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高中生物学“5E”教学模式下的深度学习策略

2023-08-08 134 上传者：管理员

摘要：深度学习具有探究性。“5E”教学模式是以学生探究为主的教学模式，由五个环节构成。文章对“5E”教学模式在高中生物学课堂的深度学习策略进行了探究，提出教师应用“5E”教学模式要沿着其五个环节组织探究性活动，引导学生进行深度学习。

关键词：
“5E”教学模式
学会学习
深度学习
高中生物学
高阶思维能力
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在知识经济时代，学会学习对学生来说非常重要。学会学习表现为学生能够对知识进行深度加工、批判理解、迁移应用。这与深度学习相契合，深度学习是以学生为本的学习过程。在此学习过程中，学生会发挥自主性，迁移应用已有认知，深度加工相关信息，由此进行批判性理解，实现有意义的建构，逐渐发展高阶思维能力和问题解决能力，提高核心素养发展水平。与此同时，在深度学习的过程中，学生通过不断探究，逐渐走向学习深处。因此，教师要选择具有探究性的教学模式或方式组织教学活动，促使学生进行深度学习。“5E”教学模式是基于建构主义的探究式教学模式，由吸引环节、探究环节、解释环节、迁移环节、评价环节五个环节构成。每个环节都高度重视学生的主体性，助力学生像科学家一样探究，深刻掌握学科知识，锻炼多样能力。“5E”教学模式是引导学生深度学习的有效模式。高中生物学教师可以将“5E”教学模式作为教学工具，紧扣五大教学环节，结合具体的教学内容，使用不同的方式引导学生探究，使其顺其自然地实现深度学习，发展核心素养，提高生物学教学效率。

一、吸引环节的教学策略

设置吸引环节的目的是吸引学生的注意力，引发学生的认知冲突，促使学生建构积极的情感倾向，主动走进课堂，积极探究。学生积极探究是实现深度学习的保障。“5E”教学模式是建构主义理论下的一种教学模式。建构主义理论强调了教学情境的重要性，倡导创设教学情境，促使学生进行有意义的建构。有效的教学情境，既可以吸引学生的注意力，又可以使学生在体验情境的过程中自然地融入生物学课堂教学中。因此，教师要紧扣吸引环节，根据教学内容创设教学情境，助力学生进入生物学课堂，促使学生为深度学习作准备。

例如，人教版《普通高中教科书·生物学》（以下统称“教材”）必修1“细胞呼吸的原理和应用”这节课的重点内容之一是细胞呼吸的方式。在吸引环节，教师采用实物展示法，向学生呈现一块发酵好的面团，同时拿着面团，走近每名学生，引导其看一看、闻一闻。在此之际，教师向学生提出问题：通过看一看、闻一闻面团，大家发现了什么？有学生说：“这块发酵好的面团上有很多小洞，还散发着酒精味。”一些学生提出问题：“面团上的小洞及酒精味是如何产生的呢？”教师可以由此引出细胞呼吸内容，引导学生探究酵母细胞呼吸的方式。

在体验情境的过程中，学生产生了积极的学习情感倾向，同时借助直观的生物学现象，初步认知细胞呼吸的方式，有利于进行深度探究，实现深度学习。同时，学生也会因此形成物质与能量观，并以此为指导探究生命活动的规律，从而发展生物学核心素养。

二、探究环节的教学策略

探究环节是学生进行深度学习的关键环节。在探究环节，教师要发挥教学智慧，结合生物学教学内容，使用不同的教学方法，指引学生进行深度探究。

1.问题导学，促使学生真探究

问题导学是指以问题串为工具，促使学生分析、解决问题的教学方式。教师在生物学课堂上进行问题导学，可以使学生在有效问题的推动下，自觉发挥思维作用，迁移已有生物学认知，使用多样的方法分析、解决问题。在整个过程中，学生既可以深入地理解生物学内容，又可以发展高阶思维能力、问题解决能力、科学探究能力等，实现深度学习，提高生物学学习效率。鉴于此，在实施生物学教学时，教师可以以探究环节为立足点，结合教学内容进行问题导学，促使学生真探究。

例如，教材必修1“细胞膜的结构和功能”这节课的核心问题之一是“细胞具有怎样的结构，才能实现细胞间的信息交流”。核心问题是学生进行探究的支架。问题串是发展学生核心素养的驱动力。教师应当围绕核心问题向学生提出一连串的问题：假如你是一名科学家，根据细胞的内外环境和磷脂分子的特点，你会利用什么样的假说来解释磷脂分子在细胞膜上的分布情况？细胞膜由哪些成分组成？这些成分是如何组成细胞膜的？细胞膜是静态的，还是动态的？这些问题直指细胞膜结构模型的本质。在提出问题后，教师给予学生充足的探究时间。在探究过程中，学生尝试进行生物学实验，获取生物学现象，归纳生物学结论。探究结束后，教师组织展示活动。在活动中，教师鼓励学生展示问题答案，以及探究、解决问题的思路和具体方法。同时，教师立足学生的展示情况，不断追问，助力他们建构出细胞膜结构模型，由此解决核心问题。学生在问题串的作用下，真正进行了生物学探究。尤其，学生经历深度学习过程，掌握了生物学本质，形成批判质疑精神，提高科学探究能力。

2.利用科学史，驱动学生深度探究

生物学科学史是生物学研究的结晶，是重要的生物学教学资源。生物学科学史回答了“是什么”“怎么来”这两大问题。教师有效应用生物学科学史可以在丰富生物学教学内容的同时，促使学生深度探究，逐步领悟生物学本质，获取科学方法，提高高阶思维能力和科学探究能力。对此，在生物学课堂上，教师要立足探究环节，结合教学内容，引入相关的科学史，驱动学生深度探究。

例如，教材必修1“降低化学反应活化能的酶”这节课的教学重点之一是酶的定义。在探究环节，教师围绕此教学重点，先利用交互式电子白板展示酿酒、储藏酒的画面。围绕画面，教师向学生提出问题：为什么在酿造和储藏的过程中，酒会变酸呢？此问题很容易引发学生的探究兴趣。教师把握时机，继续利用交互式电子白板，展示相关的生物学科学史内容：巴斯德和李比希关于酶本质探索的争论、毕希纳发现酿酶、萨姆纳历时9年证明尿酶是蛋白质、切赫和奥特尔曼发现少数RNA具有生物学催化功能。在问题引导和科学史内容的双重作用下，学生发挥自主性，沿着科学家的脚步，逐步探究酶的相关内容，如作用、本质、特性等。在探究的过程中，学生由浅入深地总结出酶的定义。之后，教师引导学生展示成果。在学生展示时，教师和其他学生认真倾听，有针对性地提出补充内容，借此完善认知。

如此做法不仅使学生获得了深度探究的机会，还使学生在深度探究的同时，积极地了解科学史内容，达到不仅知其然，而且知其所以然，深刻地建立生物学认知。在整个教学过程中，学生亲身实践，潜移默化地锻炼了科学探究能力，便于推动深度学习的发展，提高生物学学习效率。

三、解释环节的教学策略

解释环节是师生共同探究的环节。在此环节，学生可以以自主探究成果为切入点进行深入探究，达成统一认知，强化认知水平，发展核心素养。为此，在实施高中生物学教学时，教师要以解释环节为立足点，依据教学内容，与学生共同研讨，促使其深度学习。

例如，在教学教材选择性必修1“神经冲动的产生和传导”这节课时，在讲解“兴奋在神经纤维上的传导”时，教师可以利用交互式电子白板呈现如图1所示的蛙的坐骨神经表面电位差的实验示意图。

图1

同时，教师让学生小组合作完成以下两项任务。任务1：探究静息时和受到刺激后，a,b两点的电位变化情况。任务2：探究兴奋是如何在神经纤维上传导的。在了解任务内容后，各小组成员认真审视示意图，有所发现，然后展现任务成果。有的小组代表提出：“在示意图中，图1(a）是神经纤维的正常状态，此时电表不会发生偏转；图1(b）、图1(c）和图1(d）表示在神经的左侧端施加刺激后，电表向左侧偏转，之后向右侧偏转，接着又恢复为正电位。”由此可见，刺激的出现和传导可以使神经表面的电位发生变化。教师对此进行肯定，并追问：“从这一现象中，大家可以得出怎样的结论？”在问题的驱动下，学生深入思考，试着归纳结论，即神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的。基于此，教师进行归纳，促使学生完善认知。

学生在体验探究、解释活动时，发挥自主性，独立思考、探究，由浅入深地掌握生物学相关知识。学生也因此锻炼了独立思考能力、图像分析能力、归纳总结能力，便于提高生物学科学探究和理性思维水平。

四、迁移环节的教学策略

迁移环节是学生应用所学、解决生物学问题的环节。深度学习注重学生的迁移运用。在进行深度学习时，学生受到教师的引导，由始至终地迁移已有认知，不断解决生物学问题，展示探究成果，由此掌握生物学知识，了解生物学本质，建构生物学知识点之间的联系。在生物学课堂上，教师要以学生学习情况为基础，联系实际生活，设计相关问题，并将其应用于迁移环节，促使学生回顾所学，强化生物学认知，发展生物学核心素养，提高深度学习效率。

例如，在教学教材必修2“人类遗传病”这节课时，在迁移环节，教师可以结合学生学情和现实生活，设计生活化问题。

问题1：糖尿病是威胁青少年健康的一种遗传病。对于糖尿病叙述不正确的是（）。

(A）研究糖尿病发病率的正确做法是在人群中进行随机抽样调查，由此计算发病率

(B）糖尿病是单基因遗传病

(C）遗传物质和环境因素是产生糖尿病的共同因素

(D）糖尿病导致消瘦的原因可能是利用葡萄糖功能受阻，机体消耗较多的脂肪

问题2：一名患有单基因遗传病的男子和正常女子结婚。若生女孩，其100%患病；若生男孩，其100%正常。这种遗传病的遗传方式属于（）。

(A）伴X染色体显性遗传

(B）伴X染色体隐性遗传

(C）常染色体隐性遗传

(D）常染色体显性遗传

学生认真分析题目，启动思维，联想课堂学习内容，借此解决问题，扎实掌握课堂所学，同时锻炼生物学应用能力。在解决问题时，一些学生遇到困难。教师以此为切入点，有针对性地进行点拨，促使学生查漏补缺，增强生物学认知，积累生物学应用经验。

五、评价环节的教学策略

评价贯穿“5E”教学模式的各个环节，是学生深度学习的驱动。深度学习关注学生的学习过程。学习过程是学生进行深度学习的支撑。为此，教师要紧抓学生的深度学习过程，选用教师评价、学生自评、生生互评等方式，了解学生学习情况，及时进行引导，促使学生深度学习，提高课堂学习效率。

仍以“人类遗传病”这节课为例，在迁移环节，教师设计生活化问题。

问题：关于人类遗传病的叙述，正确的是（）。

(A）人类遗传病是因为遗传物质改变了而产生的疾病

(B）没有携带遗传病基因的个体，其一定不会得上遗传病

(C）禁止近亲结婚，是因为其会增大遗传病的发病几率

(D）单基因遗传病是由一个基因控制的疾病

在学生解决问题后，教师随机选择代表，引导其作答。此时教师根据学生给出的答案，诊断学生的学习情况，如“在完成上题时，学生出现错误，说明其尚未了解遗传病的成因”。基于此，教师着重讲述人类常见遗传病的类型和成因。这是诊断性评价的具体表现。学生认真倾听，弥补课堂学习不足。

总而言之，“5E”教学模式可以助力学生深度探究生物学内容，掌握生物学本质，发展生物学核心素养。对此，高中生物学教师可以将“5E”教学模式作为引导学生深度学习的“法宝”，结合“5E”教学模式的五大环节与教学内容，应用适宜策略，引导学生探究。在探究过程中，学生可以通过不断地发挥思维作用掌握生物学知识，切实增强生物学学习深度，提高学习效率。

参考文献:

[1]赵彬.基于"5E*教学模式的高中生物学教学设计与实践研究[D].西安:陕西师范大学, 2016.

[2]沙健华从深度学习角度谈高中生物教学[J]数理化解题研究,2021(33).

[3]陈丽珊."5E"教学模式对高中生物学深度学习影响的实践研究[D]福州:福建师范大学, 2021.

文章来源:李玉忠.“5E”教学模式下高中生物学的深度学习策略[J].基础教育论坛,2023(15):20-22.