基于“5E”教学模式的情境教学设计

林连花

摘要：以社会热点“东非蝗灾”为依托，创设本节复习课的具体问题情境，设置问题串，激发学生深入思考。通过解决真实情境的问题，帮助学生构建知识框架，促进学生形成结构与功能观、环境与稳态的生命观念，提高学生生物学学科核心素养。

关键词：情境教学;“5E”教学模式;生殖和发育;核心素养

生物学学科核心素养包括科学思维、科学探究、生命观念、社会责任4个方面，其中学生的学科思维并不是由教师直接教出来的，而是在学生发现生物学问题，运用科学的思维方法、分析和解决实际问题时逐渐培养起来。

传统的复习模式大多以教材和复习资料作为蓝本，课堂多是以教师讲授知识和练习题为主，把学过的知识再重复多讲，课堂比较枯燥，学生参与度较低，缺乏思维过程和深度的思考;学生往往是单纯的记忆知识，难以将所学的知识灵活应用，难以达到中考对信息获取能力和综合运用能力的要求。因此，本节复习课运用“5E（引入、探究、解释、精致、评价）”教学模式，联系生活实际并利用2019年社会热点“蝗灾”问题进行设计，通过相应的探究活动帮助学生构建知识体系，引导学生分析问题和解决问题，培养学生的生物学核心素养。

一、教材分析及设计思路

本课内容是北师大版《生物学》八年级上册第6单元第19章《生物的生殖和发育》的第二节《动物的生殖和发育》，本节主要包括昆虫的生殖和发育，两栖动物的生殖和发育，以及鸟类的生殖和发育这三部分内容。教学内容多，学生容易混淆不同种动物的发育过程及特点。基于生物学学科核心素养的培养要求， 本节课主要通过引入“东非蝗灾”案例创设符合学生认知的教学情境，激发学生学习的动力。整节课以蝗灾为主线，通过情景设置系列问题，引导学生构建知识体系，发展学生的科学思维，以重要概念的建构为基础， 渗透进化与适应观、结构与功能观的生命观念及保护生态环境的社会责任，培养学生生物学科素养。

二、教学目标

基于课程标准并围绕培养学生核心素养的要求，制订了如下教学目标：

（一）通过比较完全变态发育和不完全变态发育的异同点，提升归纳与概括的科学思维能力。

（二）通过学习比较不同种动物的生殖发育特点，理解两栖动物、鸟类的生殖和发育与环境相适应的特点，形成结构与功能相适应的生命观念。

（三）通过分析东非蝗灾案例，培养学生分析和解决问题的能力，关注生物科学在社会发展中的重要作用，提升保护环境的意识和社会责任感。

三、教学过程

（一）引入——创设情境，提出问题，激发学习兴趣

教师通过多媒体播放《东非蝗灾》的片段视频：从2019年底开始，东非地区暴发近几十年来最严重的蝗灾。蝗虫过境，寸草不生，对农作物的危害非常严重。据悉，占地一平方公里的蝗虫群一天可吃掉3.5万人的口粮。继东非蝗灾之后，我们的邻国巴基斯坦也遭受蝗灾肆虐，宣布进入国家紧急状态。应巴基斯坦要求，中国政府派出蝗灾防治工作组抵达巴基斯坦。

设计意图：学生观看视频，想象蝗灾的危害，了解稳态与平衡的重要性。

造成本次蝗灾的主角是沙漠蝗，蝗灾带来的危害如此严重，我们该如何科学治蝗呢？要想解决这个问题，首先我们要了解蝗虫是如何生殖和发育的。

设计意图：结合视频和情境提出问题，激发学生的学习兴趣和探索欲望，拓展学生的思维空间。

（二）探究——进行活动探究，突破学习重难点，构建概念

教师利用多媒体展示蝗虫的生殖和发育的相关视频和图片，学生观察并思考以下问题：①蝗虫的发育要经历哪些时期？②比较蝗虫的幼虫与成虫有哪些形态特征和生活习性上的不同？学生反馈后，教师引导学生分析蝗虫的幼虫与成虫在形态结构和生活习性上的差异，构建变态发育像昆虫的这种幼虫与成虫在形态结构、生理功能、生活习性上有显著差异的发育过程，称为变态发育的概念。

设计意图：通过问题的层层深入，激发学生的探索兴趣，引导学生将生物学知识与实际相联系，培养学生的观察能力以及归纳总结能力。

教师利用蝗虫生殖和发育的图片进行小结，引导学生归纳总结蝗虫的发育过程：受精卵→若虫→成虫，并帮助学生一起构建不完全变态发育的重要概念。不完成变态发育的昆虫除了蝗虫，还有其他昆虫吗？学生反馈后，教师举例常见的不完全变态发育的昆虫有：蜻蜓、椿象、豆娘、螳螂、蝉、蟋蟀等等。（记忆小技巧：谐音“青春痘”、“螳螂扑蝉，蟋蟀在后”）

设计意图：学生根据教师的提问联系生活实际与教材内容，深入思考和讨论，说出常见的不完全变态发育的昆虫。

通过观察，引导学生尝试联想记忆法和谐音记忆法，提高记忆能力。

教师设问：生活中所有昆虫的发育方式都跟蝗虫一样吗？还有没有其它发育方式呢？下面我们一起来观察家蚕的发育过程。教师展示家蚕的生殖和发育的图片，然后让学生对图片进行排序。学生观察图片回忆家蚕的生殖发育过程并回答以下问题：①家蚕的一生经历哪些时期？②家蚕吐丝发生在哪个时期？为了增加蝉丝量，蝉农应该延长家蚕的哪一个发育时期？③家蚕的幼虫与成虫在形态结构和生活习性上有哪些显著的差异？学生比较家蚕幼虫与成虫的差异，构建完全变态发育的概念并利用表1比较不完全变态发育与完全变态发育的异同。

设计意图：通过观察图片和排序的方式可以更好、更直观的帮助学生了解家蚕的发育过程。教师设问：为了增加蝉丝量，蝉农应该延长家蚕的哪一个发育时期？这一问题能够充分调动学生的思维，并引导学生将生物学知识与实际相联系，生物学知识来源于生活，服务于生活。通过表格1引导学生观察、比较完全变态发育和不完全变态发育的异同，提升归纳与概括的科学思维能力。

（三）解释——创设新情境，运用新知识解决新问题

据相关资料显示，1平方公里规模的蝗群一天的进食量相当于3.5万人一天的进食量，对非洲之角的粮食安全造成巨大的威脅。那么当蝗灾发生时，我们应该如何治蝗呢？2020年2月27日，浙江十万只鸭子出征巴基斯坦灭蝗话题冲上微博热搜……真相如何？同学们觉得牧鸭治蝗这种方法是否适合解决东非蝗灾这一难题？

设计意图：关注新闻热点，利用所学知识分析问题。培养学生运用科学知识分析问题的能力，形成批判性思维。

教师讲述牧鸭治蝗的方法只适合在蝗灾小规模爆发和特殊的地理环境下使用， 效果有限。人们曾经考虑过多种生物灭蝗的方法，比如投放青蛙、鸟类等，但青蛙只能在限定的区域内完成灭蝗任务，一旦蝗虫转移，它就无法跟随作战。这是为什么呢？

设计意图：创设新的思维情境，激发学生主动探究青蛙的发育过程和特点。

教师展示“小蝌蚪变形图”，引导学生观察并总结青蛙的发育过程。利用表2比较青蛙幼体和成體在外部形态、呼吸器官和生活环境3个方面的不同之处，教师据此表设问：
①蝌蚪的鳃和尾与什么功能相适应呢？②成蛙的肺和四肢与什么功能相适应呢？完成表2内容的填写后，引导学生进一步构建变态发育的核心概念。

设计意图：创设思维情境，引导学生观察、比较、构建和理解“变态发育”的内涵，理解两栖动物是从水生到陆生的过渡类群，形成结构与功能观，提升归纳与概括的科学思维能力。

通过学习青蛙的生殖和发育特点，我们已经知道青蛙的生殖和发育过程离不开水，无法跟随蝗虫作战。教师继续设问：那鸟类是否能完成此次的灭蝗任务呢？教师引导学生探究鸟类的生殖和发育特点。

设计意图：创造新情境，继续激发学生主动探究鸟类的生殖和发育的兴趣。

教师设问：鸟的生殖与发育经过哪些过程？是不是所有的鸟都经历这样完整的过程？ 教师展示蝗虫卵、青蛙卵、鸟卵三种图片，引导学生分析它们的不同之处。针对图1小组合作探讨鸟卵的结构功能。教师继续设问：①解剖观察鸟卵的结构，说出各结构名称及功能。②有人说一个鸟卵就是一个卵细胞，你认同这个说法吗？请说出理由。③所有的鸟卵都发育成雏鸟吗？鸟卵发育为雏鸟需要具备什么条件？④鸟卵有哪些结构与陆地生活相适应？

图1 鸟卵的结构图

设计意图：通过学生的动手、观察和思考，培养学生的科学探究能力、科学思维能力及小组合作能力，形成生物体的结构和功能相适应的生命观点。

（四）精致——知识拓展，迁移运用

科学防治蝗虫可以采用生物防治，也可以采用药物杀灭等方法。这两种防治方法都有各自的优劣，从环保角度考虑，生物防治的好处有哪些？根据学生的反馈，教师引导学生共同分析，与化学防治相比，虽然生物防治成本更低、无污染，有利于维持生态系统的平衡，但是本次的东非蝗灾涉及到的范围比较广，仅靠生物防治是难以在短时间内取得成效的。联合国蝗虫防治专家组提出，在特别必要的时候，比如在巴基斯坦蝗虫大爆发的情况下，就要采取化学防治才能更好的维持生态系统的稳定与平衡。

设计意图：让学生初步了解生物防治与化学防治的优缺点，树立保护自然环境的意识，提高学生生物学核心素养。

（五）评价——多方面评价，促进学生发展

结合本节课所学的昆虫、两栖动物、鸟类的生殖和发育特点，以表格（表3）的形式比较三者生殖发育过程的异同之处。教师及时评价、反馈学生的知识掌握情况。

设计意图：引导学生观察、比较、总结和巩固这节课的知识，训练学生的语言表达能力，形成结构与功能观，提升归纳与概括的科学思维能力。

4.教学反思

本节复习课注重情境的设计，教师以“东非蝗灾”创设情境，提出了现实问题——我们该如何科学治蝗？教学过程中设置了围绕情境的教学任务，以问题为导向，以学生为中心，将课堂知识延伸到生活中，有效的激发了学生的学习兴趣。整节课以如何科学治蝗为主线，帮助学生构建知识体系，让学生在情境中发现问题，引导学生合作探究分析问题，进一步培养学生运用所学知识解决问题的能力。通过对比较昆虫与两栖动物、两栖动物与鸟类的生殖和发育特点的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。与传统复习模式相比，由真实情境创设的的复习课不仅能够提高学生的学习兴趣，还能在问题解决过程中提升学生的科学思维，培养结构与功能相适应的生命观念、环境保护意识等生物学科核心素养，形成社会责任感。

【本文系广东省中小学百千万人才培养工程专项课题“数据驱动下初中生物学教师开展精准教学的实践研究”（课题编号：BQW2021JZNO20）成果】

参考文献：

[1]王雅婷.创设问题情境提升生物学学科核心素养的二轮复习策略[J].2019，（5）：13-14.

[2]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，2015，5（2）：21-23.

[3]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S]北京：人民教育出版社，2018：2-3.

[4]黄静娜，张锋.基于“5E”教学模式的高中生物学概念教学实践——以“基于指导蛋白质的合成”一课为例[J].中学生物学，2021，37（2）：23-25.

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