姚國平

摘要：5E教學模式正是圍繞著幫助學生建構(gòu)新的概念而設(shè)置的。結(jié)合初中生物課堂教學實例，探索在5E教學模式指引下如何有效開展初中生物概念教學。

關(guān)鍵詞：5E教學模式；初中生物；概念教學

概念教學是生物課堂教學的核心。義務(wù)教育階段生物學新課標凸顯了重要概念的傳遞，在課程內(nèi)容的10個主題中精選了50個重要概念，同時建議教師要圍繞重要概念來組織并開展教學活動，以促進學生對重要概念的深入理解和遷移應(yīng)用。5E教學模式由美國生物學課程研究（BSCS）基于建構(gòu)主義理論開發(fā)設(shè)計，以幫助學生建構(gòu)新概念的教學活動結(jié)構(gòu)框架，主要由吸引、探究、解釋、遷移和評價5個環(huán)節(jié)構(gòu)成，如下表所示。

本文擬結(jié)合蘇科版生物學八年級（上）“植物的蒸騰作用”這一重要內(nèi)容，嘗試運用5E教學模式開展生物學概念教學。

一、創(chuàng)設(shè)情境，提出問題，引出概念

認知沖突是引發(fā)學生有意義學習心向的重要手段，平復認知沖突所引起的心理失衡就成為問題解決的動機和需要。因此，在教學的“吸引”環(huán)節(jié)，一般強調(diào)通過創(chuàng)設(shè)蘊含與重要概念相對應(yīng)的學科專業(yè)問題情境來激發(fā)學生的學習興趣，引發(fā)學生積極主動地探究。這就需要教師通過訪談、調(diào)查，或者憑借以往教學經(jīng)驗，在正式上課前探查出學生頭腦中與即將學習新概念相關(guān)的觀念或前概念，并科學分析原有概念和科學概念之間的差異及其形成差異的原因，然后通過文本呈現(xiàn)、對話交流、實驗演示等常見方式創(chuàng)設(shè)問題情境，使得學生在加工新信息、新事實的過程中與原有概念產(chǎn)生認知沖突。這樣能有效激發(fā)學生主動建構(gòu)知識的興趣，引發(fā)強烈的探究意愿。

例如，教師展示了《中國花卉報》的一則新聞：“植物的吸水重量，超過了植株本身重量的數(shù)百倍。一株玉米或向日葵一生需吸收水分200公斤以上。這就是說，植物所吸取的水，積存和組成植物體的并不多，一般只占吸收總量的2%左右?！睂W生閱讀之后，在“原有認識”和“現(xiàn)存事實”之間隨即產(chǎn)生了認知失衡，思維一度處于“憤”“緋”狀態(tài)，醞釀一段時間后會提出這樣的問題：“那么，其他98%的水分到哪里去了呢？”教師引導學生猜測原因，最后形成這樣的共識：植物通過根從土壤中吸收的水分大部分散失到大氣中去了?！斑@一過程在植物生理學中叫蒸騰作用。”教師拋出概念的名詞后，繼而又會引發(fā)學生的深入思考：蒸騰作用究竟是怎么一回事？如此，從學生已有的認知水平出發(fā)，層層深入，引出需要探究的重要概念。

二、提供支架，進行探究，建構(gòu)概念

學生經(jīng)產(chǎn)生認知沖突，提出問題并明確問題后，推動了自主探究的順利進行。根據(jù)不同的內(nèi)容特點，教師引導學生進行形式多樣的探究活動，如資料分析、實驗探究、模擬制作等。在探究環(huán)節(jié)中，學生不僅是身體的參與，更是思維的深入，原有概念、技能、方法在探究活動中會逐漸暴露無疑，這為后繼的概念轉(zhuǎn)換和概念界定奠定了基礎(chǔ)。在探究中，教師要適當?shù)亟槿牒瓦m時地指導，隨時了解和控制學生探究的進程和深度，避免由于“滑過”現(xiàn)象過快地得出結(jié)論，以及“搭便車”現(xiàn)象產(chǎn)生。另外，教師需要給學生搭建必要的支架，如果涉及跨學科知識，則以“先行組織者”方式提供必需的背景知識；如果是實驗探究，還必須提供實驗儀器、實驗材料等。運用何種支持方式，支持到何種程度，取決于探究的進程及學生的實際狀況。

學生的探究活動是本環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容，本處將通過設(shè)計2個實驗引導學生深入探究。

實驗一：葉的蒸騰作用

選取兩枝粗細相近的枝條，一枝將葉片去掉，一枝保留葉片，分別插入兩個50ml的量筒內(nèi)。枝條露出量筒外的部分用塑料袋罩住，袋口扎緊。兩個量筒內(nèi)的水的液面高度一樣，液面上滴加適量食用油，防止水分的蒸發(fā)。然后把它們放到有陽光的地方，照射約2小時左右。要求學生觀察現(xiàn)象并思考以下問題：①甲組裝置中塑料袋為什么會鼓起來？②甲組裝置中塑料袋壁上水滴是怎么形成的？

實驗二：觀察植物葉表皮的氣孔

撕取葉的下表皮，制成臨時裝片，放在顯微鏡的低倍鏡下觀察。要求學生思考及討論下列問題：①保衛(wèi)細胞有什么特點？②氣孔是如何開和閉，從而調(diào)節(jié)蒸騰作用的呢？

三、師生互動，歸納總結(jié)，形成概念

這個階段是組織學生對探究過程和結(jié)果進行討論、交流。教師要創(chuàng)設(shè)一種積極的學習環(huán)境來保證學生能充分展示自己或者小組探究階段的成果，讓學生在自由民主的氛圍中闡述自己對所探究知識的理解，分享探究過程中運用的技能和方法，同時鼓勵學生質(zhì)疑、釋疑，提出不同的見解，讓探究逐步走向深入。這也是一個引導學生由現(xiàn)象到本質(zhì)、從感性到理性的認知過程，教師應(yīng)引導學生根據(jù)上一環(huán)節(jié)探究的結(jié)果和已有的知識經(jīng)驗進行推理。如果推理有困難，教師也可以運用其他的材料和媒體幫助學生正確地理解概念，特別要注意轉(zhuǎn)變學生原有的錯誤概念，建立新的概念。

[案例]“葉的蒸騰作用”實驗分析討論

師：請問大家在實驗中觀察到了什么現(xiàn)象？

生：有大量水滴；甲組量筒內(nèi)液面下降明顯；甲組塑料袋鼓起來。

師：塑料袋壁上的水滴是怎么形成的？

生：水蒸氣液化形成的。

生：水蒸氣是哪里來的呢？

生：量筒里的水蒸發(fā)形成的。

師：可是植物油能防止水分蒸發(fā)啊。

生：應(yīng)該是莖吸收了水分，然后經(jīng)過葉出來的。

師：你看見樹葉表面有水流出來嗎？

生：沒有。

師：那水分怎么出來的呢？

生：應(yīng)該是液態(tài)的水經(jīng)過葉片的表面蒸發(fā)出來的。

師：這在生物學中不叫蒸發(fā)，同學們“看”到了水是以氣態(tài)的形式散失到大氣中去的，這就是蒸騰作用。同學們能否用自己的語言描述一下什么是蒸騰作用呢？

生：……（嘗試）

案例中，在學生獲得實驗事實的基礎(chǔ)上，教師運用談話法，針對學生的疑問或錯誤觀念，進行層層設(shè)問，并加以引導和解釋，在一步步嚴密的邏輯推理中豐富了科學概念的形成過程，使學生逐步構(gòu)建起正確的概念體系。

四、積極引導，解釋情景，拓展概念

學生在獲得新的概念后，教師應(yīng)該為學生提供時間和空間，嘗試用獲得的新概念分析新的情境、解釋新的問題，引導學生繼續(xù)發(fā)展對概念的理解和應(yīng)用，進一步深化概念的基本內(nèi)涵以及擴展概念的外延，并與已有概念產(chǎn)生某種關(guān)聯(lián)，從而可以加深或拓展對概念的理解。這個過程實際上是新概念不斷精致化、結(jié)構(gòu)化的過程。在利用新概念解釋新情境、新問題時，教師要注意引導學生使用已經(jīng)掌握的學科專業(yè)術(shù)語，盡量避免使用口語，以加深對新概念的理解。

例如，在學生形成蒸騰作用這一新概念后，教師可以設(shè)問：水分以氣體的形式從植物體內(nèi)散失到植物體外的過程，叫蒸騰作用。為什么不說是“從葉片內(nèi)散失到葉片外”？為解開學生的疑惑，教師可以引導學生對比觀察2組實驗，發(fā)現(xiàn)乙組塑料袋壁上也有一些水霧，液面也下降了一點。經(jīng)過討論，學生恍然大悟：原來植物的莖也可以散失部分水分，只不過通過葉散失的水分更多。這樣，概念的內(nèi)涵得以進一步豐富。

又如，學生知道氣孔的開閉可以調(diào)節(jié)蒸騰作用的強度后，教師可以引導學生推測開閉的原理。一是根據(jù)觀察事實，得出細胞內(nèi)側(cè)壁厚、外側(cè)壁薄這樣一種結(jié)構(gòu)特點；二是和吹氣球類比，氣球壁薄的一側(cè)先鼓出來。這樣，通過類比、聯(lián)想就可以推理出氣孔的開閉原理，為認識蒸騰作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)再次打下堅實基礎(chǔ)，同時“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學觀點也得以滲透。

五、合理調(diào)控，全面評價，鞏固概念

評價是教學活動中的一個重要環(huán)節(jié)，新課程明確指出要發(fā)揮評價促進學生發(fā)展、教師提高和改進教學實踐的功能?？茖W的評價有助于促進學生對探究過程進行理性反思，確保學生的活動沿著最佳的軌道進行。同時，評價也為教師提供了一個對教學活動現(xiàn)實的或潛在的價值做出判斷、評估自己教學效果的機會。在5E教學模式中，既要關(guān)注對結(jié)果的評價，又要關(guān)注對過程的評價，以促進學生在原有水平的發(fā)展，鞏固所學概念。

教學過程中的即時評價。例如，觀察蒸騰作用現(xiàn)象時，一般學生只會觀察到塑料袋壁上有水滴，液面下降，而有的學生則會觀察到塑料袋鼓起來。這時應(yīng)該給予后者充分的鼓勵和肯定，因為這樣的發(fā)現(xiàn)，為探究的深入開展提供了契機。而分析現(xiàn)象過程中，教師正確的評價有助于學生隨時進行反思，及時糾正錯誤的方向。

學習結(jié)果的評價。例如，要求學生應(yīng)用所學蒸騰作用的知識，討論回答下列問題：①據(jù)調(diào)查，在驕陽似火的夏日，綠化地區(qū)的氣溫比非綠化地區(qū)的氣溫低0.8℃，森林中的氣溫比庭院中的氣溫低1.3℃～3.2℃。有人測量過，城市露天之下的氣溫高達35℃的時候，樹蔭下的氣溫只有22℃左右。這是什么原因，請解釋？②春季植樹時，移栽的樹苗常要剪去一些枝葉，這是為什么？這是一類開放性問題，能有效評價學生對新概念或方法的理解和應(yīng)用情況。

5E教學模式的教學核心是以學生為主體，強調(diào)學生自主構(gòu)建知識，其最終目標是指向?qū)W生科學概念的構(gòu)建，發(fā)展至今得到了教育界，尤其是科學教育界的普遍認可和推廣。模式不能固化，在生物學概念教學中，我們不能僅僅停留在模仿層面，而是應(yīng)該在充分把握其精髓的基礎(chǔ)上，不斷反思、靈活應(yīng)用，以幫助學生有效構(gòu)建科學概念，最終落實生物課程理念和課程目標。