基于5E教學(xué)模式與DISLab的高中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究

摘 要：將建構(gòu)主義理論下的5E教學(xué)模式與DISLab相融合，旨在解決當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、灌輸式教學(xué)、評(píng)價(jià)方式單一等問題，從而提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和核心素養(yǎng)。通過“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的教學(xué)實(shí)踐，驗(yàn)證了該融合模式的有效性。研究表明，5E教學(xué)模式與DISLab融合的教學(xué)模式顯著提高了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和問題解決能力。

關(guān)鍵詞：高中物理實(shí)驗(yàn)；5E教學(xué)模式；DISLab；加速度

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2024）9-0060-6

１ 引 言

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０年修訂）》要求高中物理教師致力于在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展。這一核心素養(yǎng)涵蓋了“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)關(guān)鍵方面［１］，其中科學(xué)探究素養(yǎng)作為物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，對(duì)于學(xué)生的全面發(fā)展具有重要意義。因此，高中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中應(yīng)特別注重培養(yǎng)、提高學(xué)生的科學(xué)探究能力?；诮?gòu)主義教學(xué)理論的５Ｅ教學(xué)模式可以有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和問題解決能力。該模式的核心理念是通過五個(gè)階段來引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探究，這五個(gè)階段分別是吸引（Ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）、探究（Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ）、解釋（Ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ）、遷移（Ｅｌａｂｏｒａｔｉｏｎ）和評(píng)價(jià)（Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ），將其簡稱為５Ｅ教學(xué)模式［２］。ＤＩＳＬａｂ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）在教育信息化的大背景下逐漸在高中物理教學(xué)中普及，是一種基于計(jì)算機(jī)和傳感器的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件，專為實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和應(yīng)用而設(shè)計(jì)［３］。傳感器的精確測量功能與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力相結(jié)合，為學(xué)生提供了一個(gè)全新的學(xué)習(xí)環(huán)境，使他們能親4IYo6hmu8KE5UnLw38Dy48sQsiYk4iDjZkxNXdRZ0uQ=身體驗(yàn)科學(xué)實(shí)踐的樂趣，進(jìn)而激發(fā)對(duì)物理學(xué)科的熱愛。然而，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍面臨一系列亟待解決的問題，如實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、采用灌輸式教學(xué)方式、學(xué)生參與度不高、評(píng)價(jià)方式單一等問題［４-５］，這些狀況嚴(yán)重影響了學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，本研究旨在通過將５Ｅ教學(xué)模式與ＤＩＳＬａｂ相融合，以推進(jìn)解決物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的上NP/MwKtNqnd8ZYEIR6WtZ85yUReEQqZE31uSeoarMEY=述問題?！皩?shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”這節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課是理解牛頓第二定律的基礎(chǔ)，對(duì)力學(xué)體系建立有關(guān)鍵作用。因此，在５Ｅ教學(xué)模式與ＤＩＳＬａｂ相融合可行性分析的基礎(chǔ)上，以此課為例進(jìn)行詳細(xì)教學(xué)研究。

２ ５Ｅ教學(xué)模式與ＤＩＳＬａｂ融合應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行性

將５Ｅ教學(xué)模式與ＤＩＳＬａｂ融合應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可有效提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果，將兩者融合教學(xué)的可行性分析如下：

（１）硬件設(shè)施支持：北碚區(qū)王樸中學(xué)為了提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率，建立了ＤＩＳＬａｂ實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，并配備了多套ＤＩＳＬａｂ實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)等核心組件。通過ＤＩＳＬａｂ實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生可以直接在電腦上獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過圖表、圖線等方式直觀分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，簡化了計(jì)算過程，節(jié)約了時(shí)間，并使學(xué)生更容易理解物理現(xiàn)象和原理。

（２）與教材指導(dǎo)思想一致：人教版物理教材在擴(kuò)展部分多次提及使用傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，這表明數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)與當(dāng)前教育的指導(dǎo)思想相吻合。通過使用ＤＩＳＬａｂ，可以更好地實(shí)現(xiàn)教材中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，促進(jìn)學(xué)生深入理解物理原理和實(shí)驗(yàn)操作。

（３）學(xué)生主體性的體現(xiàn)：５Ｅ教學(xué)模式能夠?qū)W(xué)生置于學(xué)習(xí)的中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性和主動(dòng)性，有效避免了教師的單向灌輸，從而提升學(xué)生的科學(xué)探究能力［６－１１］。而ＤＩＳＬａｂ的使用也是以學(xué)生為中心［３］，二者在這一點(diǎn)上高度一致。這種融合能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力和科學(xué)探究能力。

（４）技術(shù)易掌握：ＤＩＳＬａｂ軟件界面簡單、直觀，操作步驟清晰明了，且每個(gè)實(shí)驗(yàn)都配備了專門的說明書。教師和學(xué)生可以通過掃描二維碼快速獲取實(shí)驗(yàn)步驟的講解，這大大降低了技術(shù)門檻，使得教師和學(xué)生能夠在短時(shí)間內(nèi)掌握系統(tǒng)操作和實(shí)驗(yàn)步驟。

綜上所述，５Ｅ教學(xué)模式與ＤＩＳＬａｂ的融合在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有很高的可行性。這種融合不僅能夠充分利用現(xiàn)有的數(shù)字化教學(xué)資源，還能有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。因此，這種融合教學(xué)模式值得在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣和應(yīng)用。

３ 以“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”為例

本節(jié)課是人教版必修一第四章中的第２節(jié)，在本章內(nèi)容結(jié)構(gòu)和邏輯上起到承上啟下的作用，是學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)根基，是學(xué)生掌握力學(xué)分支的重要基石。另外，這一節(jié)的要求不僅涵蓋了知識(shí)理解層面，還著重培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)探究能力和數(shù)據(jù)分析能力，是高中物理課程中非常重要的一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課程。因此，接下來以“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”為例，通過深入分析這節(jié)課的課標(biāo)和教材中的核心知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而精細(xì)規(guī)劃如何用５Ｅ教學(xué)模式的五個(gè)環(huán)節(jié)與ＤＩＳＬａｂ的融合來建構(gòu)教學(xué)流程，從而提升其學(xué)習(xí)效果。

３．１ 課標(biāo)要求及教材內(nèi)容解讀

在深入探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)之前，首先對(duì)課標(biāo)要求和教材內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致解讀。這有助于更好地理解教學(xué)的目標(biāo)和方向，為接下來的教學(xué)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０年修訂）》對(duì)“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”一節(jié)的總體要求是通過實(shí)驗(yàn)探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系。具體來說，要求學(xué)生能進(jìn)行合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。除此之外，還要求學(xué)生具備一定的數(shù)據(jù)分析和歸納能力，能夠利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能夠從圖像中發(fā)現(xiàn)并總結(jié)物理規(guī)律。除了解讀課標(biāo)要求，還需對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行深入剖析，從而明確教學(xué)重難點(diǎn)。教材從牛頓第一定律出發(fā)，提出探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的必然性，并從實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)、物理量的測量、實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)分析幾個(gè)方面引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)探究。其中，對(duì)于小車加速度的測量，教材中提出了三種不同的方式。本研究分別針對(duì)這三種方式進(jìn)行分析，如表１所示。根據(jù)表１，不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案測量加速度具有諸多局限性，而使用ＤＩＳＬａｂ進(jìn)行加速度測量具有高精度、自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理、消除初速度影響、較為精確的瞬時(shí)加速度分析以及易操作性和可重復(fù)性等顯著優(yōu)點(diǎn)。

接下來，將聚焦于核心素養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)重難點(diǎn)的分析。通過對(duì)這些內(nèi)容的深入探討，能夠更加清晰地認(rèn)識(shí)到教學(xué)的核心價(jià)值和意義，為接下來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

３．２ 核心素養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)重難點(diǎn)分析

基于上述對(duì)課標(biāo)要求的解讀和教材內(nèi)容的分析，制訂了以下核心素養(yǎng)目標(biāo)：

（１）物理觀念：掌握加速度、力和質(zhì)量之間的基本關(guān)系；理解實(shí)驗(yàn)思路的合理性，以及用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。

（２）科學(xué)思維：經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的操作和測量過程，以及通過圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程，體驗(yàn)平衡摩擦阻力、減少系統(tǒng)誤差的操作方法。

（３）科學(xué)探究：使用ＤＩＳＬａｂ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

（４）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：具備嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。同時(shí)，使用高科技的實(shí)驗(yàn)工具也要求學(xué)生承擔(dān)起相應(yīng)的責(zé)任，如正確使用設(shè)備，保護(hù)設(shè)備免受損壞等。

基于核心素養(yǎng)目標(biāo)的分析，接下來將聚焦于教學(xué)重難點(diǎn)的分析。教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計(jì)如圖1所示。

下面將結(jié)合５Ｅ教學(xué)模式和ＤＩＳＬａｂ對(duì)“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”進(jìn)行教學(xué)過程設(shè)計(jì)。

３．３ ５Ｅ教學(xué)模式的五個(gè)環(huán)節(jié)與ＤＩＳＬａｂ融合的教學(xué)設(shè)計(jì)

吸引階段需要教師激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引導(dǎo)他們思考加速度、力與質(zhì)量之間的關(guān)系。探究階段主要是學(xué)生在教師引導(dǎo)下采用控制變量法，利用ＤＩＳＬａｂ等配套設(shè)備，通過實(shí)驗(yàn)測量質(zhì)量、加速度和力，探究它們之間的關(guān)系。解釋階段主要是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過圖像法得出加速度與力成正比、與質(zhì)量成反比的結(jié)論，并進(jìn)行誤差分析。遷移階段教師要引導(dǎo)學(xué)生用所得結(jié)論解釋課前引入的現(xiàn)象，并鼓勵(lì)他們設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案。最后，在評(píng)價(jià)階段，制訂詳細(xì)的評(píng)價(jià)框架和指標(biāo)，全面評(píng)估學(xué)生的知識(shí)掌握情況、實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)教師和學(xué)生也進(jìn)行了自我評(píng)價(jià)和反思，以提升教學(xué)效果和學(xué)習(xí)動(dòng)力。下面針對(duì)五個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)展開詳細(xì)的描述。

３．３．１ 吸引階段

在吸引階段，教師首先通過播放兩輛動(dòng)力不同的汽車同時(shí)啟動(dòng)的視頻，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并提問：哪輛車的速度變化快？哪輛車的加速度大？哪輛車的牽引力大？兩輛汽車啟動(dòng)快慢受什么因素影響？引導(dǎo)學(xué)生觀察速度變化、加速度和牽引力的關(guān)系，以及思考影響車輛啟動(dòng)快慢的因素。接著，教師播放了公交站公交車和摩托車啟動(dòng)的視頻，進(jìn)一步提問：誰的加速度大？為什么牽引力大的公交車反而啟動(dòng)慢呢？最后，教師提出本節(jié)課的核心探究問題：加速度、力與質(zhì)量之間的定量關(guān)系。設(shè)計(jì)意圖是讓學(xué)生從視覺感知中提煉出物理概念，并開始思考加速度與力、質(zhì)量之間的可能關(guān)系，嘗試根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)和直覺來回答，這不僅鍛煉了他們的思維能力，也讓他們更加期待接下來的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

３．３．２ 探究階段

在探究階段，教師首先引導(dǎo)學(xué)生思考采用什么科學(xué)研究方法才能探究出加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下提出了控制變量法，即首先保持小車質(zhì)量ｍ不變，探討加速度ａ與力Ｆ的關(guān)系；隨后，再控制力Ｆ恒定，深入探究加速度ａ隨質(zhì)量ｍ變化的規(guī)律。緊接著，師生共同探討出所需精確測量的物理量——質(zhì)量ｍ、加速度ａ和力Ｆ，并就測量工具和方法展開熱烈討論。其中，教師詳細(xì)介紹運(yùn)用分體式位移傳感器和ＤＩＳＬａｂ及其配套設(shè)備測量加速度。在測量力時(shí)，教師著重強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中力應(yīng)是小車所受的合力，并指導(dǎo)學(xué)生通過將軌道傾斜巧妙平衡摩擦、調(diào)整懸吊物質(zhì)量來精準(zhǔn)控制小車所受的合力。另外，教師要提示學(xué)生只有當(dāng)懸吊物的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小得多時(shí)，小車所受拉力才近似等于懸吊物的重力。由于該條件涉及牛頓第二定律中的連接體問題，因此在這里暫不進(jìn)行深入分析。在正式開始實(shí)驗(yàn)操作之前，教師耐心演示實(shí)驗(yàn)操作過程，確保學(xué)生熟練掌握ＤＩＳＬａｂ軟件的操作方法和實(shí)驗(yàn)流程。隨后，學(xué)生分組展開實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真記錄數(shù)據(jù)（表 ２、表 ３），為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)總結(jié)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

３．３．３ 解釋階段

在得到數(shù)據(jù)后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用圖像法將表格中的數(shù)據(jù)分別作出ａ－Ｆ圖像和ａ－ｍ圖像。由ａ－Ｆ圖像是過原點(diǎn)的傾斜直線，得出當(dāng)小車質(zhì)量ｍ一定時(shí)，小車的加速度ａ與它所受的作用力Ｆ成正比。其中，由ａ－ｍ圖像（圖2）發(fā)現(xiàn)加速度隨質(zhì)量的增大而減小。此時(shí)，教師點(diǎn)撥學(xué)生僅從圖像上不能判斷加速度就一定與質(zhì)量成反比，因?yàn)橐灿锌赡苁瞧渌暮瘮?shù)關(guān)系，如二次函數(shù)、擺線。但也可能是“ａ與ｍ成反比”，甚至更復(fù)雜的關(guān)系。教師引導(dǎo)學(xué)生采用化曲為直的數(shù)據(jù)處理思想，即要驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比，可繪制ａ－１/ｍ圖像，若描出的點(diǎn)在同一直線上，則ａ與１/ｍ成正比，即ａ與ｍ成反比；要驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量的平方成反比，則可繪制ａ－１/ｍ２圖像，若描出的點(diǎn)在同一直線上，則ａ與１/ｍ２成正比，即ａ與ｍ２成反比。于是，從最簡單的情況入手，繪制ａ－１/ｍ圖像，檢驗(yàn)ａ與ｍ是否成反比。通過所作ａ－１/ｍ圖像（圖3），可得出當(dāng)小車所受的作用力Ｆ一定時(shí)，小車的加速度ａ與它的質(zhì)量ｍ成反比。

教師提問：為什么描出的點(diǎn)并不是嚴(yán)格位于某條直線上，用來擬合這些點(diǎn)的直線也并非準(zhǔn)確地通過原點(diǎn)，讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差和偶然誤差。由于實(shí)驗(yàn)原理不完善引起系統(tǒng)誤差，因此，小車質(zhì)量與鉤碼質(zhì)量相差越遠(yuǎn)，誤差越小。由于摩擦力平衡不準(zhǔn)確，質(zhì)量測量不準(zhǔn)，紙帶拉線不嚴(yán)格與木板平行等，而導(dǎo)致偶然誤差。誤差分析結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：在誤差允許的范圍內(nèi)，在物體質(zhì)量一定時(shí)，加速度的大小與合外力的大小成正比；在物體所受的合外力一定時(shí)，加速度的大小與此物體的質(zhì)量成反比。為進(jìn)一步體現(xiàn)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，教師應(yīng)指出：要得出一個(gè)定理性的結(jié)論，僅靠少量的實(shí)驗(yàn)是不行的，應(yīng)該通過更為精確的實(shí)驗(yàn)和更多次的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明。

3.３．４ 遷移階段

在得出結(jié)論后，教師引導(dǎo)學(xué)生用本節(jié)課所探究的結(jié)論解釋課前引入視頻中的現(xiàn)象。兩輛質(zhì)量相同的汽車，所受力越大，加速度越大，因此啟動(dòng)越快；而看似牽引力大的公交車，由于質(zhì)量大于摩托車，故加速度小于摩托車，因此摩托車啟動(dòng)較快。

此外，教師會(huì)進(jìn)一步提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考：能否不依賴于懸掛的重物來粗略估計(jì)小車所受的拉力，而是直接精確地測量出來呢？這就需要學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新精神，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案。例如，可以借助高精度的力傳感器，準(zhǔn)確測量小車所受拉力的大小。

通過這樣的遷移引導(dǎo)，學(xué)生不僅能夠加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，更能學(xué)會(huì)如何將這些知識(shí)靈活應(yīng)用于實(shí)際生活中。遷移學(xué)習(xí)的意義正在于此，它使學(xué)生能夠舉一反三，將所學(xué)知識(shí)真正轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的能力。

3.３．５ 評(píng)價(jià)階段

為全面檢測學(xué)生的知識(shí)掌握情況，可設(shè)計(jì)內(nèi)容緊扣加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的知識(shí)測試試卷，要求學(xué)生限時(shí)完成。為全面評(píng)估學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)，教師全程觀察并記錄學(xué)生的操作表現(xiàn)，涵蓋設(shè)備搭建、數(shù)據(jù)收集、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄等多個(gè)方面。為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的自我認(rèn)知和反思能力，設(shè)計(jì)學(xué)生自我評(píng)價(jià)表，鼓勵(lì)學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)后進(jìn)行自我評(píng)估和反思，從而不斷提升自己的學(xué)習(xí)效果和成長動(dòng)力。為了將上述學(xué)生自我評(píng)價(jià)表的數(shù)據(jù)可視化，研究統(tǒng)計(jì)了５８份評(píng)價(jià)表，并得到了每個(gè)陳述選擇“是”的人數(shù)，如表4所示。在評(píng)價(jià)學(xué)生的同時(shí)，教師也需反思自己的教學(xué)方法和效果，不斷優(yōu)化和提升教學(xué)質(zhì)量。

這種全面、細(xì)致且注重實(shí)踐的評(píng)價(jià)體系，充分展現(xiàn)了５Ｅ教學(xué)模式在促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展方面的優(yōu)勢，相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，更能全面提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和科學(xué)探究能力。

通過實(shí)施５Ｅ教學(xué)模式的五個(gè)關(guān)鍵階段，從問題的提出、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的收集到結(jié)果的解釋，學(xué)生得以全面體驗(yàn)科學(xué)探究的每一個(gè)環(huán)節(jié)。上述五大環(huán)節(jié)的主要活動(dòng)如圖 4所示。

綜上所述，將５Ｅ教學(xué)模式與ＤＩＳＬａｂ相融合的教學(xué)模式，為高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開辟了一條新穎且高效的途徑。這一模式有助于全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探究能力，極具推廣價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

4 總結(jié)與展望

本研究探索了５Ｅ教學(xué)模式與ＤＩＳＬａｂ的融合，對(duì)“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”進(jìn)行了創(chuàng)新教學(xué)研究。通過實(shí)施５Ｅ教學(xué)模式的五個(gè)關(guān)鍵階段——吸引、探究、解釋、遷移、評(píng)價(jià)，學(xué)生被積極引導(dǎo)參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過程中。同時(shí)，ＤＩＳＬａｂ的應(yīng)用巧妙地彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)器材的不足和設(shè)備的老化問題，其高精度的測量和自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理功能顯著提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和準(zhǔn)確性。在實(shí)際操作中，學(xué)生不僅深刻理解了加速度、力和質(zhì)量之間的基本關(guān)系，更通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、精準(zhǔn)記錄和分析數(shù)據(jù)，鍛煉了科學(xué)思維，增強(qiáng)了科學(xué)探究能力，并培養(yǎng)了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。特別是在遷移應(yīng)用和評(píng)價(jià)反思階段，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)有效應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中，進(jìn)一步提升了他們的問題解決能力。研究顯示，這種整合的教學(xué)模式在促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展以及核心素養(yǎng)的培育上，展現(xiàn)出了卓越的成效。后續(xù)將繼續(xù)深化５Ｅ教學(xué)模式與ＤＩＳＬａｂ的融合，并推廣至電磁感應(yīng)、光學(xué)等更多物理實(shí)驗(yàn)，旨在全面提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和核心素養(yǎng)，同時(shí)滿足個(gè)性化教學(xué)的需求。

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（欄目編輯 劉 榮）