“5E”教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

吳紅琴

摘 要：“5E”教學(xué)模式是強(qiáng)調(diào)以學(xué)生探究活動(dòng)為中心的教學(xué)模式，該模式能有效探查學(xué)生的前概念、培養(yǎng)探究能力、表述能力、合作溝通能力等，從而有效地提高不同層次學(xué)生的認(rèn)知，構(gòu)建科學(xué)知識(shí)體系.以“自由落體運(yùn)動(dòng)”為例，探討了“5E”教學(xué)模式在物理課堂中的具體應(yīng)用.

關(guān)鍵詞：5E；內(nèi)涵；實(shí)踐；自由落體

1 “5E”教學(xué)模式的構(gòu)成和內(nèi)涵

“5E”教學(xué)模式是美國(guó)生物學(xué)課程研究（BSCS）開發(fā)的一種基于建構(gòu)主義教學(xué)理論和概念轉(zhuǎn)變理論的模式，該模式可分為5個(gè)環(huán)節(jié)：引入（Engagement）；探究（Exploration）；解釋（Explanation）；遷移（Elaboration）；評(píng)價(jià)（Evaluation），5個(gè)環(huán)節(jié)的首字母均為“E”字符，故稱為“5E”教學(xué)模式.該模式是一種致力于引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效的教學(xué)模式和教學(xué)方法[1].

“引入”是“5E”教學(xué)模式的起始環(huán)節(jié)，是吸引學(xué)生眼球、引起學(xué)生注意，增加其課堂有效參與度的開始.這一環(huán)節(jié)的前期，要求教師依據(jù)課程內(nèi)容、學(xué)生已掌握的知識(shí)程度和學(xué)生心理發(fā)展的特點(diǎn)等，依托學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、生活實(shí)例、物理實(shí)驗(yàn)或物理學(xué)史等創(chuàng)設(shè)合適的問題情境，引起學(xué)生認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生求知欲.

“探究”環(huán)節(jié)是學(xué)生依據(jù)“前期的認(rèn)知沖突”，進(jìn)行合理的科學(xué)猜想、設(shè)計(jì)定性或定量的研究實(shí)驗(yàn)或邏輯推理，從而論證自己的猜想，最終形成結(jié)論的過程.該過程是學(xué)生建構(gòu)知識(shí)、掌握科學(xué)方法的重要環(huán)節(jié).該過程中，教師是引導(dǎo)者和組織者，為學(xué)生的探究指明正確的方向和組織開展小組合作，實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的共享，深化“探究”過程.

“解釋”環(huán)節(jié)是在學(xué)生通過探究獲得直接的感性體驗(yàn)或理性推理后，用自己的語(yǔ)言對(duì)相關(guān)問題作出解釋.此環(huán)節(jié)中，教師要充分引導(dǎo)學(xué)生相互傾聽和相互補(bǔ)充，通過適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，最終形成規(guī)范、完整、科學(xué)的知識(shí)體系.

“遷移”環(huán)節(jié)是學(xué)生利用通過自己“探究”、相互補(bǔ)充而形成的新的知識(shí)和方法去解答實(shí)際問題或應(yīng)用于新情境的過程.該環(huán)節(jié)是學(xué)生的學(xué)習(xí)橫向拓展和縱向挖掘的過程，是深化理解概念的過程，亦是學(xué)生解決實(shí)際問題能力的升華的過程.

“評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)分兩部分：一部分是滲透在前述的四個(gè)環(huán)節(jié)里，其目的是對(duì)學(xué)生活動(dòng)做出恰當(dāng)?shù)闹敢凸膭?lì)，促進(jìn)前述環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行；另一部分是放在結(jié)尾處，其包括學(xué)生評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)兩個(gè)方面.學(xué)生評(píng)價(jià)是學(xué)生對(duì)自己所掌握的知識(shí)、方法和過程中出現(xiàn)的問題等多方面的反思，并提出可進(jìn)一步探討的問題.教師評(píng)價(jià)是教師對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)和技能情況的評(píng)定，亦是“態(tài)度、情感和價(jià)值觀”的引領(lǐng).

2 “5E”教學(xué)模式的實(shí)踐運(yùn)用舉隅——自由落體運(yùn)動(dòng)

2.1 引入

問題情境1 小游戲——如圖1，測(cè)測(cè)你的反應(yīng)快不快？ 請(qǐng)你和周圍幾組同學(xué)比較，誰(shuí)反應(yīng)最快？你的比較角度？

反思與評(píng)價(jià) 直尺，在日常生活中主要是用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度，即對(duì)應(yīng)的是空間.本問題的設(shè)置，與學(xué)生的前概念不一致，引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.在學(xué)生具體操作前，教師應(yīng)先做好相關(guān)釋疑，如反應(yīng)時(shí)間是指“發(fā)現(xiàn)情況——傳遞信息給大腦——大腦發(fā)出指令——肢體做出反應(yīng)”的時(shí)間間隔.在學(xué)生具體操作中，教師應(yīng)巡視全場(chǎng)，對(duì)學(xué)生一些錯(cuò)誤的操作進(jìn)行相關(guān)的引導(dǎo).在學(xué)生表述過程中，教師應(yīng)做好適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，從而自然的引出本節(jié)課的課題.

問題情境2 你觀察過落體運(yùn)動(dòng)嗎？請(qǐng)依據(jù)你所觀察到的現(xiàn)象，說一說“重的物體和輕的物體哪個(gè)下落的快？”

反思與評(píng)價(jià) 在實(shí)際的課堂教學(xué)中，在問題情境2的引導(dǎo)下，學(xué)生嘗試解答，有的同學(xué)以“樹葉和石子”的下落為例，認(rèn)為“重物比輕物下落快”；有的同學(xué)以“大石子和小石子”的下落為例，認(rèn)為“重物、輕物下落一樣快”等等.本問題的設(shè)計(jì)，將學(xué)生的思緒引向他們?cè)形锢碚J(rèn)知和方法經(jīng)驗(yàn)上去，讓學(xué)生的原有認(rèn)知展現(xiàn)無(wú)遺.教師在此過程中，依托學(xué)生所舉實(shí)例和科學(xué)史（亞里士多德的結(jié)論），引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析，部分同學(xué)能夠很快就感知到是空氣阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)造成了一定的影響，從而為后繼的“探究”奠定了基礎(chǔ).

2.2 探究

問題情境3 實(shí)驗(yàn)探究——①利用手邊的物品（如紙片、鉛筆、文具盒等）驗(yàn)證，重的物體一定比輕的物體下落的快嗎？②此處是討論“物體的輕重”對(duì)下落運(yùn)動(dòng)的影響，若你認(rèn)為空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，請(qǐng)你設(shè)法消除這一干擾.③請(qǐng)學(xué)生表述現(xiàn)象？

問題情境4 邏輯推理——以學(xué)生手邊兩個(gè)質(zhì)量不同的物體為例，現(xiàn)將兩物體從靜止開始釋放，按亞里士多德的結(jié)論，兩物品下落快慢的情況如何？若將兩個(gè)物品連接起來(lái)，這個(gè)整體的下落快慢與前述兩者又有何區(qū)別？

反思與評(píng)價(jià) “問題3”的設(shè)置，意圖利用學(xué)生熟悉的身邊物品創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，充分開發(fā)其潛在的教育功能，使學(xué)生倍感親切，從而獲得有效的思維啟迪和愉快的情感體驗(yàn)[2]，拉近了學(xué)生與物理的距離，讓學(xué)生感受到物理就在身邊.體驗(yàn)過程中，學(xué)生充分發(fā)揮想象和設(shè)計(jì)能力，有用“橡皮和紙片”的、“紙片和紙團(tuán)”的等等，極大的提高了學(xué)生的參與度，增強(qiáng)了學(xué)生的體驗(yàn)性和存在感.“問題4”的設(shè)置讓學(xué)生充分感受到了邏輯的力量，在推理、辨析中形成結(jié)論.教師此時(shí)再出示真空管實(shí)驗(yàn)，再次驗(yàn)證學(xué)生的結(jié)論，引出“自由落體運(yùn)動(dòng)”的定義.

問題情境5 在依據(jù)“自由落體運(yùn)動(dòng)”定義討論該運(yùn)動(dòng)的特征后，教師可出示適當(dāng)?shù)睦}，如“在真空中由靜止開始釋放的鐵球的運(yùn)動(dòng)；在空氣中靜止釋放的紙片；在空氣中由靜止開始釋放的鐵球的運(yùn)動(dòng)”，讓學(xué)生去判斷哪些運(yùn)動(dòng)可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng).然后提出新的問題——依據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)，自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？你準(zhǔn)備如何驗(yàn)證你的猜想？（小組討論、分組實(shí)驗(yàn)）

反思與評(píng)價(jià) 例題的出示是為了通過實(shí)例的辨析，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解自由落體運(yùn)動(dòng)的特征.依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生能夠很快得出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種加速度運(yùn)動(dòng)，此時(shí)教師立刻提出“這是勻加速直線運(yùn)動(dòng)嗎”，從而引發(fā)新的問題“如何測(cè)定自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度”.該問題建議通過小組討論的形式進(jìn)行.從課堂實(shí)踐看，學(xué)生主要的測(cè)量方向有兩個(gè)：（1）方案1——測(cè)下落高度和時(shí)間，討論關(guān)系.教師在肯定學(xué)生實(shí)驗(yàn)思想方法的正確性后，可引導(dǎo)全體學(xué)生對(duì)本方案的“可操作性”進(jìn)行討論；（2）方案2——紙帶法.當(dāng)學(xué)生回答出這一方案后，教師進(jìn)一步追問實(shí)驗(yàn)具體的操作等細(xì)節(jié)問題，然后進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度，并交流各自的結(jié)果；（3）具體操作中，若學(xué)生基礎(chǔ)較好且運(yùn)算情況良好的話，建議對(duì)利用“頻閃照片測(cè)加速度”做簡(jiǎn)要討論.

2.3 解釋

本節(jié)課，“學(xué)生解釋”共有兩部分：一是前期通過體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)和邏輯推理，對(duì)“物體下落的快慢與物體的輕重有無(wú)關(guān)系”作出判斷；二是依據(jù)定量實(shí)驗(yàn)，通過具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算下落過程中的加速度，從而給出自由落體運(yùn)動(dòng)的特征.在這兩個(gè)過程中，教師要充分給予學(xué)生展示自我探究成果的舞臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生用自己的語(yǔ)言表述對(duì)所探究知識(shí)、規(guī)律等的理解，分享過程中所使用的物理思想和數(shù)學(xué)處理方法等；教師要與其他學(xué)生做好一個(gè)傾聽者，同時(shí)引導(dǎo)其他同學(xué)做好相關(guān)補(bǔ)充和論證，最后再針對(duì)學(xué)生的一些不完整的結(jié)果、錯(cuò)誤的結(jié)論和方法、存在的疑問進(jìn)行引導(dǎo)解釋，使學(xué)生逐步建立起完整的、正確的科學(xué)知識(shí)體系[3]，最后出示教材上的圖片，請(qǐng)學(xué)生觀察表中數(shù)據(jù)分布的特點(diǎn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力.

2.4 遷移

問題情境6 通過前面的學(xué)習(xí)，我們認(rèn)識(shí)了自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，你能否說說自由落體運(yùn)動(dòng)中描述物體運(yùn)動(dòng)的物理量之間存在怎樣的規(guī)律？

問題情境7 測(cè)量一下你和同桌的反應(yīng)時(shí)間并計(jì)算出來(lái).

反思與評(píng)價(jià)：“問題情境6”的設(shè)計(jì)，是讓學(xué)生對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行對(duì)比，建立聯(lián)系，使學(xué)生可以把新的知識(shí)和方法納入原有的知識(shí)系統(tǒng)，構(gòu)建起新的知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力.“問題情境7”的設(shè)計(jì)，首尾呼應(yīng)，學(xué)以致用，從而進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解和運(yùn)用.

2.5 評(píng)價(jià)

問題情境8 （1）這堂課，你學(xué)到了哪些物理知識(shí)？你體會(huì)到了哪些探究未知事物、規(guī)律的方法？（2）通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你如何評(píng)價(jià)亞里士多德和伽利略對(duì)研究落體運(yùn)動(dòng)所做的貢獻(xiàn)？你覺得科學(xué)研究的重要精神是什么？

反思與評(píng)價(jià) 第一個(gè)問題的設(shè)計(jì)，目的是希望學(xué)生對(duì)本節(jié)課所涉及的知識(shí)和方法進(jìn)行梳理，同時(shí)也是對(duì)自己在本節(jié)課中的一些學(xué)習(xí)行為進(jìn)行反思，以便在以后的學(xué)習(xí)中進(jìn)行合理的調(diào)整；第二個(gè)問題是從“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”層面上來(lái)設(shè)計(jì)的，意圖引導(dǎo)學(xué)生能夠正確、全面的評(píng)價(jià)兩位科學(xué)家所做的貢獻(xiàn)，避免以偏概全.

3 教學(xué)反思

奧爾康、金德和申內(nèi)特研究發(fā)現(xiàn)：學(xué)生一般能記住他們所閱讀過的10%……他們邊做邊說的90%[4].顯然，學(xué)生的參與度決定了他們的收獲程度.在“5E”教學(xué)模式的課堂上，在教師的“問題支架”下，學(xué)生積極參與，通過“感知——定性體驗(yàn)——邏輯推理——定量探究——闡述觀點(diǎn)”的方式，在過程中構(gòu)建知識(shí)體系，體悟科學(xué)方法，獲得成功的喜悅，從而逐步形成一個(gè)感知心智活動(dòng)的良性循環(huán)、形成樂觀向上的人生觀和價(jià)值觀.

參考文獻(xiàn)：

[1]吳成軍，張敏.美國(guó)生物學(xué)“5E”教學(xué)模式的內(nèi)涵、實(shí)例及其本質(zhì)特征[J].課程·教材·教法，2010（06）：108-112.

[2]張章錄.巧用身邊物質(zhì) 打造高效課堂[J].課程教學(xué)研究，2013（01）：51-53.

[3]沈玉紅.“5E ”教學(xué)模式的啟示——讓化學(xué)課堂教學(xué)更有效[J].教學(xué)月刊·中學(xué)版，2014（05）：22-24.

[4]何潤(rùn)偉.物理教學(xué)應(yīng)改變“講解法”一統(tǒng)天下的局面[EB/OL].http：//eblog.cersp.com/userlog/708/archives/2008/729763.shtml#1861063.