基于“5E學習環”模式的分組實驗教學設計

郭悅茹

【摘要】筆者基于“5E學習環”模式，設計了具體的教學策略，并將其融入高中物理學生分組實驗教學中，幫助學生提升學習興趣、增強信心和滿足感，培養學生科學探究的能力。

【關鍵詞】“5E學習環”模式 教學設計

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）29-0161-01

物理實驗是高中物理教學的重要組成模塊，在共同必修模塊中的物理實驗，是對高中學生最基本的實驗要求.它在課程實施中占有及其重要的地位，對學生科學素養的提高起著關鍵性的作用。

1.“5E學習環”模式

“5E學習環”模式（Bybee& Landes，1988）分為“參與（Engag？鄄ement）→探究（Exploration）→解釋（Explanation）→精致化（Elaboration）→評價（Evaluation）”這五個環節。

強調學生的自主構建是“5E學習環”教學模式的核心，以學生為中心，鼓勵學生開展自主學習活動及小組間的合作交流，突出學習的主動性和參與性。同時，要發揮教師的主導作用，扮演好組織者、引領者、開發者的角色。

2.“5E學習環”模式下分組實驗教學策略

參考上述模式，筆者設計了具體的教學策略，如下：

E1：參與

[師]展示生活中的某些物理現象，引起學生對這些現象的好奇心，激發學習興趣和欲望。

[生]在教師的建議和引導下，參與實驗活動，明確要研究的問題。

E2：探究

[師]把問題交予學生探討，啟發學生就此問題進行思考。

[生]深入思考，將自己的初步想法與同伴分享并討論、修正，最終記錄在實驗報告單上。

E3：解釋

[師]①鼓勵學生對實驗數據運用最佳的處理方式進行分析。②建議學生小組討論，得出實驗結論。③引導學生提煉出簡潔的物理規律。

[生]①分組進行數據處理。②分別運用計算、作圖或者計算機軟件來分析實驗結果。③組間討論，修正本組的最終結論。 E4：精致化

[師]①將得出的結論與教材的理論相比較，分析異同點。②思考為何實驗的結論與教材的理論存在差距。③思考如何用教材的理論解釋實驗及生活現象。

[生]①獨立分析實驗結論與教材的差別。②小組討論實驗結果與教材理論產生差距的原因，修正對概念與規律的理解?？偨Y實驗的誤差來源。 ③思考如何運用結論解釋并指導生活實踐。

E5：評價

[師]①對學生的整個探究過程仔細觀察，并做必要的記錄。及時給出適當的引導與幫助，提高學生探究活動的效率。②鼓勵學生進行評估、反思。

[生]①根據實驗學習過程進行自我評估、組內互評、組間互評，在評估表上客觀打分。②在實驗報告的最后寫下自己的總結與反思。

3.教學設計

E1：

[師]①視頻播放②解說：賽車用的小汽車，質量與一般的小汽車相仿，但因為安裝了強大的發動機，能夠獲得巨大的牽引力，可以在四五秒的時間內從靜止加速到100km/h。

[生]觀察：賽車與普通小汽車的啟動快慢情況；回顧牛頓第一定律并回答：力是改變什么的原因？加速度是描述什么的物理量？質量是哪種性質的量度？

E2-1：

[師]①加速度與力、質量的定性關系是怎樣的？②加速度與力、質量的定量關系呢？

[生]①M一定時，F越大，a越 ；F一定時，M越大，a越 ；②猜想與假設： a與F ；a與M 。

E3-1：

[師]實驗的基本思路？

[生]①保持 不變，改變 ，測量 ；②保持 不變，改變 ，測量 。

E4-1：

[師]小組討論并制定總體方案：①如何測量a、F、M ？②怎樣提供恒定的外力？③如何消除摩擦力的影響？

[生]詳細討論并記錄在實驗報告上。

E3-2：

[師]各組進行數據處理與分析；[生]①分工合作；②得出初步結論

E4-2：

[師]①各組結論匯總；②誤差分析

[生]①M一定時，a與F ？ ②F一定時，a與M ？③討論誤差來源，記錄在實驗報告上。

E5：

[師]①自評與互評；②反思

[生]（在實驗操作中，若已表現出下列行為，請在每個觀察項目前打“√”）

①拉小車的繩子與軌道（木板）平行；②砝碼質量遠小于小車總質量；③探究加速度與力關系時，保證小車質量恒定；④探究加速度與質量關系時，保證所掛砝碼質量恒定；⑤記錄實驗數據時，注意有效數字；⑥重復實驗，多次收集數據；⑦實驗后，整理實驗儀器。⑧操作過程中，表現積極，不懶散；⑨與同學有效交流，不我行我素；⑩進行反思，記錄在實驗報告上。

4.小結

筆者希望通過上述學生分組實驗教學的新設計，幫助學生在物理學科的學習上提升興趣和課堂參與度，增強學習的信心和滿足感，培養科學探究的精神與能力。應用結果表明，該設計對教學效果的提升有一定的推動作用。

參考文獻：

[1]廖伯琴，張大昌.普通高中物理課程標準（實驗）解讀[M].湖北教育出版社，2004：1-35.

[2]物理課程教材研究開發中心.物理1（必修）教師教學用書[M]. 北京：人民教育出版社，2006：112-113