5E教學模式在高中物理教學中的運用探究

張丹

【摘要】5E教學模式是一種以學生為中心的教學方式，強調(diào)學生在學習過程中的參與和互動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力.在高中物理教學中，運用5E教學模式可以提高學生的學習興趣和參與度，促進學生對物理知識的理解和掌握.教師結合學情和教學內(nèi)容，有的放矢地實施5E教學模式，防止出現(xiàn)學生思維混亂和學習抵觸情緒等不良情況，推進學習質(zhì)量的持續(xù)改進.

【關鍵詞】5E教學模式；高中物理；教學策略

5E教學模式是基于建構主義教學理論的教學模式，即參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評價（Evaluation），旨在幫助學生立科學概念，確保教學目標的實現(xiàn).高中物理知識復雜繁瑣，學生學習理解的難度大，以往教學模式的滯后性和不適用性等特點突出，教師可摸索性地應用5E教學模式，打造開放性的課堂，強化教學效果.

1 創(chuàng)設生動有趣的教學情境，提高學生的參與度

5E教學模式強調(diào)學生在學習過程中的參與和互動，因此教師需要創(chuàng)設有趣、生動的教學情境，激發(fā)學生的學習興趣和積極性.如通過實驗、案例分析、角色扮演等方式來創(chuàng)設教學情境，讓學生積極參與其中，提高學習效果.

例如 在“相互作用”的教學中，教師可創(chuàng)設多種教學情境.一是利用游戲創(chuàng)設教學情境，教師可以利用游戲讓學生體驗物理情境，如設計一個名為“相互作用”的游戲，讓學生在游戲過程中體驗物體之間的相互作用.可以引入“小球跳躍”的游戲來幫助學生更好地理解相互作用.教師在課堂上擺放兩張高臺，高臺之間有一定距離.每個學生將一個小球放在起點臺上，小球會自動向另一個高臺跳躍.小球跳躍的高度取決于其離起點臺的高度，以及它在空中受到的重力和空氣阻力.學生需要通過游戲界面控制小球的跳躍方向和高度.小球跳躍時，教師可以引導學生關注小球受到的重力和空氣阻力，并解釋其對小球跳躍高度的影響.游戲結束后，教師可以讓學生分析小球跳躍的高度差異，并解釋原因.“小球跳躍”的游戲可以幫助學生更好地理解相互作用的概念，包括重力和空氣阻力對物體運動的影響.同時，教師創(chuàng)設游戲情境，也可以激發(fā)學生的學習興趣和提升其參與度;二是利用故事創(chuàng)設教學情境，教師可以通過講述有趣的故事來讓學生理解相互作用的概念，如講述牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事，讓學生通過故事來理解物體之間的相互作用；三是利用角色扮演創(chuàng)設教學情境，教師讓學生扮演物理情境中的不同角色，扮演牛頓、科學家等角色，通過角色扮演來讓學生理解物體之間的相互作用；四是利用實驗創(chuàng)設教學情境，教師可以利用實驗室設備，進行物理實驗來幫助學生理解相互作用的概念.如使用小球和斜面進行重力相互作用的實驗，讓學生通過實驗發(fā)現(xiàn)當小球斜面傾角不同時，小球下滑的速度也會不同，從而引導學生理解重力相互作用的原理.

2 鼓勵學生提出問題和思考，培養(yǎng)物理思維

5E教學模式注重學生的思考和創(chuàng)新能力，因此教師需要鼓勵學生提出問題和思考.在教學過程中，可以通過提問、討論、小組活動等方式鼓勵學生思考和表達自己的觀點，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和思維能力.

例如 在“牛頓第一定律”的教學中，教師對學困生提出“牛頓第一定律是什么”“牛頓第一定律的實質(zhì)是什么”等封閉性和低難度的問題，旨在維護學生學習的自信心，鞏固基礎知識；對中等生提出“物體在什么情況下會保持勻速直線運動或靜止”“牛頓第一定律與運動學中的哪些規(guī)律有聯(lián)系”等中等難度和半開放性的問題，旨在實現(xiàn)學生課上所學知識的觸類旁通；對優(yōu)等生提出“舉例說明牛頓第一定律運動學中的應用”“牛頓第一定律與力學中的哪些概念有聯(lián)系”“牛頓第一定律與動量守恒定律有何聯(lián)系”等高難度和開放性的問題，學生結合所學的新舊知識思考和解答，可以拓展學生的創(chuàng)新思維等學科核心素養(yǎng).此外，教師合理設計問題鏈，各問題環(huán)環(huán)相扣，促進學生思維自然過渡，讓學生緊跟教學進度.問題鏈可包括“牛頓第一定律對物體的運動作用”“如果一個物體不受力作用，它會保持什么樣的狀態(tài)”“一個不受力作用的物體能否運動？為什么”“牛頓第一定律與慣性有何關系？一個物體在受到力作用時，它的運動狀態(tài)如何變化”“一個物體受到多個力作用時，它的運動狀態(tài)如何變化”等問題，引導學生深度思考和學習.教師鼓勵學生質(zhì)疑，提出各種疑惑，包括“慣性就是慣性定律嗎？”“物體的速度越大其慣性就越大嗎？”“牛頓第一定律是牛頓第二定律的特例嗎？”等問題，教師通過問題了解學生的概念的理解程度，以此展開針對性的教學輔導，實現(xiàn)學生學習的查缺補漏.

3 提供實踐機會，深化知識理解和掌握

高中物理是一門實踐性很強的學科，需要學生進行實踐操作和實驗.因此，教師需要提供實踐機會，讓學生通過實踐操作鞏固和加深對物理知識的理解和掌握.

例如 在“電流”的教學中，為了讓學生更好地掌握電流測量技能，教師可以提供多種實踐機會.如讓學生使用多用電表進行電流測量，并學習多用電表的使用方法和注意事項.也可以引導學生進行電路設計和實驗，讓學生親手操作電流計，掌握電流計的使用方法.這些實踐機會可以幫助學生更好地理解電流的概念和測量方法，提高學生的物理實驗能力和科學素質(zhì).

電流實驗是高中物理中的基礎實驗，為了讓學生更好地理解電流的概念和特性，教師可進行實驗改造和創(chuàng)新.一是使用動態(tài)電流表進行實驗.傳統(tǒng)的電流表只能測量電流的大小，而動態(tài)電流表可以記錄電流隨時間的變化情況，便于學生更直觀地觀察電流的特性；二是引入電磁場概念.在電流實驗中，可以引入電磁場的概念，讓學生了解電流與電磁場的關系，并通過實驗觀察電磁感應現(xiàn)象；三是利用傳感器進行實驗.教師可以使用傳感器測量電流、電壓、電阻等參數(shù)，便于學生更深入地了解電流的特性；四是引入微型化技術.教師可以將電流實驗裝置微型化，讓學生觀察微小的電流和電流變化，從而更好地理解電流的本質(zhì)；五是利用虛擬現(xiàn)實技術進行實驗.教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術構建電流實驗場景，讓學生身臨其境地感受電流的特性，增強實驗的直觀性和趣味性.

4 自我評價和反思，提高學習能力

5E教學模式強調(diào)學生的自我評價和反思.在教學過程中，教師可以讓學生填寫學習記錄表，記錄自己的學習成果和不足之處，讓學生反思自己的學習方法和效果，從而更好地提高學習能力.

例如 在“磁性材料”的教學中，教師可從以下幾方面入手，有效引導學生進行自我評價和反思.一是學生可以對自己的學習情況進行自我評估.學生需要考慮“是否理解了磁性材料的定義和特性”“是否能夠正確地分類和描述磁性材料”“是否可利用磁性材料的知識解決實際問題”等方面的問題；二是學生可以進行反思，思考自己在學習過程中遇到的困難和問題，并尋找解決方法.如在學習過程中，哪些知識點最難理解？應該如何加深理解？在學習過程中有沒有遇到問題，如遺忘知識點、做題技巧不夠熟練等？如何應對這些問題？在學習中是否存在懶散或拖延的情況？如何克服這些不良習慣？學生通過自我評價和反思，可以更好地發(fā)現(xiàn)自己的不足和提高空間，同時也可以更好地總結自己的學習經(jīng)驗，提高學習效果.

教師引導學生之間相互評價和學習，從而更好地掌握“磁性材料”的知識點.首先，小組成員可以互相評估自己的學習成果，檢查彼此的筆記、作業(yè)和課堂參與情況，并找出自己的不足之處.這樣，每個人都可以發(fā)現(xiàn)自己的學習盲點，并及時加以改進；其次，小組成員之間可以相互學習.可以分享自己對磁性材料的理解和經(jīng)驗，分享自己的學習策略和方法.通過互相交流，小組成員可以拓寬自己的視野，從不同的角度理解磁性材料；最后，小組成員之間可以相互幫助.在學習過程中，難免會遇到一些困難或問題.這時，小組成員可以互相幫助，共同解決問題.這不僅有助于更好地解決問題，還可以培養(yǎng)小組成員之間的合作精神.由此可見，在小組學習中，相互評價與學習可以幫助學生更好地掌握知識，提高學習效率.也可以促進小組成員之間的合作和交流，增強學生的團隊意識.

5 結合現(xiàn)代科技手段，強化教學效果

現(xiàn)代科技手段的發(fā)展為教育帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，教師可以將現(xiàn)代科技手段應用于5E教學模式中.如使用虛擬現(xiàn)實技術、在線學習平臺等方式來豐富教學資源和形式，提高學生的學習效果和興趣.

例如 在“能量守恒定律”的教學中，教師將現(xiàn)代科技手段與5E教學模式整合，實現(xiàn)課堂的提質(zhì)增效.一是利用虛擬現(xiàn)實技術，創(chuàng)造沉浸式教學體驗.教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術，為學生打造全新的能量守恒定律教學場景，讓學生身臨其境地感受能量守恒定律的實際應用；和鞏固二是利用互聯(lián)網(wǎng)資源，豐富教學資料.教師可以在互聯(lián)網(wǎng)上搜索相關的教學視頻、圖片和文字資料，并結合自己的理解和經(jīng)驗，制作自己的教學資料，為學生提供更加全面和深入的學習體驗.尤其是在知識整合教育理念的引導下，教師可利用豐富的資源幫助學生掌握該知識點的實際應用.如在機械系統(tǒng)中，機械能守恒定律可以用來描述物體的運動狀態(tài)；在熱力學中，熱力學第一和第二定律可以用來描述熱力學過程的方向性；在電磁學中，電荷守恒定律和電磁場方程也可以用來描述能量守恒定律等；三是利用多媒體技術，創(chuàng)新教學方法.教師可以采用音頻、視頻等多種媒體形式，生動形象地展示能量守恒定律的概念和應用，讓學生在輕松愉快的氛圍中掌握知識.學生理解能量守恒定律的關鍵在于掌握能量守恒定律的公式和應用范圍.同時，學生還需要了解能量守恒定律在實際問題中的應用，例如在機械運動、熱力學過程、電磁學等領域中的應用，都需要教師利用直觀的教學方式，幫助學生理解抽象的物理知識;四是利用智能教育軟件，個性化教學.教師可以使用智能教育軟件，根據(jù)學生的學習情況和特點，制定個性化的教學計劃和課程安排，讓學生在適合自己的學習環(huán)境中提高學習效率.如微課的教學方式，學生可以通過微課來學習能量守恒定律的概念和應用，如能量守恒定律的公式、應用范圍、實際問題中的應用等方面；五是利用實驗教學平臺，強化實踐能力.教師可以利用實驗教學平臺提供豐富的實驗資源和模擬環(huán)境，讓學生在安全的實驗環(huán)境中進行實踐操作，增強學生的實踐能力和創(chuàng)新能力.

6 結語

5E教學模式契合以學生為主體，教師根據(jù)學情等決定性要素，合理創(chuàng)設教學情境，靈活調(diào)整教學活動，促進學生自主學習和動手實踐及物理高階思維的發(fā)展，更符合素質(zhì)教育要求.

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