“5E”教学模式在生物实验教学中的应用

徐欢

摘 要：“5E”教学模式是一种基于建构主义教学理论的新型教学模式。应用“5E”教学模式开展“绿叶中色素的提取和分离”的实验教学，培养学生的探究能力，促进学生对科学概念的理解和知识的建构。

关键词：“5E”教学模式；实验教学；教学应用

一、“5E”教学模式理论背景

“5E”教学模式是美国生物学课程研究所开发的一种基于建构主义教学理论的新型教学模式，强调通过小组合作学习，以学生为中心，运用调查和实验的方法解决问题，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个学习阶段：参与（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、详细说明（Elaboration）和评价（Evaluation）。借鉴“5E”教学模式开展生物教学，对推进生物教学改革有积极意义。

二、案例展示：“绿叶中色素的提取和分离”教学应用及反思

1.实验教学内容分析

植物光合作用始于光合色素吸收、传递转换光能，在学生学习光合作用过程之前，课标和教材安排光合色素的提取和分离实验，既能激发学生学习和探究的兴趣，学习物质提取和分离实验的基本技能，又为学习和理解光合作用中的能量转化奠定基础，有举足轻重的作用。

2.实验教学创新分析

本实验按常规教学属于验证性实验，验证叶绿体中色素的种类、含量及颜色。为了学生的素养提升和能力发展，我按照核心素养的理念将此实验改成探究性实验，对很多问题进行了对比和扩展。既实现了课程标准对本节课的要求，又激发了学生的创新性思维，培养了学生实验探究的能力。

3.实验方法设计

实验探究法：“探讨—实践”实验教学法，即探究性教学方法。通过每组同学对每一步不同的做法与探究相结合，引导学生在探究过程中自己找出答案、突破难点。

4.实验教学过程

本节课采用的是一种适合培养学生探究能力的“5E”教学模式，强调通过小组合作学习，以学生为中心，运用调查和实验的方法解决问题，促进学生对科学概念的理解和知识的建构。这一节课按“5E”教学模式设计如下：

课前准备→分组探究→结果分析→小结评价→实验再探究

（1）课前准备

教师活动：布置学生预习实验，对教材实验反思并提出问题，创新设计探究问题，列出“菜单”。把全班同学分为若干大组，每大组推荐一位学生为组长。教师对学生的实验设计提出指导意见。

学生活动：预习，思考，总结，列出想要探究问题的“菜单”。从设计的实验“菜单”中选出想做的实验，组合成组。小组成员共同讨论查阅资料，设计实验，组长填写实验申请表，学生事先准备好实验用到的材料用具。

（2）分组探究

教师活动：以小组为单位，进行实验操作。在常规操作中设计不同的途径进行探究。（教师提醒学生注意药品使用方法和注意事项）

学生活动：每组5～6人，2人严格按书中步骤和顺序，其他人在整体步骤不变的情况下可替换试剂或材料或改变顺序，对疑惑进行现场辨析和解决。

（3）探究-解释

探究质疑一：能否用其他绿色植物的叶片代替菠菜作为实验材料？

第一大组的学生选择了女贞叶片，桂花叶片，青菜叶片，菠菜叶片作为实验材料进行色素的提取和分离。实验结果：女贞叶片提取，分离后得到的四条色素带最明显。

探究质疑二：能否改良过滤装置提高过滤速度？

第二大组的学生选择了单层尼龙布，棉花，针管对研磨液进行过滤。实验结果：用棉花塞住漏斗口过滤，效果更好。

探究质疑三：能否用其他方法来划出细、直、均匀的滤液细线？

第三大组选择了毛细吸管，盖玻片，钢笔沾色素、硬币边缘压线等方法画滤液细线。实验结果：用毛细吸管画滤液细线效果

最好。

探究质疑四：能否用其他装置来分离色素？

第四大组的学生选用了试管、烧杯进行色素分离。实验结果：用试管代替烧杯，可以节约层析液，塞上塞子，可以固定滤纸条，防止挥发。

（4）课堂小结

学生展示自己的成果并做分析，进行得失的总结，分析成败的原因，培养归纳总结分析能力和语言表达能力。

（5）评价

引导学生对学习活动开展自评、互评；教师对教学活动及学生的表现进行评价。

（6）实验再探究

思考：结合以下器材（榨汁机，定性滤纸），你能想出新的绿叶色素提取和分离的方法吗？

绿叶中色素的提取：使用榨汁机直接对绿叶进行榨汁，收集滤液（需加碳酸钙和酒精）。绿叶中色素的分离：滤液色素滴在滤纸中央，干了重复3次，滤纸中央与层析液用一棉线相连也可达到分离效果。

5.教学反思

“5E”教学模式适合培养学生的探究能力，能充分发挥学生的主体作用。本节课从准备到实施然后到最后总结虽然耗时较长，在实验过程中有不少的同学犯了各种错误，但同时也有不少同学提出了更为合理实用的改进方法，让学生真正体验到了学习和探究的乐趣。由此可见，只要我们充分发挥实验教学的优势，充分体现“以教师为主导，以学生为主体，以探究为中心”的基本理念，以学科知识为载体，不断给学生提供进行创新活动的机会和空间，就能够充分挖掘出学生潜在的創造力。让学生“学会求知，学会做人，学会审美，学会创造”，在今后社会的发展中不断更新知识结构，适应社会发展需要。

参考文献：

[1]张杏娟，刘恩山.5E教学模式在发展学生能力和课程建设中的价值及作用[J].生物学通报，2015，50（2）：21.

[2]刘恩山.中学生物学教学中概念的表述与传递[J].中学生物学，2011，27（1）：3.

编辑 郭小琴