“5E”教學，小學科學課堂教學的五部曲

王家友

一、一個案例引發的思考

曾經看過一個美國小學科學的教學案例，這個案例名叫《電池和小燈泡》，是由美國一位名叫喬伊斯·杰克遜的小學科學教師設計的。

課的開頭，喬伊斯講了一個故事，故事中有三個在森林露營的人需要照明工具才能走出這片森林，回到他們的大本營。他們只有一根銅線、一個燈泡和一節電池。這個能幫助別人的情境的出現一下子吸引了極具愛心的學生們的注意。在接下來的活動中，學生們積極地沉浸在探究活動中，其目的只有一個，就是利用僅有的材料盡快地組裝好一個照明工具，幫三位露營的人回到大本營。有些學生很快就完成了任務，沒有完成任務的學生也不氣餒，因為他們不愿輕易放棄幫助別人的機會。在這種樂于助人精神的感召下，完成快的學生就會下位去幫助沒有完成的學生，也有些學生主動去向已經完成任務的學生請教。在這種互幫互助的溫馨的氛圍里，學生陸陸續續完成了制作簡易照明工具的任務。接著學生們進行了演示和展示，事情到此遠沒有結束。喬伊斯老師又接著創設了一個任務：還有其他人員也要學習這種簡易照明工具的組裝方法，他們有的打來電話尋求幫助，有的想要圖紙。這個任務的提出一下子將學生的思維由具體操作提升為較為抽象的語言描述和圖像表達。通過語言和圖像表達，學生們的抽象思維得到了一定的發展。在學生經歷了那么多的活動之后，得出了多種連接方法。在此基礎上，喬伊斯老師不慌不忙地引導學生認識了電路這個重要的科學概念。之后她和學生們還一起探究了燈泡內部的結構。到此為止，關于電池和燈泡的學習暫告一段落。

這個案例設計之所以吸引我，是因為它在某種程度上充分體現了當前國際范圍內兒童科學教育的先進理念：

1.科學是對世界的解釋，科學的理解由問題開始，在問題的引發下人們進行探究，最后對所研究的問題進行合理的解釋，這個解釋在一定的范圍內是有效的，是動態的。

2.兒童時期是一個特殊的時期，他們對世界充滿了好奇，他們是天生的探究者，科學課正好能滿足兒童的好奇心和探究欲望。

3.兒童是通過自己的理解來學習科學的，而不是別人的說教。

4.教師應該通過創設安全的、民主的、豐富的、具有一定挑戰性的情境吸引兒童參與到科學學習中來，其主要方式是和學生一起探究。

5.學好科學不僅能使自己對所感興趣的問題進行解釋，而且在生產和生活中會有廣泛的應用。

這些先進理念在這個案例中得以充分體現，而這個案例的設計背景就是在“5E”教學模式下進行的，于是我對“5E”教學模式產生了濃厚的興趣。

二、“5E”教學模式的由來

“5E”教學模式源于美國《生物科學課程》教材（BSCS，1989），由參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）、評價（Evaluation）這五個基本的教學環節構成。因為5個單詞的英文開頭字母都是E，所以命名為5E教學模式。

20世紀50年代以來，美國人一直關注科學教育的質量，某種程度上是源于對蘇聯搶先發射人造衛星的一種應激反應。20世紀60年代早期物理學家卡普拉斯主持并開發出了SCIS課程。他們在SCIS教師用書中提出了由“初步探究”“概念引入”和“概念應用”三個環節構成的學習環教學模式。20世紀80年代，隨著認知理論的發展，BSCS認為若要有效地進行科學教學，并幫助學生構建科學概念，教師不僅要讓學生進行探索，更重要的是要先了解學生針對特定教學內容的前概念。此外，教師在教學過程中還應及時了解學生的概念構建進程。在最后又增加了“評價”教學環節。1989年，BSCS基于以上考慮，在原有學習環教學模式的基礎上，進一步提出了基于建構主義理論和概念轉變理論的“5E”教學模式。

在“5E”教學模式提出之前的教學策略主要是發現式教學模式，它是一個很有吸引力的模式，它能很好地激發學生學習科學的興趣和激情。但它也存在一些弊端，因為過分強調開放探究而在建構和應用科學知識以及有計劃地發展探究能力方面有所忽略。在“5E”教學模式中，有更清晰的目標以及希望學生學到的特定的概念和解釋，它的步驟更加詳細，每一步都有目標和進入下一步的準備，能更好地培養學生的探究能力。

三、“5E”教學模式的具體環節

1.參與

這是“5E”教學模式的第一步。該環節的目標可以細分如下：（1）明確研究主題，激發學生興趣。（2）充分了解學生對該研究主題的前概念，幫助學生將已學過的知識與現在的活動目標聯系起來。（3）進行必要的安全提示。安全必須放在首位，所以，在正式進行探究活動之前，必須進行安全提示。

2.探究

這是“5E”教學模式的主體。在此環節，教師為學生提供安全的、民主的、時間充分的、材料豐富的課堂，必要時為個別學生提供一定的支架式服務。學生根據選定的研究范圍自主操作材料、進行觀察、相互交流，形成初步的觀點（還不能算作概念，只能是初步的解釋）。通過這樣的師生活動就為后面進行解釋、形成概念積累了具體經驗。

3.解釋

在此環節，首先讓學生描述觀察到的現象，解釋現象產生的原因，其他學生認真傾聽并適時提出質疑。教師要鼓勵學生用自己的語言進行解釋，并適時詢問學生這樣解釋的理由。在學生廣泛參與的基礎上適時規范地講解學生所需要的科學概念，并鼓勵學生用新概念進行新的解釋。這樣，新概念的學習與上一階段的真實經驗聯系了起來。也就是教師幫助學生在探究事實的證據的基礎上學習新概念，運用新概念進行描述和解釋，回答最初提出的問題。

4.遷移

遷移活動為學生在新的情境中應用新學習的科學概念和技能提供了機會。在這一階段，學生擴展自己的概念，并運用前一階段剛剛獲得的科學概念，在新的環境和新的問題情境中去實踐、驗證、應用和鞏固。

瑪麗·巴德·羅曾經指出：“概念應用是探究教學中常常被忽略的部分，只有概念應用過程中才能達到科學的理解。”

5.評價

評價是學習環中的重要環節，但不是一個特定的階段，它貫穿整個教學過程。此環節目標在于促進學生的學習和教師的教學。評價是由教師、學生共同完成的。評價分為正式評價、非正式評價和自我評估三個形式。

四、基于“5E”教學模式的教學設計

《食物鏈和食物網》

（一）參與，提出關于周圍環境中動植物之間的食物關系問題。

課前由謎語引出生物之間存在吃與被吃的關系，了解學生對于食物關系的相關經驗。

師：這是一片大草原，來了一群羊，打一水果，說說你的理由。

師：接著又來了一群狼，再打一水果。

師：說說它們之間是什么關系？

（二）探究，用卡片進行探究，利用自己的發現描述周圍環境中的食物關系。

1.尋找花園里的食物關系

師：在剛才的謎語中，隱藏著生物之間吃與被吃的關系，自然界中的其他生物是不是都存在這種吃與被吃的關系呢？我們一起到花園里來找一找。

學生可以先選擇幾張卡片，組成一些食物關系，并在組內交流。

2.描述花園里的食物關系

師：在這些生物之間存在著哪些吃與被吃的關系呢？誰來說一說。

學生基于自己的觀察和理解進行展示、匯報。

資源預設：①文字表示；②卡片排序表示的；文字加箭頭的。（這里有的箭頭指向是不同的，這種情況符合學生的認知）

3.整理花園里的食物關系

師：動物為了生存，需要食物，他們吃食物的目的就是為了獲取能量，比如草被螞蚱吃，草蘊含的能量就被螞蚱吸收，草蘊含的能量就流向了螞蚱。螞蚱被鳥吃，螞蚱的能量就流向了鳥。鳥被蛇吃，鳥的能量就流向了蛇。為了表示這種能量的流動，科學上就用下面的符號來表示：

花→蚜蟲→瓢蟲→小鳥

學生嘗試用這樣的符號來表示食物關系中的這種能量流動。

（三）解釋，利用豐富的資源，引導學生歸納概括，用科學概念進行解釋。

1.揭示科學概念

師：科學上，我們把自然界中這種鏈狀的食物關系叫作食物鏈。這些食物鏈中的動物和植物又扮演什么角色呢？我們通過視頻來了解一下。（播放視頻）

師：視頻看完了，那在黑板上的這條食物鏈中誰是生產者？誰是消費者？

2.運用新概念進行解釋

師：剛才在花園環境中研究了食物鏈的相關知識，那在其他環境中，又會有哪些食物鏈呢？（給出兩種環境：草原、池塘）

師：請同學們選擇其中的一種環境來研究，找出其中的一條食物鏈。并且標出誰是生產者？誰是消費者？

學生匯報，教師出示兩條食物鏈。

3.食物鏈相關解釋的拓展（分解者、循環、消費者的分級、能量級）

觀察討論，思考下列問題。

師：這么多不同的食物鏈，有沒有相同的地方呢？

（從植物開始，到食肉動物結束；周而復始，環環相扣；能量在流動的過程中不斷地消耗，所以能量不可能無限制地傳遞下去，有一個限制；太陽能是非常重要的；分解者也十分重要）

（四）遷移，在類似環境下建立食物網概念。

1.出現水田里的環境

師：拿出你的練習紙，在給定的這些生物中找一找存在哪些食物鏈，動手連一連，畫一畫。

2.介紹食物網，展示學生的資源

師：他畫的這些食物鏈和我們之前畫的單一的食物鏈有什么不同的地方嗎？在科學上，我們把這種由多條食物鏈相互交叉形成的網狀食物關系叫作食物網。

3.將食物網和食物鏈進行比較

（五）評價，保護生態平衡，課外拓展。

1.用食物鏈的知識解釋“螳螂捕蟬黃雀在后”這一成語。

2.青蛙到哪里去了？

（閱讀材料略）

夏天到了，每當這個時候稻田里的青蛙就呱呱地叫個不停，近幾年來青蛙越來越少了。青蛙到底到哪去了呢？你如何看待這件事。

五、結語

客觀地說，就目前現狀而言，我國兒童科學教育無論是在研究領域還是在實踐領域都還是一個相對薄弱的環節。在科學教育的實踐中，廣大科學教育工作者也面臨著諸多的困惑與問題，許多在教學一線的教師對科學教育存有不少的迷惑。基于這樣的現實背景，我認為十分有必要引進“5E”教學模式。先引進來，再利用它，然后在實踐過程中改造它，使它能更加適合我國的小學科學教育，更好地為我們的科學教育服務。