论文部分内容阅读
摘要：5E教学模式有利于培养学生的探究和推理能力、知识的建构以及应用能力.对目前我国普遍开展的探究教学尤其是物理学科教学具有非常重要的借鉴意义。本文首先对5E教学模式的具体环节进行了简要的介绍；其次，结合“物体的沉浮条件及应用”一课的教学设计.揭示5E教学模式如何在中学物理课堂中加以应用；最后，对5E教学模式在物理教学中的应用的优势与价值作了详尽的探讨。
关键词：物理教学；5E教学模式：教学设计
中图分类号：G633.7
文献标识码：A
文章编号：1003-6148（2014）5（S）-0005-4
5E教学模式是科学教育领域内的现代教育模式，符合国际科学教育的发展趋势，能够促进学生在科学内容、科学方法、科学态度以及科学探究能力等方面的发展。有利于学生科学素养的全面提升。
1 51E教学模式简介
5E教学模式是由美国生物科学课程研究项目组专家Bybee将Robert Karplus提出的“三段式学习环”。在实践的基础上进一步细分形成的五个前后相连的阶段，这五个阶段依次为：参与（Engage）、探究（Explore）、解释（Explain）、拓展（Elaborate）和评价（Evaluate）。由于这五个环节的单词都是以“E”开头，所以称为5E教学模式，也可称为“5E学习环”模式。
1.1参与（Engage）
“参与”环节意味着学生应该在知识产生的真实情境中，通过与教师、同伴的互动，学习建构新知。在这一环节中，教师需要通过创设情境，设计一些引入活动来吸引学生的注意力，这些引入活动中有一部分与当代普遍认可的新经验一致，而有一些是不一致的。学生通过参与这些活动，激发动机，激活思维，调动原有知识，诱发学习需求。因此，在“参与”环节，教师要尽可能引发学生的认知冲突，使学生同化或顺应新知识，从而形成新的认知结构。
1.2探究（Explore）
“探究”是整个教学模式的中心环节。获取知识、掌握技能和技巧都是在这个过程中完成的。在这一环节中。教师可以根据“参与”阶段创设的情境或产生的认知冲突，引导学生进行小组合作探究，给学生时间去思考、计划、调查和组织所收集到的信息，让学生获得丰富的感性认识。
1.3解释（Explain）
“解释”环节是学生在经过探究学习之后。将自己的经验抽象化、理论化，并使其变成一种可以用来交流的形式。通过自主探究，学生的理解应该是清晰的，教师要鼓励学生用自己的语言来解释所看到的物理概念或意义，鼓励学生相互交流他们的想法，学会倾听他人的意见。
1.4拓展（Elaborate）
这一环节主要包括两个方面的内容，一是拓宽知识面。二是学以致用。这是使学生把所学知识不断精致化的过程。其中拓宽知识面是指学生获得的知识应是具有开放性的，具体表现在横向上的开放性和纵向上的开放性两个方面。横向上的开放性主要指与其他学科之间能相互渗透、衔接合理，从而有利于知识的横向迁移：纵向上的开放性是指新经验能够承上启下，建立在原有知识的基础上并有利于未来更深层次知识的学习。
1.5评价（Evaluate）
这一阶段是5E教学模式的重要环节，因为其余四个环节都需要有评价的参与。5E教学模式倡导教师注重教学的过程性评价以及对学生的发展性评价。并通过评价为教师提供一个认识自己教学过程和效果的机会。教师应鼓励学生利用一些评价工具来评估自己对知识和技能的理解情况，检验他们在新情境下学习的迁移能力。这些评价工具可以是教师提供的或者是学生自己创造的。
2 5E教学模式应用的个案分析
随着基础教育课程实施，许多科学教育工作者致力于培养学生的科学探究能力，对相关的教学模式进行了大量的研究。5E教学模式尊重学生的认知发展规律，符合学生的认知特点，在科学教育领域内具有很强的借鉴价值。尤其适用于物理学科的教学。下面我们以《物体的沉浮条件及应用》的教学设计为例，向大家展示如何在物理教学中应用5E教学模式。
3 5E教学模式在物理教学中的应用价值
5E教学模式之所以能够在国外的科学教学领域得到广泛的应用，是有其自身优势与价值的，概括起来主要有以下几个方面。
3.1有助于学生认知结构的建构
5E教学模式是一种尊重学生的认知规律，重视学生认知结构的教学模式。有利于学生合理建构和应用知识。有研究表明，物理学习困难的学生头脑中认知结构的缺陷主要表现在以下三方面：物理知识、信息储备量不大；物理知识的组织程度不好，有序化程度不高：物理知识表征不完善，开放性不好。5E教学模式要求教师根据学生所要掌握的知识精心设计课堂流程。在“参与”环节，教师可以创设概括程度高、包含范围广的具体情境。情境蕴含的信息量越多，越有利于学生更加简单地同化新知识：在“探究”和“解释”环节，学生通过探究、思考、解释等活动使孤立、零散的知识结构化、条理化；在“拓展”环节，教师为学生创造一个开放的系统，不仅打破传统教学造成的学科问的隔阂。也有利于学生将所学知识顺利运用到生活中的具体情境，这既是构建学生良好物理认知结构的需要，更是当前物理教学改革的需要。
3.2有助于学生主体地位的发挥
5E教学模式是一种以“学生为中心”、“学生为主体”的有效的教学模式。有利于发挥学生学习的主观能动性，学生的学习是发自内心的、主动的认知过程。教师在5E模式的各环节都关注学生主体作用的发挥。鼓励学生独立思考，凡是学生能独立发现的问题，绝不暗示；凡是学生能自己解决的问题，绝不急于替代。充分体现了以学生为中心的科学教育理念。例如，在《物体的沉浮条件及应用》的教学设计中，“物体在液体中不同的五种状态及其原因”、“如何控制物体在液体中的沉与浮”等核心内容，都是学生通过探究、思考、讨论、总结得出的，使学生成为学习的主人，充分发挥了学生的主体地位。 3.3有助于学生突破前概念的干扰
5E教学模式关注学生的前概念。这是构建科学知识的重要前提。我们一般把学生已有的科学知识和经验称为前概念，它是学生建构科学概念的重要基础。前概念会对学生建构新的科学概念产生重要的影响，如果教师忽视学生的初始概念或观点。学生通过学习获得的理解将会与教师的期望产生很大的差别。例如，在讲解“牛顿第一定律”的时候，笔者先让学生观察生活中常见的现象：推箱子，推——箱子运动，不推——箱子停下来；敲铁钉，敲——钉子向下运动。不敲——运动停止。进而引发学生思考，上述现象有什么共同特征？学生根据以往的经验以及列举现象的表象很容易得出错误的概念：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。最后通过对学生“力是维持物体运动状态的原因”的反驳创造强烈的认知冲突，激发起浓郁的探究欲望。在这种情况下学生学习的知识才更加科学与深刻。
3.4有助于学生科学探究能力的提升
5E教学模式展示出与解决问题类似的探究过程，能够培养学生的科学探究能力。《义务教育物理课程标准（2011修订版）》的课程目标中对科学探究的总要求是：“经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力。乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识”、“保持探究的兴趣与激情。在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考、敢于质疑、尊重事实、敢于创新。”科学探究要求学生能够提出和识别问题、设计和实施研究方案、分析资料和证据、运用证据进行解释以及表达和交流。5E教学模式各个环节的设计不仅能够培养学生的科学探究能力。而且有利于培养学生应用所学的知识解决问题的能力。
3.5有助于多种评价方法的综合应用
众所周知，在我国当前的教育实践中，很多学校仍采用标准化测试为主的单一的、线性的评价方式，这种评价方式忽视了评价的发展功能，强调评价的甄别与选拔功能。不利于学生的可持续发展。5E教学模式重视学生的发展，强调教学的过程性评价以及学生的发展性评价。教学的过程性评价是对学生学习的动机、效果、过程以及与学习密切相关的非智力因素进行全面的评价；学生的发展性评价，应以促进学生的发展为目的，以发展学生的个性为方向。无论是过程性评价还是发展性评价，5E教学模式都强调教师在评价过程中注重评价主体的多元化、评价内容的多维化以及评价方式的多样化。例如，在《物体的沉浮条件及应用》一课中，笔者设计了一份以学生为主体，促进学生发展的“课堂教学评价表”。学生通过对自己的收获做出反思和总结、对同学的表现做出比较和赞扬、对教师的教学做出评价和建议，使学生成为课堂的主人、学习的主人，有利于学生的可持续发展。
当然。5E教学模式并不是唯一有效的科学探究模式，我们在使用该模式进行教学时，不能仅仅停留在表面上的模仿，而要充分理解其理论的基础与精髓。研究其操作方法与适用范围。从而发挥其最大效能。另外，5E教学模式在教学运用过程中也会存在些许问题。比如，课堂时间少和教学环节多的矛盾，这就需要广大教师在具体的教学过程中合理地安排教学内容和教学时间。
（栏目编辑 赵保钢）
关键词：物理教学；5E教学模式：教学设计
中图分类号：G633.7
文献标识码：A
文章编号：1003-6148（2014）5（S）-0005-4
5E教学模式是科学教育领域内的现代教育模式，符合国际科学教育的发展趋势，能够促进学生在科学内容、科学方法、科学态度以及科学探究能力等方面的发展。有利于学生科学素养的全面提升。
1 51E教学模式简介
5E教学模式是由美国生物科学课程研究项目组专家Bybee将Robert Karplus提出的“三段式学习环”。在实践的基础上进一步细分形成的五个前后相连的阶段，这五个阶段依次为：参与（Engage）、探究（Explore）、解释（Explain）、拓展（Elaborate）和评价（Evaluate）。由于这五个环节的单词都是以“E”开头，所以称为5E教学模式，也可称为“5E学习环”模式。
1.1参与（Engage）
“参与”环节意味着学生应该在知识产生的真实情境中，通过与教师、同伴的互动，学习建构新知。在这一环节中，教师需要通过创设情境，设计一些引入活动来吸引学生的注意力，这些引入活动中有一部分与当代普遍认可的新经验一致，而有一些是不一致的。学生通过参与这些活动，激发动机，激活思维，调动原有知识，诱发学习需求。因此，在“参与”环节，教师要尽可能引发学生的认知冲突，使学生同化或顺应新知识，从而形成新的认知结构。
1.2探究（Explore）
“探究”是整个教学模式的中心环节。获取知识、掌握技能和技巧都是在这个过程中完成的。在这一环节中。教师可以根据“参与”阶段创设的情境或产生的认知冲突，引导学生进行小组合作探究，给学生时间去思考、计划、调查和组织所收集到的信息，让学生获得丰富的感性认识。
1.3解释（Explain）
“解释”环节是学生在经过探究学习之后。将自己的经验抽象化、理论化，并使其变成一种可以用来交流的形式。通过自主探究，学生的理解应该是清晰的，教师要鼓励学生用自己的语言来解释所看到的物理概念或意义，鼓励学生相互交流他们的想法，学会倾听他人的意见。
1.4拓展（Elaborate）
这一环节主要包括两个方面的内容，一是拓宽知识面。二是学以致用。这是使学生把所学知识不断精致化的过程。其中拓宽知识面是指学生获得的知识应是具有开放性的，具体表现在横向上的开放性和纵向上的开放性两个方面。横向上的开放性主要指与其他学科之间能相互渗透、衔接合理，从而有利于知识的横向迁移：纵向上的开放性是指新经验能够承上启下，建立在原有知识的基础上并有利于未来更深层次知识的学习。
1.5评价（Evaluate）
这一阶段是5E教学模式的重要环节，因为其余四个环节都需要有评价的参与。5E教学模式倡导教师注重教学的过程性评价以及对学生的发展性评价。并通过评价为教师提供一个认识自己教学过程和效果的机会。教师应鼓励学生利用一些评价工具来评估自己对知识和技能的理解情况，检验他们在新情境下学习的迁移能力。这些评价工具可以是教师提供的或者是学生自己创造的。
2 5E教学模式应用的个案分析
随着基础教育课程实施，许多科学教育工作者致力于培养学生的科学探究能力，对相关的教学模式进行了大量的研究。5E教学模式尊重学生的认知发展规律，符合学生的认知特点，在科学教育领域内具有很强的借鉴价值。尤其适用于物理学科的教学。下面我们以《物体的沉浮条件及应用》的教学设计为例，向大家展示如何在物理教学中应用5E教学模式。
3 5E教学模式在物理教学中的应用价值
5E教学模式之所以能够在国外的科学教学领域得到广泛的应用，是有其自身优势与价值的，概括起来主要有以下几个方面。
3.1有助于学生认知结构的建构
5E教学模式是一种尊重学生的认知规律，重视学生认知结构的教学模式。有利于学生合理建构和应用知识。有研究表明，物理学习困难的学生头脑中认知结构的缺陷主要表现在以下三方面：物理知识、信息储备量不大；物理知识的组织程度不好，有序化程度不高：物理知识表征不完善，开放性不好。5E教学模式要求教师根据学生所要掌握的知识精心设计课堂流程。在“参与”环节，教师可以创设概括程度高、包含范围广的具体情境。情境蕴含的信息量越多，越有利于学生更加简单地同化新知识：在“探究”和“解释”环节，学生通过探究、思考、解释等活动使孤立、零散的知识结构化、条理化；在“拓展”环节，教师为学生创造一个开放的系统，不仅打破传统教学造成的学科问的隔阂。也有利于学生将所学知识顺利运用到生活中的具体情境，这既是构建学生良好物理认知结构的需要，更是当前物理教学改革的需要。
3.2有助于学生主体地位的发挥
5E教学模式是一种以“学生为中心”、“学生为主体”的有效的教学模式。有利于发挥学生学习的主观能动性，学生的学习是发自内心的、主动的认知过程。教师在5E模式的各环节都关注学生主体作用的发挥。鼓励学生独立思考，凡是学生能独立发现的问题，绝不暗示；凡是学生能自己解决的问题，绝不急于替代。充分体现了以学生为中心的科学教育理念。例如，在《物体的沉浮条件及应用》的教学设计中，“物体在液体中不同的五种状态及其原因”、“如何控制物体在液体中的沉与浮”等核心内容，都是学生通过探究、思考、讨论、总结得出的，使学生成为学习的主人，充分发挥了学生的主体地位。 3.3有助于学生突破前概念的干扰
5E教学模式关注学生的前概念。这是构建科学知识的重要前提。我们一般把学生已有的科学知识和经验称为前概念，它是学生建构科学概念的重要基础。前概念会对学生建构新的科学概念产生重要的影响，如果教师忽视学生的初始概念或观点。学生通过学习获得的理解将会与教师的期望产生很大的差别。例如，在讲解“牛顿第一定律”的时候，笔者先让学生观察生活中常见的现象：推箱子，推——箱子运动，不推——箱子停下来；敲铁钉，敲——钉子向下运动。不敲——运动停止。进而引发学生思考，上述现象有什么共同特征？学生根据以往的经验以及列举现象的表象很容易得出错误的概念：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用。最后通过对学生“力是维持物体运动状态的原因”的反驳创造强烈的认知冲突，激发起浓郁的探究欲望。在这种情况下学生学习的知识才更加科学与深刻。
3.4有助于学生科学探究能力的提升
5E教学模式展示出与解决问题类似的探究过程，能够培养学生的科学探究能力。《义务教育物理课程标准（2011修订版）》的课程目标中对科学探究的总要求是：“经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力。乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识”、“保持探究的兴趣与激情。在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考、敢于质疑、尊重事实、敢于创新。”科学探究要求学生能够提出和识别问题、设计和实施研究方案、分析资料和证据、运用证据进行解释以及表达和交流。5E教学模式各个环节的设计不仅能够培养学生的科学探究能力。而且有利于培养学生应用所学的知识解决问题的能力。
3.5有助于多种评价方法的综合应用
众所周知，在我国当前的教育实践中，很多学校仍采用标准化测试为主的单一的、线性的评价方式，这种评价方式忽视了评价的发展功能，强调评价的甄别与选拔功能。不利于学生的可持续发展。5E教学模式重视学生的发展，强调教学的过程性评价以及学生的发展性评价。教学的过程性评价是对学生学习的动机、效果、过程以及与学习密切相关的非智力因素进行全面的评价；学生的发展性评价，应以促进学生的发展为目的，以发展学生的个性为方向。无论是过程性评价还是发展性评价，5E教学模式都强调教师在评价过程中注重评价主体的多元化、评价内容的多维化以及评价方式的多样化。例如，在《物体的沉浮条件及应用》一课中，笔者设计了一份以学生为主体，促进学生发展的“课堂教学评价表”。学生通过对自己的收获做出反思和总结、对同学的表现做出比较和赞扬、对教师的教学做出评价和建议，使学生成为课堂的主人、学习的主人，有利于学生的可持续发展。
当然。5E教学模式并不是唯一有效的科学探究模式，我们在使用该模式进行教学时，不能仅仅停留在表面上的模仿，而要充分理解其理论的基础与精髓。研究其操作方法与适用范围。从而发挥其最大效能。另外，5E教学模式在教学运用过程中也会存在些许问题。比如，课堂时间少和教学环节多的矛盾，这就需要广大教师在具体的教学过程中合理地安排教学内容和教学时间。
（栏目编辑 赵保钢）