以學(xué)生為主體的5E教學(xué)模式研究與實踐

孔麗麗，蔣海青

（中國計量大學(xué) 現(xiàn)代科技學(xué)院，浙江 義烏 322002）

當(dāng)前，世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在加速進行，新的產(chǎn)業(yè)變革勢必對高等教育質(zhì)量提出更高的要求［1］。在工程教育認(rèn)證和OBE教育理念相繼提出的背景下，以學(xué)生為主體逐漸成為課堂教學(xué)改革的重點方向［2］。以學(xué)生為主體的課堂，主動權(quán)應(yīng)在學(xué)生，重點在于課堂模式的革新。5E教學(xué)模式最初由美國生物學(xué)研究會（BSCS）提出，是一種全新的探究式教學(xué)模式［3］，它是以學(xué)生為主體，強調(diào)學(xué)生主動探索、自主思考、深入學(xué)習(xí)的能力。國內(nèi)5E教學(xué)模式主要應(yīng)用在中學(xué)生物課程教學(xué)中，在大學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用較少，主要用在護理學(xué)基礎(chǔ)、路基路面工程、電力拖動控制系統(tǒng)等課程中［4-5］。

一、如何做才是以學(xué)生為主體

以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體，逐漸成為教學(xué)改革的主要方向。教師如何在課堂教學(xué)中做到以學(xué)生為主體，主要從以下幾個方面展開論述。

（一）在制定教學(xué)目標(biāo)時做到以學(xué)生為主體

在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計上體現(xiàn)以學(xué)生為主體的思想，就必須在教學(xué)方案設(shè)計中設(shè)計一定的教學(xué)活動，并能在活動中反映學(xué)生能力和情感的變化。為促使這些變化的發(fā)生，教師要明確讓學(xué)生做什么，如何做。教案設(shè)計和學(xué)案設(shè)計要同步設(shè)計，體現(xiàn)教與學(xué)相互影響、相互促進的關(guān)系。在教案和學(xué)案設(shè)計中要注意：根據(jù)知識點內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，進行知識歸納梳理；在方法和思路上引導(dǎo)學(xué)生將知識點進行串聯(lián)，構(gòu)建知識框架；圍繞教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，精選恰當(dāng)?shù)膶嵺`活動，進一步實現(xiàn)能力提升。

（二）在課堂時間安排上做到以學(xué)生為主體

傳統(tǒng)“一言堂”模式，以教師講授為主，教師一講到底，滔滔不絕，學(xué)生只是聽眾，而不能成為課堂參與者，學(xué)生的主體地位缺失。要想讓學(xué)生成為教學(xué)的主體，在課堂上應(yīng)多給學(xué)生思考、討論、交流、練習(xí)的時間。教師應(yīng)把主要精力和時間放在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣上，放在對學(xué)生適時、適度的指導(dǎo)上，這樣才能發(fā)展學(xué)生的智力和創(chuàng)造力，才能把重心從教轉(zhuǎn)移到學(xué)，才能使學(xué)生從學(xué)會轉(zhuǎn)移到會學(xué)，獲得獨立自主地去探求和掌握新知識的本領(lǐng)，才能使學(xué)生始終處于自覺、積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)中。

（三）在課堂組織形式上做到以學(xué)生為主體

傳統(tǒng)的教學(xué)中學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)，很少能有自由學(xué)習(xí)、自由討論的組織形式。要改變這種現(xiàn)狀，教師必須在課堂教學(xué)中把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，實現(xiàn)學(xué)生從“被動者”到“主動者”的角色轉(zhuǎn)換。例如在教學(xué)中，可以變換學(xué)生的座位形式，由“秧田型”變化為“圓桌型”，由全班整齊劃一的學(xué)習(xí)活動轉(zhuǎn)化為同桌議論、小組討論、全班交流，甚至走出課堂。也可以將講的任務(wù)交給學(xué)生，適時讓學(xué)生講，在此過程中，教師要重點發(fā)現(xiàn)學(xué)生對知識點的理解偏差。教學(xué)形式應(yīng)往多樣化方向發(fā)展。

（四）在教學(xué)過程中做到以學(xué)生為主體

一個好的教學(xué)過程，應(yīng)時時以學(xué)生為主體。在課堂導(dǎo)入階段，要能激起學(xué)生的極大興趣，激發(fā)他們的求知欲，盡量多方法、多形式結(jié)合，如故事導(dǎo)入、情景導(dǎo)入、質(zhì)疑導(dǎo)入、復(fù)習(xí)銜接導(dǎo)入、任務(wù)驅(qū)動導(dǎo)入、游戲?qū)?、實驗?dǎo)入等方法，展示實物、標(biāo)本、模型、圖片、實驗，或放映幻燈片、錄像等多種形式。

教學(xué)中，優(yōu)化課堂互動，使學(xué)生進入深度討論?？梢圆捎脦熒巧Q，使用“學(xué)生提問—學(xué)生討論—學(xué)生講解—教師補充”的形式。在學(xué)生講解中，教師容易發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱之處，教師補充講解能實現(xiàn)知識進一步升華。

設(shè)置真實情境，在實踐中獲得真知。理工科的教學(xué)內(nèi)容往往包含較多抽象的概念和公式，學(xué)生對這類知識學(xué)習(xí)的興趣不高。若能結(jié)合學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗，創(chuàng)設(shè)富有吸引力的實踐內(nèi)容，在理論與實踐之間架起一座橋梁，則可使學(xué)生能夠積極動手實踐，自主探索。在這樣的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生始終保持一種全身心參與的主動性和積極性，他們的潛力能得到充分發(fā)展。

精心設(shè)計課堂結(jié)尾，讓知識得到拓展。結(jié)尾既要能給本節(jié)課做好總結(jié)，又要能引發(fā)學(xué)生對后續(xù)新知的探索欲。首先，教師可以對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與討論進行點評和總結(jié)，這樣學(xué)生能夠清楚地知道自己本堂課掌握的程度和不足，有利于學(xué)生課后的復(fù)習(xí)和補缺。其次，教師要在總結(jié)中滲透下一節(jié)課內(nèi)容的信息，以激發(fā)學(xué)生對下一節(jié)課的期待。

（五）在評價環(huán)節(jié)做到以學(xué)生為主體

在評價環(huán)節(jié)體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，就需要構(gòu)建多元化、多維度評價體系。應(yīng)做到：評價標(biāo)準(zhǔn)張弛有度，答案不能過于死板，只要合理就應(yīng)給予肯定；不僅要有結(jié)果評價，更要有過程評價，尤其對活動中積極參與、表現(xiàn)良好的學(xué)生給予好評和鼓勵，這樣能發(fā)揮評價的激勵作用；將學(xué)生從評價客體變?yōu)樵u價主體，不僅僅教師去評價，還要有學(xué)生自評和小組互評。評價必須與教學(xué)的實際過程整合在一起，成為教學(xué)的一部分，并貫穿于整個教學(xué)過程的每個環(huán)節(jié)。

二、5E教學(xué)模式的理論內(nèi)涵

5E教學(xué)模式將課堂分為五個環(huán)節(jié)，分別是吸引、探究、解釋、遷移和評價。因五個步驟的英文單詞首字母都是“E”而得名［6］。5E教學(xué)模式強調(diào)以學(xué)生為主體，注重學(xué)生動手操作的實踐能力，要求學(xué)生能運用調(diào)查實驗的方法解決實際問題。在課堂教學(xué)上，主要是讓學(xué)生通過小組討論、合作學(xué)習(xí)的方式獲得對知識的理解和建構(gòu)。

（一）5E教學(xué)模式的五個環(huán)節(jié)

1.吸引。通過創(chuàng)設(shè)問題情境來吸引學(xué)生，并引起學(xué)生新舊知識的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生主動探究的興趣，實現(xiàn)學(xué)生主動建構(gòu)知識的目的。創(chuàng)設(shè)問題情境時最好能與學(xué)生的實際生活、已有的舊知識、即將學(xué)習(xí)的新知識聯(lián)系起來。從實際學(xué)習(xí)、生活出發(fā)，探索激發(fā)學(xué)生興趣的問題或?qū)嶒灐?/p>

2.探究。探究是5E教學(xué)模式的中心環(huán)節(jié)，知識的獲取和掌握都在該環(huán)節(jié)完成。學(xué)生作為探究主體，教師的主要作用是引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生進行真實有效的探究實踐，應(yīng)用原有知識概念和技能探索解決新問題的途徑和方法。教師要認(rèn)真觀察學(xué)生的行為，傾聽學(xué)生的反饋，鼓勵學(xué)生開展合作式學(xué)習(xí)，可以通過分組討論、實驗探究、場景研究等方式開展。在此過程中，學(xué)生要參與探究活動，記錄數(shù)據(jù)、給出預(yù)言與假設(shè)，盡可能讓學(xué)生暴露出存在的問題，為下一步打好基礎(chǔ)。

3.解釋。解釋是5E教學(xué)模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是檢驗學(xué)生是否真正理解的重要方式。這一階段的主要目的是將新知識、過程或方法明確化，進一步幫助學(xué)生建立起新舊知識的聯(lián)系，從而將所學(xué)新知轉(zhuǎn)化為個體內(nèi)化的經(jīng)驗和認(rèn)知。教師要提供充分的機會讓學(xué)生描述探究過程和所觀察到的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)術(shù)語來解釋自己對知識的理解，教師根據(jù)學(xué)生解釋過程中所表露的問題，再進行補充講解。這更符合以學(xué)生為主體的理念。

4.遷移。遷移是對新知識的延伸、拓展環(huán)節(jié)。其主要目的是促進學(xué)生將新知識用于新的問題場景中，以達到概念轉(zhuǎn)化和應(yīng)用的效果。在教師的引導(dǎo)下繼續(xù)發(fā)展學(xué)生對新知的理解和應(yīng)用技巧，并與已有知識建立聯(lián)系，構(gòu)建更大的知識網(wǎng)絡(luò)。在遷移環(huán)節(jié)，應(yīng)重視理論與實踐的結(jié)合，通過實踐進一步增加理論知識的深度和廣度，學(xué)生要能夠為新問題提供解決方案、設(shè)計實驗、解決問題、得出結(jié)論，達到學(xué)以致用的目的。這一環(huán)節(jié)，教師著重引導(dǎo)、部分解釋，主要讓學(xué)生實踐。

5.評價。評價是5E教學(xué)模式的總結(jié)環(huán)節(jié)。在這一階段教師和學(xué)生用正式或非正式的方法評價學(xué)習(xí)者對新知識的理解及應(yīng)用能力。評價貫穿5E教學(xué)模式的各個環(huán)節(jié)。若采用非正式的評價方式，可以在每個環(huán)節(jié)進行評價；若采用正式評價方式，可以結(jié)合線上教學(xué)平臺進行在線測驗。同時要注重過程評價和終結(jié)評價的結(jié)合。同時可開展學(xué)生自我評價和學(xué)生之間互評。

5E教學(xué)模式的每個教學(xué)環(huán)節(jié)都充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，強調(diào)知識建構(gòu)的過程，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣和科學(xué)思維，突出知識的遷移應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這與我國工程教育人才培養(yǎng)模式不謀而合，未來將成為科學(xué)類課程課堂教學(xué)的主流教學(xué)方式。

（二）5E教學(xué)模式的基本特征

“一中心·一動力·一內(nèi)容”可概括為5E教學(xué)模式的基本特征［7］。一中心，是以學(xué)生活動為中心，強調(diào)學(xué)生對知識的主動構(gòu)建，而不是被動灌輸和接受。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師承擔(dān)指導(dǎo)者和幫助者的角色。一動力，是新舊知識概念之間的認(rèn)知沖突作為知識建構(gòu)的動力，教師課前應(yīng)充分了解學(xué)生對已有知識的認(rèn)知情況，通過創(chuàng)設(shè)新舊知識的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生主動探究的意愿。一內(nèi)容，指建構(gòu)和應(yīng)用知識是5E 教學(xué)模式的主要內(nèi)容，學(xué)習(xí)知識的最終目的是更好地應(yīng)用知識解決問題，通過知識的遷移和拓展，實現(xiàn)知識的應(yīng)用。

三、以學(xué)生為主體的5E教學(xué)模式實踐

以“單片機”課程為例開展5E教學(xué)模式實踐應(yīng)用。具體教學(xué)內(nèi)容：并行I/O的編程及應(yīng)用。本節(jié)要達到的教學(xué)目標(biāo)：學(xué)生在掌握單片機并行I/O基本原理的前提下，會設(shè)計并行I/O硬件電路和軟件程序，并能用此解決實際問題。結(jié)合5E教學(xué)模式，詳細(xì)設(shè)計了本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計。

（一）吸引——設(shè)疑導(dǎo)入，走進新知

1.教師活動。學(xué)生在上節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)過并行口的結(jié)構(gòu)原理。情景設(shè)問：單片機的并行口能做什么？生活中或者學(xué)科競賽中用過單片機的并行口嗎？以生活中交通燈為例，引出并行口的應(yīng)用場景。

2.學(xué)生活動。針對預(yù)留問題，學(xué)生展開小組討論，并發(fā)表觀點，說說身邊哪些功能或者設(shè)備部件是用單片機的并行口實現(xiàn)的。

（二）探究——親歷過程，探究釋疑

1.教師活動。引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)知識點“單片機的外部引腳功能”，以外接一盞LED燈和一個按鍵開關(guān)為例，完成并行I/O口電路接線。根據(jù)已經(jīng)學(xué)過的C語言編程基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生搭建并行I/O口編程的程序框架。設(shè)置學(xué)生任務(wù)：嘗試實現(xiàn)一盞LED燈的點亮和熄滅。

2.學(xué)生活動。在實驗板上找到并行I/O口的位置，試著在某一個并行I/O口上接一個LED燈和一個按鍵開關(guān)。嘗試在集成開發(fā)環(huán)境Keil中編寫并行口的部分程序。學(xué)生要記錄探究過程和數(shù)據(jù)，并進行合理的假設(shè)和推理。

（三）解釋——師生共探，深解新知

1.教師活動。首先，在教師引導(dǎo)下，鼓勵學(xué)生用自己的理解和語言進行闡述，接著，教師進行更詳細(xì)的補充和知識點的講述。設(shè)置學(xué)生任務(wù)：實現(xiàn)8盞LED燈的閃爍。

2.學(xué)生活動。學(xué)生用自己的理解和語言講述是如何接線和如何搭建程序架構(gòu)的。根據(jù)老師下達的任務(wù)，學(xué)生動手實際操作，在實驗板上接線，在開發(fā)環(huán)境里編程，進行調(diào)試。

（四）遷移——新知延伸，應(yīng)用拓展

1.教師活動。鼓勵學(xué)生舉一反三，應(yīng)用到實際中，以智能洗衣機程序完成后燈的閃爍和蜂鳴器報警為例。此時，教師只需少量知識講解，重點在方法引導(dǎo)，絕大部分實踐內(nèi)容都由學(xué)生獨立完成。

2.學(xué)生活動。學(xué)生進行知識點的擴展延伸，在實驗板上搭建LED燈和蜂鳴器的電路，在開發(fā)環(huán)境里編程。學(xué)生進行并行I/O的提升練習(xí)，強化知識的理解和應(yīng)用。

（五）評價——多維評價，共同提升

1.教師活動。用正式或非正式的方法評價學(xué)生對新知識的理解及應(yīng)用能力。在5E教學(xué)的任何環(huán)節(jié)都可以隨時進行評價。將定性評價和定量評價、過程評價和終結(jié)評價等多個維度的評價方式相結(jié)合。例如，將教師提問、小組討論、記錄學(xué)生的動手操作能力、實驗結(jié)果、展示報告和紙筆評價等多種形式相結(jié)合。

2.學(xué)生活動。5E教學(xué)模式鼓勵學(xué)生自評和生生互評。學(xué)生在教師的評價中進行反思、改進、提升。評價并不局限于結(jié)果，更重視探究的過程、學(xué)生的參與程度。

通過評價，教師能確定學(xué)生是否有效掌握相關(guān)知識技能，是否達到教學(xué)目標(biāo)。

四、教學(xué)效果分析

在“單片機”課程中應(yīng)用5E教學(xué)模式開展教學(xué)，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生課堂參與度和積極性較以前明顯增強，課前、課后的自學(xué)能力提升。學(xué)生在學(xué)習(xí)和探索過程中得到成長，動手實踐能力得到鍛煉，面對實際工程問題，能主動探索解決方法。學(xué)生敢于發(fā)表自己的觀點，相比于傳統(tǒng)“一言堂”模式，5E教學(xué)模式的課堂氛圍更加活躍。在分組討論、小組實踐中，每位學(xué)生的團隊協(xié)作能力得到提升鍛煉。在教師不斷引導(dǎo)下，結(jié)合啟發(fā)、提問、指導(dǎo)、參與討論和評價等方式，學(xué)生不斷強化對新知的掌握程度，通過知識點的重構(gòu)，達到新舊知識的統(tǒng)一，最終形成正確的知識體系。

另外，在本課程實踐中將5E教學(xué)模式與項目教學(xué)法相結(jié)合，使教學(xué)效果更加顯著。5E教學(xué)模式是從教學(xué)主體維度對教學(xué)過程的劃分，項目教學(xué)強調(diào)學(xué)生動手實踐，在5E模式的探究、遷移階段穿插項目教學(xué)法，實踐項目的實施能更好地助力學(xué)生對知識的探究和遷移，這對工科專業(yè)中實踐性很強的課程效果更佳。

結(jié)語

傳統(tǒng)教學(xué)模式已無法適應(yīng)工程教育的發(fā)展，新型教學(xué)模式亟待探索實踐，并用在本科教學(xué)改革中。圍繞以學(xué)生為主體研究5E教學(xué)模式的主要環(huán)節(jié)和基本特征，將其應(yīng)用在課程教學(xué)中，設(shè)計了詳細(xì)的5E教學(xué)流程，并對教學(xué)效果進行了總結(jié)分析。任何教學(xué)方法本質(zhì)上都只是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的一種手段或途徑，5E教學(xué)模式作為一種以學(xué)生為主體的探究式教學(xué)模式，也需要與其他教學(xué)方法結(jié)合使用，以達到更好的效果。