5E教學(xué)模式在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

侯煜群

【摘要】5E教學(xué)模式是一種基于建構(gòu)主義理論和概念轉(zhuǎn)變理論的探究性教學(xué)模式，由引入、探究、解釋、遷移和評價五個環(huán)節(jié)組成.5E教學(xué)模式的核心是強調(diào)以學(xué)生為中心，要求學(xué)生主動探究，形成新舊概念之間的沖突，實現(xiàn)主動建構(gòu)并應(yīng)用新概念.根據(jù)教師的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，將5E教學(xué)模式運用于數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)，應(yīng)是頗具探索意義的嘗試.

【關(guān)鍵詞】5E教學(xué)模式；主動建構(gòu)；數(shù)學(xué)學(xué)科

5E教學(xué)模式是美國生物學(xué)課程研究BSCS開發(fā)的一種基于建構(gòu)主義和概念轉(zhuǎn)變理論的教學(xué)模式.它在BSCS（Biological Science Curriculum Study，BSCS）的總課程設(shè)計中被應(yīng)用，并在教育領(lǐng)域受到高度關(guān)注.BSCS開展的一項實證研究表明，5E模式比傳統(tǒng)的教學(xué)模式更有利于學(xué)生學(xué)業(yè)成就的提高，也更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

一、5E教學(xué)模式的提出

5E教學(xué)模式的前身是美國在科學(xué)課程改進研究（Science Curriculum Improvement Study，SCIS）教師用書中提出的由初步探究、概念引入、概念應(yīng)用三個環(huán)節(jié)組成的Atkin-Karplus學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式.在美國1958年提出的國家級項目美國生物學(xué)課程研究教材中的Science & Technology和A Human Approach中提出了5E教學(xué)模式之一的具體活動.BSCS對Atkin-Karplus學(xué)習(xí)環(huán)模式進行了修訂和完善，將錯誤概念和概念轉(zhuǎn)變的研究落實在教學(xué)過程之中，在Atkin-Karplus學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式基礎(chǔ)上加入了引入與評價環(huán)節(jié)，構(gòu)成了由引入（engagement）、探究（exploration）、解釋（explanation）、遷移（elaboration）和評價（evaluation）等5個環(huán)節(jié)組成的教學(xué)模式，因為每個環(huán)節(jié)的英文單詞都以E開頭，所以該教學(xué)模式成為5E模式.這種周期性的5E教學(xué)模式具有以學(xué)生為中心、形式活躍且富含探究性等特點.

二、5E教學(xué)模式的具體環(huán)節(jié)

5E教學(xué)模式的引入、探究、解釋、遷移和評價5個環(huán)節(jié)相互獨立，也相輔相成.課堂教學(xué)中，這幾個環(huán)節(jié)并不是一定要按順序成套地使用，而是可以根據(jù)具體的課堂教學(xué)情況，單個環(huán)節(jié)或多個環(huán)節(jié)的使用，使用順序也不會受到限制.

（一）引入（engagement）

引入環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式的起始環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的教學(xué)目的是引出教學(xué)任務(wù)，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將學(xué)生的注意力吸引到學(xué)習(xí)任務(wù)中來.教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時不僅要與教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容聯(lián)系起來，也要與學(xué)生的實際生活相結(jié)合.創(chuàng)設(shè)的情境要能引起學(xué)生的認知沖突，從而引起學(xué)習(xí)動機，使得學(xué)生主動參與到探究和建構(gòu)知識的過程中.

（二）探究（exploration）

探究環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式的中心環(huán)節(jié)，知識的建構(gòu)、技能和技巧的掌握、探究的體驗大多在此環(huán)節(jié)完成.教師根據(jù)學(xué)生引起的認知沖突，引導(dǎo)學(xué)生進行探究.在探究和討論的過程中，教師是協(xié)助者，扮演觀察、聆聽、引導(dǎo)的角色；學(xué)生是主宰者，在教師的協(xié)助下建立事物之間的聯(lián)系、形成新概念.

（三）解釋（explanation）

解釋環(huán)節(jié)是5E教學(xué)模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教師在此環(huán)節(jié)要給學(xué)生提供充分的機會，讓學(xué)生在完成探究環(huán)節(jié)后用自己的語言分析探究結(jié)果，形成初步的解釋.在傾聽學(xué)生用自己語言解釋探究結(jié)果時，教師要及時對學(xué)生存在的問題進行簡潔、清晰和直接的講解、補充和糾正，幫助學(xué)生更深入地理解新概念.

（四）遷移（elaboration）

遷移環(huán)節(jié)也叫精致環(huán)節(jié)，即將學(xué)習(xí)的知識一般化，運用到學(xué)校之外的生活中.在遷移階段，教師要引導(dǎo)學(xué)生加強學(xué)生對概念的理解和應(yīng)用，擴展概念的內(nèi)涵和聯(lián)系，在新創(chuàng)設(shè)的情境和問題中去反復(fù)實踐、驗證、應(yīng)用和深化，使學(xué)生可以學(xué)以致用.

（五）評價（evaluation）

評價環(huán)節(jié)不是一個孤立的環(huán)節(jié)，它貫穿于整個教學(xué)過程.在此環(huán)節(jié)中，教師和學(xué)生都是評價的主體，教師不僅要對教學(xué)過程和效果進行評價，也要對學(xué)生是否能達到學(xué)習(xí)目標(biāo)進行評價；同時，學(xué)生也要進行自我評價.評價包括正式評價和非正式評價，如果用正式的方法評價，教師可以采用紙筆測驗和表現(xiàn)性任務(wù)等形式；如果采用非正式評價，教師可以在整個教學(xué)過程的任何時候進行.

三、5E教學(xué)模式在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

與國外相比，我國關(guān)于5E教學(xué)模式的研究起步較遲，也沒有得到較好普及.數(shù)學(xué)教學(xué)中運用5E教學(xué)模式，不僅能適應(yīng)數(shù)學(xué)教學(xué)本身的需要，更能培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)探究及邏輯推理能力，有利于課程目標(biāo)的實現(xiàn).下面以高一人教版數(shù)學(xué)教材的“直線與平面平行的判定”一節(jié)的教學(xué)，來呈現(xiàn)5E教學(xué)模式在數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中的具體應(yīng)用.

本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)為：1.理解直線與平面平行的判定定理的含義；2.會用圖形語言、文字語言、符號語言描述直線與平面平行的判定定理，知道其地位和作用；3.能運用直線與平面平行的判定定理證明一些空間線面關(guān)系的簡單問題.

（一）引入（engagement）：提出日常生活有關(guān)的問題吸引學(xué)生

學(xué)生的興趣是學(xué)習(xí)的最大動力，教師通過引入學(xué)生日常生活中遇到的問題，由一連串的問題做鋪墊，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲.所以，教師在授課前要了解學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念前已經(jīng)存在的前概念，分析前概念形成的原因，找出兩者的不同，創(chuàng)設(shè)問題情境，引起思維沖突，讓學(xué)生覺察到自己前概念形成的不合理性，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣.

（二）探究（exploration）：引發(fā)學(xué)生關(guān)注，引導(dǎo)學(xué)生探究

在日常生活中，隨處都可以作為立體幾何探究的實例.如果用生活實例引導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生探究的興趣會更高，也更易達到教學(xué)目標(biāo).具體過程如下：

問題1：教師讓學(xué)生動手實踐，將一本書水平放在桌面上，翻動書的硬皮封面，封面邊緣所在的直線與桌面具有什么樣的位置關(guān)系？問題2：教師問學(xué)生，在黑板的上方裝一盞日光燈，怎樣才能使日光燈和天花板平行呢？問題3：教師把教室門打開，問學(xué)生門上靠近把手的邊與墻面所在的平面有何關(guān)系？學(xué)生先自己進行思考分析.教師再提出問題，如果平面外的直線與平面內(nèi)的一條直線平行，那么這兩條直線共面嗎？平面外的直線與該平面相交嗎？在這一環(huán)節(jié)，學(xué)生分組進行討論.教師是主導(dǎo)，學(xué)生為主體，教師讓學(xué)生體驗探究過程并找出解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生主動參與及合作交流的能力.

（三）解釋（explanation）：通過合理的解釋完成概念轉(zhuǎn)換

學(xué)生在探究環(huán)節(jié)之后，教師要給學(xué)生提供機會，讓他們展示探究的過程和結(jié)果.這一環(huán)節(jié)不僅可以提高學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的表達能力，還可以幫助教師了解學(xué)生目前的認知情況.教師借助學(xué)生探究的過程和結(jié)果，從學(xué)生的認知情況出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生歸納概括出直線與平面平行的判定，然后教師加以總結(jié)從而得出科學(xué)的直線與平面平行的判定定理：如果平面外一條直線和這個平面內(nèi)的一條直線平行，那么這條直線和這個平面平行.這樣的過程不僅可以幫助學(xué)生獲得準(zhǔn)確的概念，也可以糾正學(xué)生已經(jīng)形成的錯誤概念，從而完成概念的轉(zhuǎn)換.以學(xué)生自己探究后得到的結(jié)果為例，對學(xué)生存在的問題進行深層剖析，讓學(xué)生更易獲得相關(guān)知識，使學(xué)生對知識體系的掌握更加完善.

（四）遷移（elaboration）：在實踐中擴展概念實現(xiàn)知識的遷移

知識的學(xué)習(xí)是為了更好地運用.在概念形成的基礎(chǔ)上，擴展概念進行遷移，多次進行比較，區(qū)分概念的相似性和差異性，達到鞏固深化的效果.

教師讓學(xué)生判斷下列命題的真假，并說明理由：

1.直線m與平面α內(nèi)的一條直線平行，則直線m與平面α平行.

2.平面α以外的直線m與平面α兩條相交直線都不相交，則直線m與平面α平行.

3.如果平面外一條直線和這個平面平行，那么這條直線與這個平面內(nèi)的所有直線平行.

4.如果平面外一條直線和這個平面平行，那么這條直線與這個平面內(nèi)的無數(shù)條直線平行.

學(xué)生分組討論給出結(jié)論，教師再根據(jù)結(jié)論進行分析講解，使學(xué)生更好地理解運用新概念.

教師給出一個長方體ABCD-A′B′C′D′（如圖1所示），讓學(xué)生找出：1.與A′B′平行的平面；2.與AA′平行的平面；3.與A′D′平行的平面.

要想讓學(xué)生靈活地掌握概念，就要讓學(xué)生運用概念多進行推理、判斷，在實際情況中解決問題.

（五）評價（evaluation）：通過評價來檢驗學(xué)生對知識的掌握程度

對學(xué)生學(xué)習(xí)之后進行評價，可以檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.真實的評價具有激勵作用，可以使學(xué)生更自信地面對學(xué)習(xí)，從而促進學(xué)生的不斷進步.另外，通過評價反饋得到的信息，學(xué)生可以找到自身的不足，明確需要加強的目標(biāo)，更好地完善自我；而教師也可以清晰地找到自己在教學(xué)中存在的問題，從不同方面改進教學(xué)方法.

評價的形式可以采用教師評價、學(xué)生評價、小組評價等相結(jié)合.當(dāng)學(xué)生在運用新知識時，教師需要對學(xué)生進行跟蹤觀察，從而判斷學(xué)生對新知識的掌握運用程度.主要包括師生之間是否有效互動，學(xué)生之間是否積極交流，學(xué)生能否對新知識真正了解，學(xué)生的邏輯推理能力是否得到提升，學(xué)生的數(shù)學(xué)情感是否得到培養(yǎng)等等.

教師可以通過創(chuàng)設(shè)新的環(huán)境來檢驗學(xué)生對新知識的理解和運用.

評價1：求證空間四邊形相鄰兩邊中點的連線平行于經(jīng)過另外兩邊所在的平面.

評價2：在正方體ABCD-A1B1C1D1中（如圖2所示），E為DD1的中點，試判斷BD1與平面AEC的位置關(guān)系，并說明理由.

教師最后進行歸納總結(jié)：要證明直線與平面平行可以采取兩種方式，一是從定義出發(fā)，證明直線與平面沒有公共點；二是運用直線與平面平行的判定定理，其關(guān)鍵是在該平面內(nèi)找出一條直線與已知直線平行，而找平行線又經(jīng)常會用到三角形中位線定理.

由于學(xué)生已有的知識含量有差別，學(xué)習(xí)能力不同，達到的學(xué)習(xí)效果不同，因此，評價的結(jié)果也不同，教師可以通過評價來鼓勵知識運用相對較弱的學(xué)生，進行深層次的分析，找出問題的原因以及解決的方法，幫助他們認識到自身的不足，在今后的學(xué)習(xí)中有所提升.

四、總 結(jié)

5E教學(xué)模式作為探究式教學(xué)模式的重要方法之一，其目標(biāo)是為了實現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)概念的建構(gòu)，這也是數(shù)學(xué)教學(xué)的核心任務(wù).在使用該教學(xué)模式時，不能僅僅機械地效仿，而應(yīng)該理解其實質(zhì)和精髓，不斷在實踐中反思，幫助學(xué)生實現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的最終目的.

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