例谈“5E”学习环教学模式的应用，本文主要内容关键词为：教学模式论文,例谈论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、教学方法选择的依据
1.“5E”教学模式
“5E”教学模式是由美国生物科学课程研究（BSCS）的主要研究者之一贝比（R.Bybee）发展起来的一种建构主义教学模式。这一模式强调的是以学生为中心，通过运用调查和实验的方法解决问题，强调通过小组合作学习促进学生对科学概念的理解和知识的建构。“5E”教学模式分为5个基本环节：参与（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、扩展（Elaboration）和评价（Evaluation）。因为这5个学习环节的英文单词均以“E”开头，所以又被称为“5E”教学模式。
2.教材分析
“物质跨膜运输的实例”是人教版高中《生物·必修1·分子与细胞》第4章第1节内容。通过水和其他物质跨膜运输的实例，使学生建立起物质跨膜运输的感性认识，从而理性地认识到细胞膜和其他生物膜是选择透过性膜，为第4章第2节“膜结构”和第3节“物质跨膜运输的方式”的学习奠定基础。而“探究植物细胞的吸水和失水”是教材的第一个探究性实验，是后续探究性活动的基础。
二、教学目标举例说出细胞膜是选择透过性膜；尝试提出问题和作出假设；总结关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
三、“5E”学习环教学模式在课堂中的运用
1.1E——参与
通过创设问题情境激发学生的学习兴趣，引起学生的认知冲突，使学生主动参与概念的建构。
首先，演示教材“问题探讨”中渗透装置的实验。学生通过观察和教师的问题串引领，根据已有的扩散知识，能够得出完成渗透作用的两个条件，即半透膜及膜两侧的浓度差，并得出结论：水分子能够通过半透膜并从单位体积多的一侧向水分子少的一侧（即顺相对含量的梯度）运输。
此时，教师引导学生思考：若将烧杯中的长颈漏斗类比成一个细胞，会发生怎样的现象呢？教师利用学生的好奇心做一个小实验：切取3条大小相同的萝卜，一个不做任何处理，将另外两条分别放入浓盐水和清水中。学生观察：泡在浓盐水中的萝卜条变柔软了，泡在清水中的萝卜条变硬挺了。在这一情境中，学生利用原来的知识体系难以解释现象，于是产生认知冲突，学习兴趣油然而生。
2.2E——探究
这是“5E”学习环模式的中心环节，教师可以根据产生的认知冲突引导学生分组讨论、合作探究，帮助学生建立宏观植物个体的变化与微观植物细胞吸水和失水现象之间的联系。教师需要给学生提供背景知识和可能的实验材料用具。
背景知识 成熟植物细胞的中央液泡占据了细胞大部分的空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要是液泡内的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质被称为原生质层。水分进出细胞要经过原生质层。
材料用具 紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水和显微镜等。
（1）提出问题。联系背景知识，针对上一环节观察到的现象以及生活常识，学生可能会提出很多有关植物吸水和失水的问题，如“为什么萝卜细胞失水后整个萝卜很快就变软了？”“植物细胞在什么情况下失水？”“植物细胞的哪部分可以充当半透膜？”等问题。通过全班讨论，选取“植物细胞的原生质相当于半透膜吗？”“植物细胞失去的水来自细胞内的哪个结构？”和“植物细胞分别在哪种浓度的溶液中吸水或失水？”三个问题进行探究。
（2）作出假设。植物细胞的原生质层相当于半透膜，植物细胞失去的水来自液泡，植物细胞在高浓度溶液中会失水，而在低浓度溶液中会吸水。
（3）设计实验。将学生分成6人一组进行讨论，选择给出的材料用具进行实验设计。要求学生说出选择的材料用具、实验步骤和预期现象（观察指标）。
在此过程中，学生需要思考3个问题：①选择怎样的材料，如何操作才能观察到液泡？②需要观察哪些溶液中的植物细胞？③如何安排这些溶液中的植物细胞的观察顺序，才能观察到细胞失水、吸水两种情况下液泡大小的变化？
（4）表达交流。由于时间关系，课后完成实施实验方案环节。各小组设计出实验方案后，从材料用具、实验过程以及现象预测等方面向全班同学阐述。其他小组认真听取发言组的实验设计方案，而发言组要对可能出现的“质疑”作出合理解释。教师在这一环节充当组织者和听众的角色，在学生的表达、交流和讨论中，实验设计趋于完善。
3.3E——解释
这一阶段，学生聚焦于探究过程、结果展示以及分析等方面。学生尝试解释和阐述自己对概念和问题的认识，教师进行补充和完善：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。植物细胞失去的水来自液泡。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞渗透失水，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分开，也就是发生了质壁分离现象。反之，则发生质壁分离复原现象。
4.4E——扩展
教师引导学生加深对新概念的理解和应用，如让学生解释课前的问题，也可以利用新的概念来解释新的情境和问题：
（1）若将动物细胞，如哺乳动物成熟的红细胞分别放入浓盐水和清水中，还会发生质壁分离和质壁分离复原现象吗？进而阐释动物细胞的吸水和失水。在此基础上，学生分析发生质壁分离现象需要的条件。
（2）通过质壁分离和复原实验还可以得出哪些实验结论？
（3）细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程，那么，其他物质的跨膜运输也是这样吗？于是展示其他物质跨膜运输的实例，说明细胞膜不仅是半透膜，而且还是选择透过性膜。
5.5E——评价
这一阶段除了鼓励学生进行自我评价外，也为教师提供检测学生达成学习目标情况的机会。
评价一：对概念的理解。
判断正误：细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜；水分子进出细胞，取决于细胞内外的浓度差；小分子物质都能透过细胞膜，大分子物质则不能。
评价二：综合分析和思考。
轮作与作物根系对矿质营养元素的选择性吸收有什么关系？
四、教学反思
通常情况下，学生在正式接受理科课程学习之前已经对即将学习的知识具有一定的认识，即前概念，某些前概念可能具有一定的隐蔽性。但是鉴于学生的认知能力，学生无法发现或自我建构新的科学概念，尤其对于“物质跨膜运输的实例”一节内容，学生的课前认知还达不到解释现象的要求。故需要教师为学生提供条件，让他们运用前概念来探索新的科学概念；再由教师分析相应的观点，引入科学概念。所以，若要有效地进行科学教学，帮助学生建构科学概念，在教学中教师不仅要让学生探索，更要了解学生针对特定教学内容的前科学概念。即要创设特定的情境，提出相应的问题，让学生暴露自己已有的“概念”，在此基础上进行探究。通过课堂实践发现，运用“5E”教学模式能够使学生建立牢固的科学概念。
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