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5E教学模式是美国生物学课程研究(BSCS)开发出的一种建构主义教学模式,在科学教育领域受到高度的关注。在课堂教学中,5E教学模式可以用来探查学生的前科学概念,培养学生的科学探究能力,以及帮助学生实现概念转变和构建科学概念,并运用新概念解决新问题或新现象。
5E教學模式共包括5个教学环节:即引入(Engage)、探究(Explore)、解释(Explain)、精致(Elaborate)、评价(Evaluation)。5E教学模式注重学生的活动,即以学生活动为中心,尤其是“探究”和“精致”2个环节。
初中生物学教学中强调的科学探究活动恰恰表现出学生是活动的中心。生物学课程标准(2011版)中倡导探究性学习,引导学生主动参与、勤于动手、积极思考,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等。
在理解了5E教学模式的涵义后,笔者试着运用5E教学模式开展“植物对水和无机盐的吸收”一节的科学探究教学,具体实施过程如下:
1、引入(Engage):合理运用事例,激发学生的学习兴趣,引起探究
引用的例子要紧密联系学生的生活实际,并与教学任务合理联系。学生针对提供的活动、问题、现象等进行思考,引发认知冲突。
在苏科版生物七年级上册第四章第一节中的第一部分介绍了海尔蒙特的著名实验——柳树实验。他把两百磅的土壤烘干称重,然后在土里种下5磅重的柳树种子,收集雨水灌溉;五年后柳树长成169磅3盎司重,土壤再烘干称重,只少了2盎司。
海尔蒙特在这个实验中得出结论:是雨水使柳树增重。
2、探究(Explore):对前面的得出的结论提出质疑,引起认知冲突,激发探究热情
在阅读了海尔蒙特的实验后,引导学生思考:海尔蒙特的这个结论准确吗?如果只给植物浇水,它能正常生长吗?土壤少了的2盎司又是什么?
针对海尔蒙特的实验结论,学生分小组讨论,设计实验。具体如下:
(1)选择大小、长势相近(单一变量原则)的青菜十棵(平行重复原则,减少实验误差)。随机分成两组,每组5棵。
(2)制作土壤浸出液。(称取200g土壤,加入盛有1000mL蒸馏水的大烧杯中,用玻璃杯搅拌均匀,用保鲜膜遮住杯口,静置一夜。用多层纱布过滤后,再用三层滤纸过滤一次,用干净的烧杯收集滤液——土壤浸出液。)
(3)把收集到的土壤浸出液平均分成5份,倒入锥形瓶中,把青菜放入瓶中。另一组准备等量的蒸馏水及青菜,分别置于5个锥形瓶中。
(4)把两组青菜分别放置在光照充足的环境中。每天记录实验现象。一周后对比两组青菜的生长情况。
实验结果:放在蒸馏水中的青菜叶色发黄,生长不良。
3、解释(Explain):学生通过探究,对前面产生的质疑进行合理的解释
这个环节是学生建构知识、掌握科学方法的重要环节,学生通过探究获得直接的感性体验或理性推理后,用自己的语言对之前提出的问题作出解释。此环节中,教师要充分引导学生相互倾听和相互补充,通过适当的点拨,最终形成规范、完整、科学的知识体系。
分析实验结果,得出结论:仅为青菜提供水,青菜的生长情况不好。
学生解释:两组实验对比后发现,蒸馏水中的青菜叶色发黄,生长不良,而土壤浸出液中的青菜能正常生长。可能是因为土壤浸出液中还含有其它有利于植物正常生长的物质。我们分别取了一滴蒸馏水和土壤浸出液,滴在洁净的载玻片上,然后一起放到石棉网上用酒精灯烘干,蒸馏水没有留下任何痕迹,而土壤浸出液中的水蒸发后,载玻片上留有一些结晶物质。我们通过实验证明了海尔蒙特的实验结论不准确。仅为植物提供水分,植物生长的并不好,我们在查阅了资料后,知道了土壤浸出液中含有植物生长所需要的无机盐,也就是留在载玻片上的结晶物质。
4、精致(Elaborate)或迁移(Elaboration)用新学习的概念解决新的学习任务
4.1如何证明植物吸收了水分?
怎么样才能知道植物真的在吸收水呢?由于水是无色透明的,所以无法直接观察,同学们纷纷发表自己的意见,最后在教师的提示下,学生认为可以给水里加点“料”。
实验设计:
1、把适量的红墨水加入到200mL清水中,用玻璃棒搅拌均匀。
2、选择新鲜的百合花(或其他白色的花)插入到加了红墨水的水中。
3、放置在阳光可以照射到的桌上。每天记录花瓣颜色的变化。
实验结论:花瓣颜色从白色变成浅红色,证明了植物吸收了水分。
4.2植物吸收水分和无机盐需要具备什么样的条件?
实验一、切取大小相近的萝卜条,用尺量一下萝卜条的长、宽、高。然后分别放在清水和浓盐水中。放置一夜,观察并记录萝卜条的变化。
通过观察可以发现:放在清水中的萝卜条变长变硬,浓盐水中的萝卜条缩短、变软。
为什么清水中的萝卜条变硬,而浓盐水中的变软?
实验二、切取大小相近的两块萝卜,在萝卜块中央挖一个洞,分别在洞中加入洞一半高度的浓盐水(用小旗帜标注)和清水,放置一夜,观察并记录萝卜块洞中水的变化。
通过实验发现:盛有清水的萝卜,实验后水没有了,萝卜块很硬;盛有盐水的萝卜,实验后水溢出来了,萝卜块变得很软。
综合以上两个实验得出结论:当外界溶液(土壤溶液)浓度小于植物细胞内溶液浓度时,植物细胞才能吸收水和无机盐。
5、评价(Evaluation)评价学生在探究过程中的参与情况,以及对实验结果的分析
由于本节教学过程中涉及的一系列实验需要花费一定的时间,因此笔者提前布置学生先分小组讨论,再制定可行性的计划,然后把实验材料带到学校、或者在家里动手操作,每天拍照发送实验结果。这对于学生主动探究的参与度有较高的要求,并且也能够展示不同学生动手实验的能力差异,最后还要求学生能对实验结果做出力所能及的解释,充分锻炼学生的综合能力,这正是教育的真正目的。
(作者单位:江苏省苏州市南环实验中学校)
5E教學模式共包括5个教学环节:即引入(Engage)、探究(Explore)、解释(Explain)、精致(Elaborate)、评价(Evaluation)。5E教学模式注重学生的活动,即以学生活动为中心,尤其是“探究”和“精致”2个环节。
初中生物学教学中强调的科学探究活动恰恰表现出学生是活动的中心。生物学课程标准(2011版)中倡导探究性学习,引导学生主动参与、勤于动手、积极思考,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等。
在理解了5E教学模式的涵义后,笔者试着运用5E教学模式开展“植物对水和无机盐的吸收”一节的科学探究教学,具体实施过程如下:
1、引入(Engage):合理运用事例,激发学生的学习兴趣,引起探究
引用的例子要紧密联系学生的生活实际,并与教学任务合理联系。学生针对提供的活动、问题、现象等进行思考,引发认知冲突。
在苏科版生物七年级上册第四章第一节中的第一部分介绍了海尔蒙特的著名实验——柳树实验。他把两百磅的土壤烘干称重,然后在土里种下5磅重的柳树种子,收集雨水灌溉;五年后柳树长成169磅3盎司重,土壤再烘干称重,只少了2盎司。
海尔蒙特在这个实验中得出结论:是雨水使柳树增重。
2、探究(Explore):对前面的得出的结论提出质疑,引起认知冲突,激发探究热情
在阅读了海尔蒙特的实验后,引导学生思考:海尔蒙特的这个结论准确吗?如果只给植物浇水,它能正常生长吗?土壤少了的2盎司又是什么?
针对海尔蒙特的实验结论,学生分小组讨论,设计实验。具体如下:
(1)选择大小、长势相近(单一变量原则)的青菜十棵(平行重复原则,减少实验误差)。随机分成两组,每组5棵。
(2)制作土壤浸出液。(称取200g土壤,加入盛有1000mL蒸馏水的大烧杯中,用玻璃杯搅拌均匀,用保鲜膜遮住杯口,静置一夜。用多层纱布过滤后,再用三层滤纸过滤一次,用干净的烧杯收集滤液——土壤浸出液。)
(3)把收集到的土壤浸出液平均分成5份,倒入锥形瓶中,把青菜放入瓶中。另一组准备等量的蒸馏水及青菜,分别置于5个锥形瓶中。
(4)把两组青菜分别放置在光照充足的环境中。每天记录实验现象。一周后对比两组青菜的生长情况。
实验结果:放在蒸馏水中的青菜叶色发黄,生长不良。
3、解释(Explain):学生通过探究,对前面产生的质疑进行合理的解释
这个环节是学生建构知识、掌握科学方法的重要环节,学生通过探究获得直接的感性体验或理性推理后,用自己的语言对之前提出的问题作出解释。此环节中,教师要充分引导学生相互倾听和相互补充,通过适当的点拨,最终形成规范、完整、科学的知识体系。
分析实验结果,得出结论:仅为青菜提供水,青菜的生长情况不好。
学生解释:两组实验对比后发现,蒸馏水中的青菜叶色发黄,生长不良,而土壤浸出液中的青菜能正常生长。可能是因为土壤浸出液中还含有其它有利于植物正常生长的物质。我们分别取了一滴蒸馏水和土壤浸出液,滴在洁净的载玻片上,然后一起放到石棉网上用酒精灯烘干,蒸馏水没有留下任何痕迹,而土壤浸出液中的水蒸发后,载玻片上留有一些结晶物质。我们通过实验证明了海尔蒙特的实验结论不准确。仅为植物提供水分,植物生长的并不好,我们在查阅了资料后,知道了土壤浸出液中含有植物生长所需要的无机盐,也就是留在载玻片上的结晶物质。
4、精致(Elaborate)或迁移(Elaboration)用新学习的概念解决新的学习任务
4.1如何证明植物吸收了水分?
怎么样才能知道植物真的在吸收水呢?由于水是无色透明的,所以无法直接观察,同学们纷纷发表自己的意见,最后在教师的提示下,学生认为可以给水里加点“料”。
实验设计:
1、把适量的红墨水加入到200mL清水中,用玻璃棒搅拌均匀。
2、选择新鲜的百合花(或其他白色的花)插入到加了红墨水的水中。
3、放置在阳光可以照射到的桌上。每天记录花瓣颜色的变化。
实验结论:花瓣颜色从白色变成浅红色,证明了植物吸收了水分。
4.2植物吸收水分和无机盐需要具备什么样的条件?
实验一、切取大小相近的萝卜条,用尺量一下萝卜条的长、宽、高。然后分别放在清水和浓盐水中。放置一夜,观察并记录萝卜条的变化。
通过观察可以发现:放在清水中的萝卜条变长变硬,浓盐水中的萝卜条缩短、变软。
为什么清水中的萝卜条变硬,而浓盐水中的变软?
实验二、切取大小相近的两块萝卜,在萝卜块中央挖一个洞,分别在洞中加入洞一半高度的浓盐水(用小旗帜标注)和清水,放置一夜,观察并记录萝卜块洞中水的变化。
通过实验发现:盛有清水的萝卜,实验后水没有了,萝卜块很硬;盛有盐水的萝卜,实验后水溢出来了,萝卜块变得很软。
综合以上两个实验得出结论:当外界溶液(土壤溶液)浓度小于植物细胞内溶液浓度时,植物细胞才能吸收水和无机盐。
5、评价(Evaluation)评价学生在探究过程中的参与情况,以及对实验结果的分析
由于本节教学过程中涉及的一系列实验需要花费一定的时间,因此笔者提前布置学生先分小组讨论,再制定可行性的计划,然后把实验材料带到学校、或者在家里动手操作,每天拍照发送实验结果。这对于学生主动探究的参与度有较高的要求,并且也能够展示不同学生动手实验的能力差异,最后还要求学生能对实验结果做出力所能及的解释,充分锻炼学生的综合能力,这正是教育的真正目的。
(作者单位:江苏省苏州市南环实验中学校)