武 晴,阿拉坦巴根
(內(nèi)蒙古民族大學(xué),內(nèi)蒙古 通遼 028000)
5E 教學(xué)模式是美國生物學(xué)課程研究協(xié)會(huì)(Biological Sciences Curriculum Study,簡(jiǎn)稱 BSCS )開發(fā)的一種基于建構(gòu)主義理論的探究性教學(xué)模式,包括引入、探究、解釋、精致和評(píng)價(jià)五個(gè)環(huán)節(jié)。BSCS 開展一項(xiàng)的實(shí)證研究表明,與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式相比,5E 模式更有利于提高學(xué)生的成績(jī)和學(xué)習(xí)興趣。Halim[1]研究發(fā)現(xiàn),在小學(xué)語法教學(xué)中,根據(jù)5E 教學(xué)模型制定的工作表可以提高小學(xué)生學(xué)習(xí)的成功率,相比于傳統(tǒng)教學(xué)方式,學(xué)生更喜歡以5E教學(xué)模式為基礎(chǔ)的課程。Fethiye和Alipa?a[2]利用5E教學(xué)模式在土耳其吉雷松大學(xué)開展“科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”課程教學(xué)活動(dòng),通過研究發(fā)現(xiàn),學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、反應(yīng)速度和開展科學(xué)過程的技能有效提高。因此,該模式在國內(nèi)外被廣泛接受和推廣。國內(nèi)研究成果集中在5E 教學(xué)模式在某一學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用研究以生物課程為主。根據(jù)以上研究基礎(chǔ),筆者展開5E 教學(xué)模式與初中物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究,為初中物理課程改革提供借鑒。
建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)的過程,教師的教育目的從知識(shí)傳授轉(zhuǎn)向?qū)W生能力的培養(yǎng),學(xué)習(xí)過程從“教會(huì)學(xué)生知識(shí)”轉(zhuǎn)向“教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)”,強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)意義的主動(dòng)探索、發(fā)現(xiàn)和建構(gòu)。
在5E 教學(xué)模式中,探究是中心環(huán)節(jié),而問題又是探究活動(dòng)的核心,在學(xué)生獨(dú)立探索和教師指導(dǎo)與支持的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造問題情境以激發(fā)認(rèn)知沖突,并圍繞新概念的構(gòu)建而開展一系列的活動(dòng),包括概念澄清、概念延伸和概念應(yīng)用,都體現(xiàn)以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)構(gòu)建的探究理念[3]。
為達(dá)到吸引學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)的目的,教師需要通過創(chuàng)設(shè)問題情境,吸引學(xué)生注意力,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中,主動(dòng)探索和討論。
建立新舊概念之間的認(rèn)知沖突是使學(xué)生產(chǎn)生極強(qiáng)的探究意愿和長(zhǎng)時(shí)間學(xué)習(xí)興趣的有效手段。例如,在研究水的沸點(diǎn)與什么因素有關(guān)時(shí),如果我們只是簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生,水要沸騰必須達(dá)到沸點(diǎn),沸點(diǎn)會(huì)隨著外界壓強(qiáng)而改變。這種知識(shí)性的陳述很容易會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)本身的遺忘,更別提學(xué)生用自己原有的知識(shí)進(jìn)行解釋,學(xué)生頭腦內(nèi)也不會(huì)建立新舊概念之間的沖突。5E 教學(xué)模式告訴我們,教師可以讓學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來概括影響水沸點(diǎn)的因素,大部分學(xué)生認(rèn)為,水需要加熱才能沸騰,這時(shí)教師只需要一個(gè)實(shí)驗(yàn)就能使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突:準(zhǔn)備一燒杯溫度大于90℃的水,然后往針管中吸入些許熱水,戴上手套,用手堵住小口處,用力向外拔針管的活塞,發(fā)現(xiàn)針管中的水竟然沸騰了,熱水在沸騰冒泡。通過實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對(duì)自己已有的經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生懷疑,而這些新舊概念的矛盾沖突會(huì)極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的動(dòng)力。
學(xué)生們對(duì)日常生活和學(xué)習(xí)中的某些概念有模糊的想法。在5E 學(xué)習(xí)模式中,學(xué)生有機(jī)會(huì)探索這些已有的概念,這些概念可能是不正確的,當(dāng)學(xué)生解釋一些東西時(shí),他們往往不能給出正確的解釋。5E 學(xué)習(xí)模式恰恰提供了鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)已有概念之外的未知概念產(chǎn)生探究興趣的背景,因?yàn)樵诮處熞龑?dǎo)和學(xué)生探索的過程中,學(xué)生會(huì)學(xué)到新的概念,而在應(yīng)用新概念解釋新情況的過程中,有利于促進(jìn)學(xué)生將新概念與原有概念的結(jié)合[4]。
下面以初中階段“摩擦力”物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué),來分析和展示5E 教學(xué)模式的基本內(nèi)容及其理念在教學(xué)中的基本應(yīng)用。
爬坡的戒指實(shí)驗(yàn)旨在鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動(dòng),并幫助他們通過前三個(gè)5E 階段(參與、探索和解釋)加深對(duì)靜摩擦特性的理解。接下來,學(xué)生們應(yīng)用從爬坡的戒指實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的概念來練習(xí)和解釋精細(xì)化階段的另一個(gè)實(shí)驗(yàn):聽話球。之后讓學(xué)生參與書本不分離和強(qiáng)力毛巾實(shí)驗(yàn)的目的是幫助他們通過參與、探索和解釋階段了解最大靜摩擦力和正壓力之間的關(guān)系。最后,強(qiáng)力紙環(huán)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了應(yīng)用在未分離的書籍和強(qiáng)大的小毛巾實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的概念的機(jī)會(huì)。這些實(shí)驗(yàn)描述如下:
下圖1 本實(shí)驗(yàn)利用圓環(huán)和橡皮筋之間的摩擦力使圓環(huán)留在橡皮筋上。同時(shí)橡皮筋具有較大的彈性形變,通過巧妙地恢復(fù)橡皮筋的力,學(xué)生抵抗重力將環(huán)向上移動(dòng)。此實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)階段:
圖1 “爬坡戒指實(shí)驗(yàn)”
參與:橡皮筋上的圓環(huán)向上移動(dòng)的現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致學(xué)生頭腦中的概念沖突,并引起興趣和好奇心。因此,學(xué)生通常想嘗試這個(gè)活動(dòng)來了解為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。探索:學(xué)生有足夠的時(shí)間來操作并探索為什么圓環(huán)會(huì)停在橡皮筋上或向上移動(dòng)。老師提出問題來引導(dǎo)學(xué)生,而不是直接解釋概念并提供答案,隨后鼓勵(lì)他們動(dòng)手實(shí)踐并仔細(xì)觀察。鼓勵(lì)學(xué)生與他人討論他們的想法和觀察,并用自己的話解釋現(xiàn)象。此外,要求學(xué)生提供有關(guān)圓環(huán)為何停止以及為何向上移動(dòng)的反饋。在進(jìn)行討論和解釋后,教師向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)中包含的重要知識(shí)點(diǎn)。
圖2所示一根長(zhǎng)棉線纏繞在球內(nèi)的線軸上,線軸延伸到球殼外。通過拉緊或松動(dòng)線,可以控制球是留在棉線上還是掉下來。
圖2 “聽話球”實(shí)驗(yàn)
精細(xì)化:學(xué)生可以將上個(gè)實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的新的概念和定義運(yùn)用到這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,在此階段,學(xué)生詳細(xì)闡述他們對(duì)靜摩擦特性的理解。該實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)他們考慮影響摩擦的其他力,并考慮摩擦力和正壓力之間的關(guān)系。
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生首先將兩本書逐頁交錯(cuò)。然后,老師讓兩個(gè)學(xué)生把書分開。通過這個(gè),學(xué)生們了解到僅僅通過拉動(dòng)書脊幾乎不可能分開書本,但是通過同時(shí)吹氣和拉動(dòng)它們很容易分開。
參與:大多數(shù)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)很難將書本分開后,都迫不及待地想嘗試這項(xiàng)活動(dòng)。探索:在這個(gè)階段,教師應(yīng)該給學(xué)生足夠的時(shí)間來進(jìn)行活動(dòng),并探索如何把書分開。解釋:學(xué)生提供反饋,說明為何不能將書籍分開以及如何輕松分開。經(jīng)過學(xué)生的討論之后,教師提供正確的信息并講解其中包含的知識(shí)點(diǎn)。
圖3 所示在此實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生被指示用一張紙來支撐一箱書的重量;紙要對(duì)折成筒狀。通過操作學(xué)生發(fā)現(xiàn),當(dāng)正壓力增加時(shí),最大靜摩擦力也會(huì)增加。
圖3 “強(qiáng)力指環(huán)”實(shí)驗(yàn)
評(píng)價(jià)階段是對(duì)學(xué)生概念的理解和技能的掌握程度進(jìn)行評(píng)價(jià),并分為兩種評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)1:辨析概念并說明理由,其目的是糾正學(xué)生常見的錯(cuò)誤,難度較小。評(píng)價(jià)2:應(yīng)用所學(xué)有關(guān)摩擦力的知識(shí),回答下列問題,需要學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí),進(jìn)行深入思考,難度較大。
Coulson[4]探討了5E 教學(xué)模型的不同保真度水平如何影響學(xué)生的學(xué)習(xí),當(dāng)教師按照課程材料的開發(fā)方式使用課程材料時(shí),5E 教學(xué)模式可以更有效地提高學(xué)生的成績(jī)。教師在中等(基礎(chǔ))或高(廣泛)水平使用與5E 教學(xué)模式一致的策略和學(xué)習(xí)順序,學(xué)生會(huì)獲得更高的分?jǐn)?shù),反之則會(huì)獲得顯著更低的分?jǐn)?shù)。由此可見5E 教學(xué)模式在現(xiàn)實(shí)課堂中實(shí)施的難度,以及對(duì)教師理解和教學(xué)能力的考驗(yàn),如果只是機(jī)械地把教學(xué)模式的五個(gè)階段強(qiáng)加在課堂教學(xué)中,效果只會(huì)適得其反,所以教師在使用該教學(xué)模式時(shí)應(yīng)該注意的是要鼓勵(lì)學(xué)生參與元認(rèn)知活動(dòng),交流他們對(duì)概念的理解以及將他們的理解應(yīng)用到新情境中。
5E 教學(xué)模式并不適用于所有學(xué)科。我國義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)探究式教學(xué)并且中學(xué)理科課程標(biāo)準(zhǔn)提出要幫助學(xué)生深入理解學(xué)科的核心概念[5],所以5E 教學(xué)模式更適用于理科教學(xué)。5E 教學(xué)模式需要以科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)等相關(guān)素材為依托的特定教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ),所以需要教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效地篩選,篩選的標(biāo)準(zhǔn)包括核心概念類知識(shí)、實(shí)驗(yàn)類知識(shí)以及STS 教育類知識(shí)等方面[6]。而且5E 教學(xué)模式并沒有提及應(yīng)該何時(shí)使用,所以需要教師根據(jù)教學(xué)需要靈活選用5E 教學(xué)模式,也可以嘗試應(yīng)用在文科教學(xué)當(dāng)中。
總之,5E教學(xué)模式作為探究式教學(xué)模式的重要方法之一,有利于激發(fā)學(xué)生提出各種值得深入探討的問題,使學(xué)生養(yǎng)成尋找合理的研究思路、方法和收集證據(jù)的習(xí)慣,并且能夠熟練地應(yīng)用收集到的證據(jù)對(duì)現(xiàn)象和情境進(jìn)行分析和解釋,對(duì)與此相關(guān)的問題也可以進(jìn)行解答。但是,在使用5E 教學(xué)模式時(shí),教師不能只是機(jī)械地進(jìn)行效仿,而要理解其實(shí)質(zhì)和精髓,在實(shí)踐中不斷反思,進(jìn)而改善教學(xué)效果。