美国生物学5E教学模式的内涵实例及其本质特征.docx

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美国生物学5E教学模式的内涵实例及其本质特征

美国生物学“5E”教学模式的内涵、实例及其本质特征

摘 要：

5E教学模式的五个环节是吸引、探究、解释、迁移和评价。

5E教学模式十分注重教师的教学行为与学生的学习行为协调一致，学生是学习的主体，是活动的中心，教师是指导者和帮助者的角色，教师所作的一切，都是为了促进学生更好地探究而获取科学的概念。

强调学生的自主构建是5E教学模式的核心，形成新旧概念之间的冲突是主动建构概念的动力，建构概念并应用概念是5E教学模式的重要内容。

 关键词：

5E教学模式；行为；概念；教学实例；本质特征 

 “5E”教学模式是美国生物学课程研究（BSCS，1989）开发的一种基于建构主义教学理论的模式,它是BSCS课程的一个重要特征。

自上世纪80年代末以来，这种教学模式就在BSCS的总课程设计中被应用，并占据着十分重要的地位，它描述了一种能用于总课程、具体学科课程或某一节具体课的教学程序，是一种致力于引起学生学习兴趣的有效的教学模式和教学方法。

 1 5E教学模式的基本内涵及教师和学生的行为特征

 5E教学模式共分5步，这5步分别是吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）和评价（Evaluation）。

 1．1 5E教学模式的基本内涵

 1E──吸引（Engagement）

 这一环节是5E教学模式的起始环节。

为“吸引”学生对学习任务产生兴趣，激发学生主动进行探究，5E教学模式一般强调通过创设问题情境来激发学生的学习兴趣。

这里的问题情境应尽量与现实生活（特别是学生的生活）联系起来，并与课程内容和教学任务联系起来。

情境中的问题能够吸引学生，引起认知冲突，从而激发学生主动探究，主动建构知识的兴趣。

 教师课前需要了解学生对于即将学习的任务已经形成的前概念或错误概念，分析原有概念和科学概念之间的差异及其形成差异的原因，然后创设问题情境，通过演示实验或其他常见情境与学生已知的前概念或错误概念产生认知冲突，由此激发学生对学习任务的探究兴趣，产生探究意愿。

 2E──探究（Exploration）

 探究是5E教学模式的中心环节。

教师可以根据上一环节产生的认知冲突，引导学生进行探究。

在探究的过程中，学生是主体，教师的作用是引导和帮助。

教师注意观察、倾听，并进行适当的提示和指导，以了解学生探究的进程和深度，同时避免学生过快地得出结论。

 在这一阶段，需要提供学生一些必需的背景知识，包括学习材料，如果是实验探究，还必须提供给学生实验仪器、实验材料、背景知识，等等。

“支架式”支持的力度，取决于学生的实际况状及教师对学生的了解情况。

 在探究环节中，由于学生进行了具体的探究活动，因此，学生的原有概念（很可能是错误概念）、技能、方法等逐渐被暴露出来，为之后的概念转换和概念界定创造了便利的条件。

 3E──解释（Explanation）

 解释阶段是5E教学模式的关键环节。

这一阶段应将学生的注意力集中在对探究过程和结果的展示及分析方面，给他们提供一个机会表露其对概念的理解，以及技能的掌握或方法的运用，学生尝试用自己的理解阐述他们对概念的认知。

这一阶段也为教师提供直接介绍概念、过程或方法的机会，教师应该借助于课程目标来帮助学生更加深入地理解新的概念。

 解释环节需要一定的逻辑推理，教师应注意鼓励和提醒学生根据已有的知识经验和上一环节进行探究的过程和结果进行推理。

如果推理有困难，教师也可以直接借助于学生的实验过程和结果，并辅助以其他的材料和媒体帮助学生正确地理解概念，特别要注意摈弃和纠正学生已有的错误概念。

 4E──迁移（Elaboration）

 在教师的引导下继续发展学生对概念的理解和应用技巧，扩充概念的基本内涵，并与其他已有概念建立某种联系，同时用新的概念解释新的情境或新的问题。

通过实践练习，学生从中可以加深或拓展对概念的理解，获得更多的信息和技能。

 在利用新概念解释新的类似的情境或问题时，要注意引导学生尽量使用刚刚学习的专业的术语，这不仅可以对新情境和新问题进行回答，而且可以加深对新概念的理解。

 5E──评价（Evaluation）

 在这一阶段教师和学生用正式和非正式的方法评价学生对新知识的理解及应用能力。

如果用正式的方法评价，教师可以采用纸笔测验和表现性任务等形式；如果采用非正式评价，教师可以在整个教学过程的任何时候进行。

总之，评价的目的在于确保学生活动的方向或鼓励学生对研究过程进行反思，同时，评价也为教师提供了一个评估自己教学过程和效果的机会。

5E教学模式也提供学生自我评价，自我评价有助于学生能在一个任务中认知自己的思路、方法和操作技能，也助于学生认知自己对探究活动付出的努力程度。

1．2  5E教学模式的教师行为和学生行为 

 5E教学模式十分注重教师的教学行为与学生的学习行为协调一致。

在这两者的行为中，我们可以十分清楚地看到，学生是学习的主体，是活动的中心，教师是指导者和帮助者的角色，教师所作的一切，都是为了促进学生更好地探究而获取科学的概念。

 教学环节

 教学要求

     教师行为

       学生行为

1E──吸引

教师提出关于周围事物的一些问题，将学生引入学习状态，同时，了解学生的已有背景知识和相关概念

培养兴趣

激发学生产生好奇心

提出问题

了解学生的前概念

提出问题，例如，“这种现象产生的原因是什么？

”“关于该问题我已经知道什么？

”“我可以发现什么” 

 表现出对问题的兴趣

2E──探究

学生制订计划进行探究，收集证据回答问题

鼓励学生合作，给予间接指导

在学生探究时进行观察、倾听

在需要时给学生的探究指明正确的方向

为学生提供思考问题的时间

 扮演学生顾问的角色

在活动限制的范围内自由思考

检验预测和假设

形成新的预测和假设

尝试不同的方法并和其他人讨论

记录观察结果并形成观点

不急于得出结论

3E──解释

在学生探究和解释的基础上，教师正式明确概念、原理。

在教师的指导下，使用新知识回答最初提出的问题

鼓励学生用自己的语言解释概念和定义

询问学生的理由，让学生表明想法

规范地讲解新术语和定义

在学生已有经验的基础上解释概念

向其他人解释可能的解决方案或答案

对解释互相质疑

倾听并试图理解教师提供的解释

联系以前的活动

在解释中使用观察记录

4E──迁移

学生运用新知识、新概念解决新的问题

 要求学生使用的所讲授的规范的术语、定义和解释等

鼓励学生在新情境下运用或扩展概念和技能

提醒学生采用不同的解释

根据已有的数据和材料对学生提问

引用新术语、定义、解释、技能以及新的但是类似的情境

运用以前的信息进行提问，提出解决方案，作出决策，设计实验

 从所得证据中概括出合理解释

记录观察结果和解释

与同伴互相检查是否理解

5E──评价

用正式或非正式的方法评价学生对于新知识、新概念的理解情况，包括新技能的学习情况

在学生运用新概念和新技能的时候对其进行观察

评定学生的知识和技能掌握情况

寻找学生改变想法或行为的依据

允许学生评价自己的学习以及在小组学习中获得的技能

提出一些开放式问题

利用观察结果、所得数据和已得的解释回答开放性问题

证明自己理解了概念或技能

 对自己的进步和所掌握的知识作出评价

提出可进一步探究的相关问题

2 教学实例其及分析

 下面以初中阶段的“呼吸作用”一节的教学，来分析和展示5E教学模式的基本内容及其理念在教学中的具体应用。

  本节的教学目标为：

（1）说明呼吸作用的过程；

（2）说出呼吸作用与燃烧的异同；（3）阐明呼吸作用的意义。

 2．1 1E—吸引：

提出与日常生活有关的值得探究的问题

  为达到吸引学生的目的，现设计下述简单的演示实验：

教师演示燃烧小麦种子。

在教师的引导下学生说出自己所观察到的和有所感知的有关燃烧的知识，根据已有的经验，学生基本能回答出诸如发光、发热、消耗氧气、生成二氧化碳等，一些同学可能会提到释放能量。

 教师引导学生思考并提出问题：

在小麦种子燃烧的过程中，它们通过发光、发热，在很短的时间内将能量释放，我们食用小麦也是为了获得小麦的能量。

那么小麦在我们体内也是这样剧烈地燃烧吗？

小麦种子在人的体内是怎样释放能量的？

 学生被实验所吸引，并在思考问题中产生困惑，形成概念冲突，从而达到激发学习兴趣的目的，这时教师提出本节课的学习要点：

小麦被食用后，在人体细胞内释放能量是通过──呼吸作用来实现的，这是我们今天学习的重点内容。

  2．2 2E—探究：

引导学生进行探究

  要求学生联系小麦种子燃烧的实验，思考并自由阐述以下两个问题：

（1）你对呼吸作用是怎样认识的？

学生们一般认为呼吸作用就是日常所说的呼吸的动作，会提到肺、气管等呼吸器官，知道吸入氧气呼出二氧化碳，但并不了解呼吸作用与呼吸的本质区别；

（2）你认为燃烧和呼吸作用有什么异同？

部分学生可能认为燃烧和呼吸完全不同，有些学生能够说出都是消耗氧气生成二氧化碳，也有个别学生能够根据教师的提示说出两种现象都够释放能量。

 这里强调“自由”阐述，学生可以根据原有知识尽量表明自己的观点，5E教学模式认为，只有在明确自身错误概念的情况下才更有利于接受正确概念。

在各种观点的相互碰撞和教师的恰当引导下，学生的思考和回答会越来越接近于概念的本质。

 学生的探究活动是本环节的重要内容，本处将通过设计3个实验活动引导学生逐步探究：

实验一：

验证植物器官的呼吸作用生成二氧化碳

 此实验所需时间较长，因此安排课外活动小组的同学于课前完成，课堂教学中请学生代表向全班汇报实验过程并展示实验结果。

 学生可以明显地看到实验结果是盛有“已浸水及消毒的种子”的试管中石灰水变混浊，而另一支无此现象。

 这时教师给出背景知识：

二氧化碳可以使澄清的石灰水变混浊。

此时，教师可及时引导学生讨论和思考相关的问题：

种子为什么要消毒（排除细菌呼吸作用的影响）？

“已浸水”和“已煮熟”意味着什么（种子是否具有生命力，是否能进行呼吸作用）？

从实验中你得到什么结论（植物呼吸作用产生二氧化碳）？

实验二：

验证动物的呼吸作用产生二氧化碳

 学生按照如图所示安装实验仪器和设备，完成“探究小白鼠呼吸作用是否释放二氧化碳”的实验。

 教师给出背景知识：

碳酸氢盐指示剂的颜色会随着空气中二氧化碳的浓度而发生如下表所示的变化。

指示剂的颜色

二氧化碳在空气中的浓度

紫

<0．03%

橙或红

=0．03%

黄

>0．03%

在此实验过程中同学们思考及讨论以下问题：

（1）氢氧化钠溶液的作用是什么（将空气中的二氧化碳耗尽）？

（2）B装置和C装置都使用了碳酸氢盐指示剂，它们的作用有何不同（B装置检验空气中的二氧化碳是否被耗尽，C装置检验是否生成了二氧化碳）？

（3）从实验中你得到了什么结论（动物的呼吸作用生成了二氧化碳）？

（4）如果实验中的小白鼠是睡着的，那么实验的结果还一样吗（一样，此问题用于消除学生中常见的“睡着的动物不进行呼吸作用”这一错误概念）？

 实验三：

验证呼吸作用释放热量

如图所示装置3个保温瓶，并记录实验开始时各保温瓶内的温度，然后在30分钟内每

隔5分钟记录一次各保温瓶内的温度。

要求学生思考及讨论下列问题：

保温瓶为什么要倒置（使种子与温度计充分接触）？

三个保湿瓶内的温度各有什么变化，它们的变化幅度有什么不同？

为什么（A变化最大，C变化最小。

因为A瓶中种子和细菌都进行了呼吸作用，C瓶中没有进行呼吸作用）？

 通过这一环节，同学们在运用原有知识的同时又在实践中不断生成新概念以替代原有概念，同时实验技能和方法又得到了明显的提高。

2．3 3E—解释：

利用实验现象得出合理的解释

 在完成以上3个实验活动