前言:《义务教育生物学课程标准》强烈强调概念教学与科学探究。提出“基于生物学课程展开科学探究,使学生主动、乐观参与生物学学习、领悟、探寻方法等各种活动。”科学概念的理解属于科学素养的核心构成要素,浅显探究难以促进学生的概念理解和学习,学生的科学思维发展需要在理解的基础上进行。5E教学实践需要以学生为核心,指引学生探究,在理解的基础上构建科学概念,具有重要的助学作用,能让学生逐渐走进生物学世界深处。
一、5E教学模式概述
5E教学模式是美国研发的,基于生物学课程展开研究,是融合了建构主义教学理论的教学模式[1]。20世纪80年代,该教学模式已经被运用在BSCS课程中,占据关键地位,是一种能用于整体课程、特定学科的新型教学程序,能吸引学生注意力,激发学生的兴趣。5E教学模式主要由五个环节组成,组成环节如下:
第一个环节:引入。该环节是5E教学模式的初始环节,以激发学生兴趣为主,促进学生深度探究。实践期间,通过问题情境的创设和应用实现激趣目标,情境与生活关系密切,包含课程内容和授课任务,问题的设计需要诱发学生认知冲突,使其产生自主探究的欲望和兴趣。概念教学课堂中,教师需要掌握学生的学情,基于原有概念与科学概念的差异设计问题情境,利用实验演示等其他情境,诱发学生认知冲突,让学生自主完成学习任务,进行深度探究。
第二个环节:探究。该环节在5E教学模式中属于核心环节,教师可以根据认知冲突指引学生探究。而探究主体是学生,教师则发挥着辅助作用。教师需要细致观察、认真倾听、适度指导,实时掌握学生学习进度和情况,避免随意得出结论。在此环节中,需要提供背景知识以及学习材料、实验仪器等,支持学生探究。探究过程中,学生的前概念将会得到体现,为后期的概念转化以及界定提供基础。
第三个环节:解释。该环节是5E教学的关键环节,教师应集中学生注意力分析探究结果,为其提供体现概念理解的机会,以及技能的运用平台,使其能够根据自己的理解阐述概念。而且,该环节为教师提供了介绍概念、过程等机会。因此,教师应根据课程目标指引学生深度理解新概念。
第四个环节:迁移。该环节中,教师需正确引导学生,促进学生概念理解和应用,延伸概念内涵,实现概念迁移,建立概念联系,能够运用新概念解释新情境和新问题。通过具体的实践操练,学生能逐步加深对概念的理解,获取丰富信息和实用技能。
第五个环节:评价。该环节中,教师与学生运用正式、非正式方法进行综合性评价。如笔试测验、表现性任务;随时评价等。评价的最终目标就是为了提高学生的学习效果,使其朝着正确方向前进,鼓励学生反思和改进。同时,让教师反思、调整教学方案和过程、模式等,提高教学效果。
二、基于深度学习初中生物学概念教学中5E教学模式的运用策略
(一)引入——设计问题,引出概念
该环节实践要求教师设计能诱发学生思考的问题情境,让学生主动地参与课堂,逐步引出新概念。与此同时,为学生提供展示前概念机会,引导学生深度探究[2]。
例如,“光合作用”概念教学中,提出下列问题:1.生物呼吸是否需要氧气支撑?2.人类生活与生产中哪些活动需要运用氧气?3.为什么氧气需求量提升下,人们没有很少有缺氧的感觉呢?4.氧气是怎样补充的呢?借此引出“光合作用”概念,激活学生探究欲望。随后,为学生提供机会,使其阐述自己对光合作用的认识。之后,根据“细胞内部能量转换器”、“绿叶在光的作用下制作淀粉”等知识,指引学生说出正确的光合作用场所等知识。与此同时,还要指引学生正确完成学习任务,探究光合作用的原料以及产物,尝试利用自己的话概括光合作用概念。
(二)探究——深度探究,构建概念
在该环节中,指引学生进行实验探究,以此建立事物关系,逐渐理解光合作用概念,为构建科学概念打下基础。
例如,围绕“光合作用的原料是二氧化碳”进行探究,指引学生分析著名实验“海尔蒙特”与“普利斯特利”。随后,提出问题:“光合作用的原料是否为二氧化碳?”之后,指导学生利用实验材料设计实验,进行探究验证,观看相关视频,以此得出结论。
再如,围绕“光合作用的原料是水”进行探究,查阅相关资料,组建实验小组,展开实验操作。为了节省实验时间,教师可以利用课余时间,课堂中播放相关内容供学生探讨,要求学生课余完成实验操作,基于“叶脉中包含导管,其主要作用为运输水与无机盐”知识获取正确实验结论。
(三)解释——总结知识,生成概念
基于该环节,教师应指引学生在探究的基础上,尝试利用自己的语言阐述新概念,以此初步建立科学概念。之后,由教师解释和补充,促进科学概念成型[3]。
例如,组织学生总结知识,把握光合作用的条件、原料等能力变化,学生提供自我表达机会,帮助学生初步建立光合作用概念。比如,有的学生说:“光合作用其实就是植物吸收二氧化碳与水的过程,利用叶绿体这一载体转化成有机物,并释放氧气,将光能转变为化学能。”还有的学生说:“光合作用就是植物将二氧化碳转变为氧气的过程。”在此基础上,教师应提供相关概念与反应式,解释光合作用,保证学生所学正确。
(四)迁移——解释情境,应用概念
该环节的最终目标为,让学生能够利用新概念解释教师创设的新情境,在深度探究和探讨中掌握新概念。
例如,教师提出问题:“基于光合作用原理,探讨密集种植的优点,并从菜农、果农的角色视角出发,想一想应该怎样实现增产?”指引学生利用所学知识解决实际问题,将知识与新情境整合,加深概念理解。科学地设置情境具备重要作用,问题的解答体现了学生的思维水平,每个学生具备的知识迁移能力不同,该过程能让教师掌握学生实际情况,能更好地支持评价环节实践。
(五)评价——科学评价,巩固概念
该环节实践目标为评价学生概念的构建效果,通过自评、互评的方式检测学生学习情况。在此过程中,教师应展示学生构建的概念以及相关反应式,组织学生互评、自评,或者由教师进行评价,能更好地巩固学生所学,让学生的学习更加深入。
例如,有的学生认为光合作用是植物将二氧化碳转变为氧气的过程;还有的学生认为光合作用能将光能转变为化学能。基于此,教师应帮助学生改正全概念,让学生知道,光合作用能在阳光、灯光的作用下进行。在完成评价后,组织学生进行技能训练,以此了解学生概念学习情况。
结论:综上所述,在初中的生物学概念教学中,5E教学模式的运用具备一定的催化、辅助作用。“引入”和“探究”环节能诱发学生的认知冲突,使其顺利地构建科学概念。而“解释”环节能让学生重组知识结构,整理新知识,基于科学观看和集体探讨,构建科学概念。通过“迁移”与“评价”,能让实际问题与抽象概念之间的距离更进一步,通过概念的应用稳定概念构建。所以,教师应把控好教学进度和节奏,发挥5E教学模式的作用,辅助学生的生物学概念学习。
参考文献:
[1]陈芳琴.指向核心素养培养的高中生物学一轮复习概念教学策略[J].生物学教学,2024,49(06):13-15.
[2]杨娜.概念建构式教学理论的现实困境及纾解重构——以初中生物学为例[J].华夏教师,2024,(10):83-85.
[3]卞悦阳,张雁.POEC探究式教学策略在生物学实验教学中的应用——以“探究酵母菌细胞呼吸的方式”为例[J].科教文汇,2024,(06):76-79.