貫穿于5E教學(xué)模式全過程（表1）進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，通過設(shè)計教學(xué)活動培養(yǎng)批判性思維的各分項能力。

4 "教學(xué)過程

4.1 吸引

在教學(xué)過程中，教師要注重創(chuàng)設(shè)情境，激活學(xué)生思維，將學(xué)生帶入與本節(jié)課相關(guān)的情境中。其中科學(xué)史可以作為吸引學(xué)生的工具，而且科學(xué)史的學(xué)習(xí)是發(fā)展學(xué)生批判性思維的重要方式，通過分析科學(xué)家研究歷程和判斷研究結(jié)果，有助于學(xué)生批判性思維的養(yǎng)成[6]。

教師活動：創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)問題——以科學(xué)史來導(dǎo)入，進(jìn)行批判性質(zhì)疑。

提供資料——諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者卡萊爾曾聲稱在自己實驗室培養(yǎng)的雞心臟成纖維細(xì)胞持續(xù)分裂了34年，由此認(rèn)為細(xì)胞可以永生不死。但是沒有人能夠重復(fù)卡萊爾的試驗。

提問：通過閱讀材料，你能得到什么結(jié)論？你認(rèn)同卡萊爾的觀點嗎？

學(xué)生活動：閱讀并分析資料，回答問題，聯(lián)系生活實際和個人經(jīng)驗得出細(xì)胞會死亡，對試驗結(jié)果產(chǎn)生質(zhì)疑。

設(shè)計意圖：利用科學(xué)史與現(xiàn)實生活的差異來引起學(xué)生的興趣，提高學(xué)生求知欲，使學(xué)生對科學(xué)史產(chǎn)生質(zhì)疑，鍛煉學(xué)生的分析和判斷是非的能力。

4.2 探究與解釋

批判性思維重視對文本內(nèi)容的深入剖析，以挖掘其深層含義和內(nèi)在價值。這種思維方式的核心在于獨立地思考和評價信息，鼓勵人們在接受信息時要進(jìn)行批判性評估、分析和判斷。提問是驅(qū)動學(xué)生發(fā)展批判性思維的良好載體。設(shè)置問題任務(wù)來發(fā)散學(xué)生批判性思維的角度和方向，根據(jù)科學(xué)實踐證據(jù)進(jìn)行綜合判斷[7]。

4.2.1 細(xì)胞的衰老

教師活動：布置自主學(xué)習(xí)任務(wù)。自學(xué)細(xì)胞衰老的特征，并構(gòu)建個體衰老表現(xiàn)與細(xì)胞衰老的對應(yīng)關(guān)系。自學(xué)細(xì)胞衰老的原因。

學(xué)生活動：一位同學(xué)進(jìn)行分享，并簡要解釋。

設(shè)計意圖：①學(xué)生通過對文本的解讀和分析，自主構(gòu)建知識對應(yīng)關(guān)系，旨在培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和對真理不懈追求的精神；②學(xué)生展示并簡述自己的自學(xué)成果，以提高他們的自信心。

教師活動：提供資料——人體不同細(xì)胞的壽命。播放視頻——纖毛蟲的死亡。

提問：以小組合作的方式回答，細(xì)胞衰老等于個體衰老嗎，它們之間的關(guān)系是怎樣的？

在這一過程中，教師仔細(xì)傾聽學(xué)生是否存在錯誤認(rèn)知，轉(zhuǎn)變學(xué)生的錯誤認(rèn)知。

設(shè)計意圖：通過小組合作學(xué)習(xí)的方式，發(fā)散思維，大家能夠從不同的出發(fā)點和角度進(jìn)行思考，從而能夠在無意識中培養(yǎng)他們的批判性思維。通過討論，逐步培養(yǎng)學(xué)生的自信心，并且鼓勵他們耐心聽取他人的意見，學(xué)會辨別他人觀點是否正確、合理。

4.2.2 細(xì)胞的死亡

教師活動：提供資料。⑴1966年，美國科學(xué)家桑德斯在研究雞胚發(fā)育過程時發(fā)現(xiàn)，趾原基發(fā)育到一定階段，趾間部分細(xì)胞死亡并最終形成具有一定形狀的爪。在此發(fā)育階段之前，無論把這些趾間細(xì)胞移植到雞胚的哪一部分，這些細(xì)胞仍按時死亡。即使將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)移到體外培養(yǎng)，在營養(yǎng)等條件適宜的情況下，依然按時死亡。 ⑵秀麗隱桿線蟲是多細(xì)胞真核生物，在發(fā)育過程中共產(chǎn)生1 090個體細(xì)胞，其中131個必然凋亡。1986年，美國科學(xué)家霍維茨研宄發(fā)現(xiàn)，秀麗隱桿線蟲的細(xì)胞凋亡由15個基因共同控制，其中2個基因決定凋亡，4個基因執(zhí)行凋亡，7個基因與凋亡細(xì)胞被吞噬細(xì)胞吞噬有關(guān)，2個基因與凋亡細(xì)胞降解有關(guān)。⑶將蝌蚪的尾切下進(jìn)行體外培養(yǎng)，尾仍可正常存活一段時間；向培養(yǎng)基中加入適量甲狀腺激素，尾會像在蝌蚪活體上一樣發(fā)生退化。另外，在蝌蚪發(fā)育早期將其甲狀腺原基切除，蝌蚪將不再進(jìn)行變態(tài)發(fā)育，而是長成一只大蝌蚪。

設(shè)計問題串：說明細(xì)胞凋亡在個體發(fā)育過程中的意義，舉出細(xì)胞凋亡的例子？分析導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的因素有哪些？資料3中的實驗設(shè)計符合怎樣的實驗設(shè)計原則？這種科學(xué)研究的基本思路和方法對你有何啟發(fā)？

設(shè)計意圖：學(xué)生自主分析資料，進(jìn)行小組討論，鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)化思維和分析能力。

教師活動：自主學(xué)習(xí)細(xì)胞壞死并總結(jié)細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別。根據(jù)學(xué)生的回答，進(jìn)行完善和修正。

設(shè)計意圖：通過對比分析不同的知識點，培養(yǎng)學(xué)生的分析和辨識能力。辨識相似事物間的細(xì)微差別，有助于深化對這些事物的理解，從而形成更加明確和深刻的認(rèn)識。

4.3 遷移

教學(xué)過程實際上是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。鼓勵學(xué)生把新學(xué)到的知識應(yīng)用到現(xiàn)實生活中，這將使他們具備靈活的判斷力、理解力和辨識力，同時增強(qiáng)他們的社會責(zé)任感[7]。

教師活動：我國老年人數(shù)量正逐步上升。2015年數(shù)據(jù)顯示，65歲及以上的老年人比例已達(dá)到總?cè)丝诘?0.47％，標(biāo)志著我國已經(jīng)步入老齡化階段。人口結(jié)構(gòu)的變化無疑將對家庭、社會、國家?guī)碇T多挑戰(zhàn)。請學(xué)生們討論，人口老齡化可能帶來哪些問題，怎樣解決這些問題？為切實做到關(guān)愛老年人，我們應(yīng)做些什么？

設(shè)計意圖：激發(fā)學(xué)生思維，延伸拓展對問題的思考，解決實際問題，為美好生活出一份力，凸顯批判性思維的發(fā)展。

4.4 評價

新課標(biāo)倡導(dǎo)學(xué)業(yè)評價促發(fā)展的理念，可見評價在教學(xué)環(huán)節(jié)中必不可少，應(yīng)貫穿整個教學(xué)過程。

教師活動：指導(dǎo)學(xué)生在課程結(jié)束時進(jìn)行及時的回顧和思考，以確認(rèn)他們是否已經(jīng)掌握了本節(jié)課的知識點，是否存在未解決的疑問或難題。引導(dǎo)學(xué)生對課堂表現(xiàn)及新舊知識點的聯(lián)系等進(jìn)行反思。

成員們根據(jù)小組討論問題、成果的共享以及練習(xí)任務(wù)的完成度等方面，進(jìn)行自我評估和相互評價。同時，教師也會對每個小組的表現(xiàn)進(jìn)行綜合評估。

設(shè)計意圖：評價反思是對各個探究活動的回顧與糾正，是自我監(jiān)控的外顯化過程。持續(xù)的評價過程有助于學(xué)生在特定問題情境中對所學(xué)知識進(jìn)行評估，以促進(jìn)他們對認(rèn)知結(jié)構(gòu)的自我調(diào)整，提升認(rèn)知技巧，并進(jìn)一步發(fā)展批判性思維能力。

5 "教學(xué)反思

本文以“細(xì)胞的衰老和死亡”這一節(jié)為例，采用5E教學(xué)模式，以培養(yǎng)批判性思維為目的進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，以發(fā)展批判性思維為出發(fā)點，通過科學(xué)史、自主學(xué)習(xí)、小組合作討論等方法，對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行落實，采用問題驅(qū)動的方式來引導(dǎo)學(xué)生思維層層遞進(jìn)，提升學(xué)生的動手動腦能力，在探究中培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

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