談“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)中的實踐與探索

孔 耀

（江蘇省沛縣中學(xué) 江蘇 沛縣 221600）

談“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)中的實踐與探索

孔 耀

（江蘇省沛縣中學(xué) 江蘇 沛縣 221600）

文章通過研究闡述了5E學(xué)習(xí)環(huán)（5E Learning Cycle）教學(xué)模式的發(fā)展、內(nèi)容、要點(diǎn)以及在高中化學(xué)教學(xué)中的探索與實踐，并提出了在實踐過程中的一些思考。

5E學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式；高中化學(xué)教學(xué)；發(fā)展；實踐；探索

由筆者主持申報的課題《新課程下“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究》于2009年9月被江蘇省教育科學(xué)規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室批準(zhǔn)立項，批準(zhǔn)號為 C—b/2009/02/031。 課題立項前后，我們課題組對“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式作了大量地學(xué)習(xí)、研究、討論和具體實踐，尤其是在高中化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行了一定的探索之后，有了自己的一些理解和想法?，F(xiàn)把它們展現(xiàn)出來，期望能有一些有益的補(bǔ)充，并希望專家和同仁們能提出寶貴意見和建議，以使我們的研究能朝著正確的方向進(jìn)行，同時更希望“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)甚至整個科學(xué)課程教學(xué)中能有一定的發(fā)展。

一、“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式的發(fā)展

學(xué)習(xí)環(huán)方法是20世紀(jì)50年代末60年代初，由美國的一項關(guān)于小學(xué)科學(xué)課程的項目——科學(xué)課程改善研究（science curriculum improvement study，簡稱 SCIS）項目首次開發(fā)出來的一種科學(xué)教學(xué)策略 （Atkin＆Karplus，1962）。隨著SCIS項目的成功實施，許多科學(xué)教育者將學(xué)習(xí)環(huán)方法作為一種有效的教學(xué)和課程發(fā)展模式，并對它進(jìn)行了相應(yīng)的修訂和發(fā)展，使之更完善。1989年，美國的生物科學(xué)課程研究 （Biological Sciences Curriculum Study）項目組成員在他們的“科學(xué)為生活：科學(xué)、技術(shù)和健康的整合”課程項目中將科學(xué)教學(xué)過程劃分為五個緊密相連的階段，這五個階段依序為：引入（engagement） 、探索（exploration）、 解釋 （explanation） 、加工（elaboration） 、評價（evaluation） ，使學(xué)習(xí)環(huán)方法成為一套更完備、更符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的教學(xué)程序和教學(xué)策略。因為五個階段的首字母都是字母“E”，所以又被稱為“5E學(xué)習(xí)環(huán)”。

從查到的文獻(xiàn)來看，在教學(xué)中應(yīng)用學(xué)習(xí)環(huán)的模式在國內(nèi)的研究還非常少。學(xué)習(xí)環(huán)模式在化學(xué)中的應(yīng)用，主要是宋景芬的《從歸納到演繹——元認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式及案例分析》，列舉了一個案例是科學(xué)課的一節(jié)“溶液為什么變紅？”由此應(yīng)用了學(xué)習(xí)環(huán)的四個階段。在網(wǎng)絡(luò)上還發(fā)現(xiàn)5E學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式在我國臺灣地區(qū)小學(xué)科學(xué)教學(xué)中有一定的應(yīng)用。這說明學(xué)習(xí)環(huán)這種 “以學(xué)生為中心”、“以活動為中心”的探究式教學(xué)模式在我國引起了一定的重視。

二、“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式的內(nèi)容

“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式是一種含有建構(gòu)主義特性的教學(xué)模式。當(dāng)前科學(xué)教育改革“以探究為核心”，而“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式作為一種基于探究的教學(xué)策略和課程發(fā)展模式，有利于學(xué)生全方位科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。內(nèi)容及模式圖具體如下：

E1引入engagement E2探索exploration E3解釋explanation E4加工elaboration E5評價evaluation以活動或問題引起學(xué)生參與學(xué)習(xí)，以幫助學(xué)生連接所知和能做的事學(xué)生主動操作教具、資料，主動探索問題，并在老師的引導(dǎo)下澄清主要的概念和技能學(xué)生解釋他們所學(xué)習(xí)的概念和學(xué)習(xí)的過程，教師澄清學(xué)生的了解和介紹新概念與知識激發(fā)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的概念，建構(gòu)自己概念的了解，擴(kuò)展知識和技能于新情境中，借此深入、并獲得更多的信息與高層次的技巧學(xué)生自評他們的知識、概念和能力，教師評價學(xué)生的進(jìn)展

筆者以為在操作這種教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)時不能把這五個環(huán)節(jié)當(dāng)成步驟來執(zhí)行，也就是說5E學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式的核心不在這五個看似簡單的環(huán)節(jié)上，而在于“環(huán)”上。即我們在進(jìn)行具體教學(xué)時，在引入、探索、解釋 、加工四個階段后，也可依據(jù)需求重復(fù)進(jìn)行探索、解釋 、加工等步驟，或評價后再次循環(huán)探索、解釋 、加工等階段，已達(dá)成教學(xué)目的。不僅如此，在如圖1進(jìn)行的循環(huán)模式中，教學(xué)中如有需要可再次進(jìn)行探索、解釋等過程，來幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，各個階段的老師及學(xué)生活動，整理如表1所示。

表1 ：5E學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式說明

近半個世紀(jì)的研究和實踐表明，學(xué)習(xí)環(huán)方法在科學(xué)教育中尤其是中小學(xué)科學(xué)教育中取得了良好的教育效果，是一種有效的教學(xué)策略，同時也是一種有效的課程發(fā)展模式。也有人說，學(xué)習(xí)環(huán)方法是引導(dǎo)科學(xué)教育走出沼澤的一座燈塔。

三、“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式的指導(dǎo)意義

新時代的發(fā)展，知識不斷地更新，全面高效地開展素質(zhì)教育，已經(jīng)成為國家發(fā)展、民族振興的戰(zhàn)略需要。在這種時代背景下，新課程改革提出“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)理念，其核心目標(biāo)是“一切為了學(xué)生”，這就促使我們在教學(xué)方式、手段上必須要有一個較大的變革，以適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。教師在教學(xué)過程中怎樣才能更好地與學(xué)生積極互動、共同發(fā)展，怎樣才能處理好傳授知識與培養(yǎng)能力的關(guān)系，注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性和自主性，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究，在實踐中學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生在教師指導(dǎo)下主動地、富有個性地學(xué)習(xí)是我們迫切需要解決的問題。而如何有效地利用資源，建構(gòu)基于新課程標(biāo)準(zhǔn)下的能夠體現(xiàn)科學(xué)教育改革核心的現(xiàn)代高中化學(xué)教學(xué)模式則是我們化學(xué)教育工作者所要面對的一個重大問題。

通過我們的研究，發(fā)現(xiàn)在這樣一種教學(xué)模式下可以更好地在新課程理念的指導(dǎo)下，優(yōu)化課堂教學(xué)，在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)能力，有效提高教育教學(xué)質(zhì)量。有關(guān)研究專家也一致認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)是一種遵循科學(xué)學(xué)習(xí)規(guī)律的有效的科學(xué)學(xué)習(xí)策略，深刻揭示了科學(xué)學(xué)習(xí)的過程與規(guī)律，能夠有效地幫助學(xué)生在課堂教學(xué)中獲得和在新情境中運(yùn)用新知識，對于指導(dǎo)我國科學(xué)課程與教學(xué)改革亦具有借鑒意義。

四、教學(xué)實例（片段）

以“鈉的性質(zhì)”教學(xué)為例：

E1：創(chuàng)設(shè)情景，引入課題

［新聞資料］我們說生活之中有化學(xué)。如果大家平常多關(guān)注新聞，可以看到許多與化學(xué)有關(guān)的問題。閱讀下面一段新聞，思考你從中發(fā)現(xiàn)或想到什么化學(xué)問題？

網(wǎng)上信息摘錄：若干神秘“水雷”驚現(xiàn)珠江。2002年7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共飄著七個白色的來歷不明的金屬桶。突然，從飄在水面上的一個金屬桶內(nèi)冒起一股白煙，竄起亮黃色火苗，緊接著一聲巨響，蘑菇狀的水柱沖天而起，這個鐵桶接著又連續(xù)爆炸了多次，爆炸騰起的白色煙霧有近十米高，還有許多未燃盡的白煙飄進(jìn)旁邊的公司內(nèi)，這些灰白色的物體一遇到水就不停地冒泡，有時甚至還突然著火。

據(jù)悉，其中另有一鐵桶被過往船只發(fā)現(xiàn)，并將其打撈上船，打算清洗后使用，但當(dāng)船員把蓋子打開后，桶內(nèi)冒起濃濃白煙，一接觸桶內(nèi)物質(zhì)，雙手立即感到劇烈疼痛，于是他們又將其推入江里，一遇水，這個桶就又爆炸了。所幸該船只迅速逃離，傷亡不大。

珠江水面上尚有五個一觸即發(fā)的“水雷”漂浮著，消防隊員、民警及廣州化工集團(tuán)的化學(xué)品專家趕來湊在一起，緊張地調(diào)查爆炸物的性質(zhì)及研究“水雷”的處置對策。

［問題討論］

1.引起爆炸的物質(zhì)是什么？

2.為什么會發(fā)生爆炸（金屬桶為什么會成為水雷）？

3.如何防止爆炸（另五個沒有爆炸的金屬桶如何處理）？

4.事故的啟示是什么？

生1：引起爆炸的物質(zhì)可能是鈉，因信息中“竄起亮黃色火苗”是鈉元素的特征焰色反應(yīng)。發(fā)生爆炸是因為鈉與水發(fā)生了反應(yīng)。

生2：發(fā)生爆炸應(yīng)該是鈉與水反應(yīng)生成了大量的氣體，氣體膨脹就產(chǎn)生了爆炸。

生3：也有可能鈉是爆炸物。

生4：也有可能鈉與水反應(yīng)的生成產(chǎn)物是爆炸物。

……

師：非常好，同學(xué)們提出很多的想法。鈉是什么樣的物質(zhì)？它能與水反應(yīng)嗎？若反應(yīng)又生成什么呢？讓我們通過實驗來說明吧。

E2E3：分組實驗，科學(xué)探究

［實驗］指導(dǎo)取出一塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油，再用小刀切成一小塊鈉，投入盛有滴入幾滴酚酞試液的水的玻璃器皿中。

師：實驗中我們到了什么現(xiàn)象？又得到什么結(jié)論？

生5：實驗現(xiàn)象是金屬鈉浮在水面，熔成閃亮的小球，向各個方向迅速游動，同時發(fā)生嘶嘶的響聲，溶液變?yōu)榧t色。結(jié)論有：說明鈉的密度小，反應(yīng)放熱且鈉的熔點(diǎn)低，反應(yīng)有氣體生成，生成的產(chǎn)物呈堿性。

生6：生成的氣體可能是H2，堿性物質(zhì)可能是NaOH。

師：同學(xué)們的觀察很仔細(xì)，所得結(jié)論也比較合理。請大家寫出此反應(yīng)的方程式。

……

E4：新情境，新問題

教師在實驗探究的基礎(chǔ)上又回到問題解決上，進(jìn)一步提出問題：模擬實驗證明了鈉與水能發(fā)生劇烈反應(yīng)，但為什么模擬實驗中鈉與水沒有發(fā)生爆炸，而新聞中卻發(fā)生了爆炸？

生7：我覺得發(fā)生爆炸的原因應(yīng)該是鈉與水反應(yīng)生成大量的氫氣，氫氣在反應(yīng)中燃燒從而發(fā)生爆炸。

［知識拓展］爆炸原因分析：

由于金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，與自然界的很多物質(zhì)都會發(fā)生反應(yīng)，尤其是當(dāng)它遇到水的時候，會釋放出氫氣，氫氣的著火點(diǎn)相當(dāng)?shù)?，大量的金屬鈉在水里迅速反應(yīng)就會產(chǎn)生劇烈的爆炸，所以必須用煤油在儲存罐里做隔離層。在珠江水面上發(fā)生爆炸的桶裝金屬鈉就是因為在鐵皮桶里起隔離作用的煤油泄漏，引起金屬鈉與空氣和水接觸造成的。

E4：聯(lián)系實際，提出解決問題的方案

師：現(xiàn)在運(yùn)用所學(xué)的知識來試著討論解決第3個問題：3.如何防止爆炸 （另五個沒有爆炸的金屬桶如何處理）？

生8：用炸藥炸掉。

生9：用滅火器處理。

生10：把它們撈上來，再把桶浸在煤油中。

師：有三位同學(xué)提出了不同的方法，請大家以4人為一小組，討論一下他們的方法哪個更合理？或者提出自己的合理方案。

……

E5：評價歸納

歸納：各位同學(xué)的想法都有一定的合理性和科學(xué)性，但考慮都不是十分全面，實際做法：消防隊員找來一個竹制的籮筐，在上面固定好纜繩，用來打撈鐵桶。又找來一個較大的白色塑料桶，準(zhǔn)備將打撈上來的鐵桶放在里面，再用煤油浸泡，因為金屬鈉在煤油里是不會燃燒的。

五、“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)實踐中的思考

建構(gòu)主義已成為現(xiàn)在教學(xué)的主流，各項的教學(xué)活動設(shè)計也以設(shè)計符合建構(gòu)主義的精神為原則。以建構(gòu)主義教學(xué)法為基礎(chǔ)的“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式來培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)能力，將可完成新課程標(biāo)準(zhǔn)下的教學(xué)目標(biāo)。而課程的安排只是一種理念，教師在教學(xué)時是否能符合建構(gòu)主義的精神，才是教學(xué)能否成功的重要因素。我們進(jìn)行的研究就是希望建立一種符合建構(gòu)主義精神的新的化學(xué)教學(xué)模式，促進(jìn)教師的專業(yè)化成長和學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。

“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式是一個互動的教學(xué)活動，不僅同學(xué)間、師生間有對話、分享的機(jī)會和空間，就連不同的內(nèi)容之間也是相互呼應(yīng)對話的，通過這樣的對話，帶領(lǐng)學(xué)生從被動學(xué)習(xí)到主動學(xué)習(xí)，并建立一種促使學(xué)生潛移默化的、可持續(xù)的學(xué)習(xí)方式。“5E學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用將在學(xué)生的心中播下對化學(xué)乃至科學(xué)學(xué)科好奇的 “種子”，并能提供良好的環(huán)境讓“種子”發(fā)芽、壯大。學(xué)生的科學(xué)探究能力、邏輯推理能力等各方面的能力會得到很大的發(fā)展。

當(dāng)然，盡管學(xué)習(xí)環(huán)方法在國外已經(jīng)被證明是比較有效的一種科學(xué)教育模式，符合國際科學(xué)教育發(fā)展的趨勢，能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力、高級推理能力等等各方面的發(fā)展；但也應(yīng)該清醒地認(rèn)識到，由于探究性學(xué)習(xí)在課堂教學(xué)中客觀上存在一定的局限性，不是所有學(xué)習(xí)內(nèi)容都適合去探究、去發(fā)現(xiàn)，我們沒有必要把無需探究的內(nèi)容拿來探究。同時也有研究者對學(xué)習(xí)環(huán)方法基本階段的必要性、順序性等問題提出質(zhì)疑，因此，我們不能機(jī)械地把它看作科學(xué)教育的普遍法則，應(yīng)該在實際的教學(xué)過程中有效地研究它、利用它，并不斷地總結(jié)經(jīng)驗，進(jìn)一步發(fā)展和完善，建立適合實際情況的、行之有效的一套教學(xué)方法。

1008-0546（2012）03-0043-03

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008－0546.2012.03.021