5E教學模式應用于路基路面工程教學的探索

張彩利 宋倜 李寧利 孫吉書 李霞

[摘 要]課題組結合新工科建設需要，分析了目前路基路面工程教學中存在的問題，提出采用5E教學模式進行課程改革的建議，詳細介紹了5E教學模式的內涵和教學程序，結合路基路面工程教學實踐，闡述了如何在課堂教學中運用5E教學模式進行教學，進而提高學生的科學思維能力和實踐創新能力。課題組結合教學實踐，總結了應用5E教學模式時應注意事項。

[關鍵詞]5E;路基路面工程;新工科

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）10-0080-03

2019年4月26日教育部聯合13個部門推出的“六卓越一拔尖”計劃2.0在天津大學全面啟動實施。“六卓越一拔尖”計劃2.0的戰略部署是全面推進“四新”（新工科、新醫科、新農科、新文科）建設。新工科人才培養要實現從傳統工科學科導向的培養理念向成果導向轉變，建立人才培養“新模式”，就必須改造原有的傳統教學模式，及時更新教學理念。

路基路面工程是道路橋梁與渡河工程專業一門必修的專業主干課程，主要講授路基工程、路面工程的基本理論和基本知識。課程支撐道路橋梁與渡河工程培養方案中的工程知識、問題分析、設計開發、解決方案等多項畢業要求，課程教學目標是培養學生靈活運用路基路面工程基本理論和基本知識，分析和解決道路工程領域中復雜工程問題，提升學生科學思維和實踐創新能力[1-2]。經過多年的教學實踐及調研，發現大多數教師在該課程教學過程中采用傳統的以教師為中心的教學模式，不能做到以學生為中心，進而也就不能適應新工科建設對道路橋梁與渡河工程專業人才的需求。因此，必須立足以學生為中心的教學理念，進行教學模式改革，采用各種教學方法和手段讓學生真正“學會學習”，培養學生終身學習的能力，提升學生科學思維能力和實踐創新能力。

5E教學模式是一種以學生為中心的教學模式，該教學模式始終強調學生是學習的主體，一切教學活動和策略都是以提高學生學習能力為目標，學生通過自身努力獲得知識和得到真知，強調學生的學習結果，教學過程中教師只是學生建構知識的幫助者和引導者。由此可見，5E教學模式契合了成果導向理念和新工科建設對人才培養模式的需求，能夠適應時代發展的需要。本文結合路基路面工程課堂教學實際，對5E教學模式在實際教學中的應用進行了探討。

一、5E教學模式內涵

5E教學模式是由美國生物學課程研究者之一羅杰·貝比開發出的既能用于課程群或一門具體的課程，也能用于某一具體課堂環節的一種教學程序[3]，該教學模式的理論基礎是建構主義理論和概念轉變理論。

5E教學模式是對卡普拉斯三個階段學習環模式的進一步擴展和完善，它的核心思想是以學生為中心，通過運用調查和實驗的方法解決問題，目的是能夠在教學過程中引起學生的學習興趣。另外，該模式還強調通過分組討論式學習來調動學生積極思考，進而促進學生對知識的理解和掌握[4]。

二、5E教學模式教學程序

5E教學模式的整個教學過程分為五個步驟，分別是：參與（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、詳細說明（Elaborate）、評價（Evaluate），每一個學習階段分別以“E”開頭，所以又被簡稱為5E教學模式[5-6] 。

（一） Engage——設疑導入，走進新知

參與是5E教學模式的第一個環節，該環節的主要教學目的是通過引出教學任務，激發學生學習興趣，吸引學生注意力，進而激發學生求知欲望。本環節的要點是：教師要選擇合適的教學任務或者提供有意義的學習活動，以此來吸引學生的學習興趣，如果教學任務不恰當或者沒有意義，則達不到激發學生學習興趣的目的。這就要求，教師提出的問題或者展示的情境應盡量貼合實際生活，并能與課程內容和教學任務有機聯系在一起，學生利用以往的知識和經驗對教師提出的問題、情境或現象進行思考，學生在思考過程中自然就會暴露出一些粗淺的認識或者錯誤的概念。本環節可以采用問題引導、任務驅動等教學策略吸引學生注意力和激發學生學習興趣。

（二）Explore——親歷過程，探究釋疑

探究是5E教學模式的核心環節。知識目標、能力目標的達成以及技巧的掌握均需在該環節完成[7]。探究環節中學生作為主體對知識進行探索和研究，教師作為引導者和幫助者觀察、傾聽和了解學生的需要，根據學生在參與環節中反映出的錯誤概念或方法，引導學生進行自主、合作探究，將探究活動不斷深化，進而幫助學生獲得知識和技能。該環節中學生要針對教師提出的特定內容進行探索和研究，要仔細觀察現象并能建立起事物之間的聯系，要能夠概括規律、識別變量，這也為之后新概念的提出和界定奠定基礎[5-6]。

（三）Explain——師生共探，共解新知

解釋是5E教學模式的關鍵環節，解釋環節目的是幫助學生對新知識建立初步的科學認識。這一環節中學生對已有的知識經驗和上一環節探究過程和結果進行抽象化、理論化，使其成為一種可交流的形式，這是使新概念、過程或方法明確化和可理解化的過程[8]。該環節的要點是：探究完成后，教師應鼓勵和引導學生用自己的語言對探究結果進行解釋或闡述，然后，教師在學生解釋基礎上給出科學的解釋、方法或概念。教師給出的新概念或者新方法應直接、簡潔、清晰、明了，同時也應與前兩個環節的經歷相聯系。

本環節主要采用的教學策略是理論教授，同時輔助視頻、多媒體技術、現代化教學技術等手段對新概念、新知識進行闡釋。

（四）Elaborate——設疑啟思，系統構建

詳細說明環節的主要目的是幫助學生建立起已有知識和新概念之間的聯系，并能利用新概念去嘗試解決新問題或解釋新現象，擴充概念的基本內涵，加深和拓寬學生對知識的理解。在進行了教學重點和難點的梳理剖析后，學生已經掌握了基本概念和方法，此時應該及時利用新的情境或問題，將學生所學應用在新的問題或有聯系的情境之下，加深對概念的理解和靈活運用。概念的擴充以及知識的遷移，能夠最大程度調動學生的學習興趣，培養學生的發散性思維能力，有利于學生融合知識點，構建知識體系，形成整體觀念。

這一環節是新概念不斷遷移運用的過程。教師應啟發學生利用新概念解決新問題或新現象，并引導學生對相應的概念、過程和方法進行歸納總結，注意引導學生盡量使用剛剛學習的術語，使學生從術語到內涵全方位地理解新概念。

該環節教師可以采用以下教學策略：教師先要給學生安排一個新的學習任務，例如設計一個綜合運用所講知識的問題，要求學生分組討論并給出解決方案。討論學習過程中學生需要通過討論、查閱資料等手段從各種渠道獲得所需的信息和知識，同時需要應用到在上個環節中學習到的新概念或新方法，引導學生不斷內化新知識，加強對新概念的理解，并培養學生團隊協作交流能力、辯證思維和創新的意識。

（五） Evaluate—全面評價，共同提升

5E教學模式區別于傳統教學模式的重要之處在于評價環節，評價環節的目的是培養學生的自我意識和自主能力，幫助學生自我定位，了解自己、改進自己，從而更加積極地融入并參與到課堂教學實踐的每一個環節[5，9]。

評價一般由教師和學生共同參與完成。評價過程中不僅注重評價內容、評價方法的多樣性，而且評價主體也具有多元性。評價內容包括學生學習反饋的評價和學習過程的評價等多方面[5];評價主體包括教師評價、學生自評及互評、專家評價等多個主體;評價方法除了過程性評價和總結性評價外還關注形成性評價。在評價的過程中老師和學生都能夠獲得進一步改進，促進學生深度學習和教學改進，真正實現教學相長[10-11]。

三、5E教學模式在路基路面工程教學中的應用

路基路面工程是高等院校土木工程專業道路與橋梁工程方向的核心課程，課程內容廣泛，包括行車荷載與環境因素、路基設計、路面結構設計、排水設計等相對理論性較強的內容，同時還包括路基施工、路面施工等與工程實踐聯系較密切的內容。本課程是一門理論與實踐并重、工程實踐性較強的課程，要想講授本課程，除了需要有較強的理論知識和較為扎實的現場施工技術，在課堂教學過程中，更要注意采用各種教學方法來激發學生的主觀能動性，提高課堂教學效果[2]。2017年筆者開始嘗試在路基路面工程課程教學中應用5E教學模式，表1為5E教學模式在瀝青路面病害成因知識點講授中的應用示例。

四、結語

5E教學模式是一種能夠闡釋現代教育理論的科學教學模式，能夠真正地做到以學生為中心，符合成果導向理念，滿足新工科建設需要。通過兩個學期的應用與實踐，發現該模式為路基路面工程課程教學帶來很大推進作用，大大提高了學生的學習興趣，并激發了學生的創新精神，學生參加與專業有關的各種科技創新大賽的積極性明顯提高，有助于新工科人才培養目標的達成。但在使用5E教學模式時，應充分理解其內涵和精髓，要結合課程實際進行該模式的應用，不能生搬硬套，應盡量選擇概念比較清晰、推導具有多樣化、結論具有收斂性的課程或者課程內容進行該教學模式實踐。此外，相比傳統授課模式，5E 教學模式需要教師花費更多的時間和投入更多的精力進行教學設計，因此教學過程中需要根據培養目標對教學內容進行合理的取舍。同時，5E教學模式實施過程中多采用討論式教學，這就需要教師提前做好各種預案，能夠及時掌控整個課堂秩序及應對各種突發情況。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王強.《路基路面工程》課程教學改革研究[J].高教學刊，2016（14）：120-123.

[2] 馬青娜，樊軍，高磊.如何上好《路基路面工程》這門課[J].教育教學論壇，2016（8）：213-214.

[3] 曾珠.淺析建構主義在大學英語教學中的應用[J].技術與市場，2014，21（12）：271.

[4] 鄭秋紅，顧鋒娟.貨幣銀行學課程中“5E”探究式教學模式探討[J].浙江萬里學院學報，2011（6）：103-107.

[5] 丁常宏，周博，南洋，等.“5E”教學模式的內涵及其對分子生藥學教學的啟示[J].中醫藥導報，2017，23（18）：131-133.

[6] 王健，李秀菊.5E教學模式的內涵及其對我國理科教育的啟示[J]. 生物學通報，2012，47（3）：39-41 .

[7] 趙海燕.《商務英語翻譯》課程教學中“5E”學習環教學模式的設計：以“中文菜單的翻譯原則”為例[J].南昌教育學院學報，2016（3）：45-47.

[8] 楊小變.5E教學模式在生物學教學中的應用[J].知識經濟，2015（13）：174.

[9] 賴文旺，潘海芳.基于“5-E”教學模式有效發展學生的生物科學探究能力[J].中學理科園地，2016，69（4）：9-10.

[10] 張敬南.基于5E教學模式的典型教學案例應用[J].電氣電子教學學報，2016，38（5）：75-77.

[11] 付鑫，楊文源.“興奮在神經纖維上的傳導”一節5E教學模式設計[J].生物學通報，2015，50（2）：35-38.

[責任編輯：鐘 嵐]