基于“5E”教學(xué)模式下小學(xué)科學(xué)《晝夜交替》的教學(xué)設(shè)計(jì)

劉迎秋

“5E”教學(xué)模式是指在教學(xué)過程中以學(xué)生為主體，課堂中以五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)的新教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)中探究新知、總結(jié)規(guī)律，加強(qiáng)對(duì)科學(xué)概念的理解與運(yùn)用，并建立科學(xué)的知識(shí)體系。以五年級(jí)的晝夜交替這一課題為例，基于5E教學(xué)模式下展開教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，以期能將小學(xué)科學(xué)融入生活，提升學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，推動(dòng)素質(zhì)教育在小學(xué)科學(xué)課堂的融合與滲透。

一、“5E”教學(xué)模式的概述

“5E”教學(xué)模式充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣和思維，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過程，突出知識(shí)的創(chuàng)新和應(yīng)用，與深度學(xué)習(xí)的理念有著異曲同工之妙，不僅能夠給國內(nèi)科學(xué)教育提供啟發(fā)和借鑒，而且能夠促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的落實(shí)和實(shí)踐，促進(jìn)科學(xué)教育的變革和學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

五個(gè)“E”具體為參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、詳細(xì)說明（Elaboration）、評(píng)價(jià)（Evaluation），因?yàn)?個(gè)學(xué)習(xí)階段都以“E”開頭，所以又被稱為“5E”教學(xué)模式。“5E”教學(xué)模式包括更清晰的目標(biāo)以及學(xué)生學(xué)到的特定的概念和解釋，主要目的是鼓勵(lì)他們檢驗(yàn)自己的觀點(diǎn)并再次審視自己的活動(dòng)過程，每一步都有目標(biāo)和進(jìn)入下一步的準(zhǔn)備，進(jìn)而更好地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

二、“5E”教學(xué)模式的具體環(huán)節(jié)

一是參與。主要目標(biāo)是激發(fā)學(xué)生參與和探究的興趣，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和探究，并提出所要學(xué)習(xí)的關(guān)鍵知識(shí)，與已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)發(fā)生聯(lián)系，為探究做好準(zhǔn)備。

二是探究。主要目標(biāo)是深入持續(xù)開展探究，這一階段是該模式的中心環(huán)節(jié)，知識(shí)的獲得、技能技巧的掌握都在本階段完成。讓學(xué)生通過開展真實(shí)和有效的探究，經(jīng)歷和學(xué)習(xí)關(guān)鍵概念，習(xí)得新的技能，并獲得研究、探尋和提問的體驗(yàn)，還可以在反饋和檢查中掌握知識(shí)內(nèi)在的關(guān)系，獲得理解性發(fā)展。實(shí)驗(yàn)研究、場(chǎng)景研究、動(dòng)手操作是此環(huán)節(jié)中經(jīng)常出現(xiàn)的教學(xué)任務(wù)。

三是解釋。主要目標(biāo)是檢驗(yàn)學(xué)生是否真正理解所學(xué)內(nèi)容在，進(jìn)一步幫助學(xué)生在新的學(xué)習(xí)場(chǎng)景下理解關(guān)鍵知識(shí)和概念，加深新舊知識(shí)和概念間的聯(lián)系和理解，將學(xué)習(xí)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生個(gè)體內(nèi)化的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知，這是使新概念、過程或方法明確化和可理解化的過程。此環(huán)節(jié)通常體現(xiàn)在小組內(nèi)個(gè)體交流發(fā)言和小組代表交流匯報(bào)中。

四是遷移。主要目標(biāo)是學(xué)以致用，促進(jìn)知識(shí)和概念的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)學(xué)生將學(xué)習(xí)的內(nèi)容用在新的或相似場(chǎng)景中，促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念的理解和應(yīng)用技巧，使學(xué)生可以挖掘概念的基本內(nèi)涵，并與其他已有概念建立某種聯(lián)系，并能夠用標(biāo)準(zhǔn)和正確的科學(xué)術(shù)語交流新的問題。

五是評(píng)價(jià)。主要目標(biāo)是通過多元評(píng)價(jià)真實(shí)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)，例如教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)等，評(píng)價(jià)的內(nèi)容不局限于考試或測(cè)評(píng)結(jié)果，應(yīng)該更加重視探究的過程以及學(xué)生的參與程度。

三、基于“5E”教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

晝夜交替是生活中的常見現(xiàn)象，也是原始人類認(rèn)識(shí)原始天文學(xué)的開始。本課圍繞晝夜交替現(xiàn)象展開，通過相關(guān)視頻、資料閱讀和簡(jiǎn)單易行的模擬實(shí)驗(yàn)等多種方式，帶領(lǐng)學(xué)生在探究活動(dòng)中將自然現(xiàn)象與地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)人類探索地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的歷程，變抽象為直觀，讓他們從宏觀角度形成“世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的，規(guī)律是可以認(rèn)識(shí)的”的大概念，從學(xué)科角度形成“地球是運(yùn)動(dòng)的，地球有規(guī)律的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了有規(guī)律的晝夜交替現(xiàn)象，地球的自轉(zhuǎn)方向決定了地球以外天體的升落方向”的學(xué)科概念，幫助學(xué)生從多個(gè)角度突破迷思概念，建立起“太陽照射產(chǎn)生晝夜→地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生晝夜交替→太陽東升西落，所以地球自西向東自轉(zhuǎn)”的正確概念（如表1）。

引入 多媒體展示城市廣場(chǎng)晝夜更替情景：很早以前，人們就發(fā)現(xiàn)了白天與黑夜的光線不同，古代中國人做出了這樣的解釋：他們認(rèn)為，太陽是住在東邊海上的一只三足金烏，金烏從海上飛出，就迎來了白天，當(dāng)它休息時(shí)就是黑夜。 觀察并思考問題（1）這是我們生活中常見的現(xiàn)象，是什么現(xiàn)象呢？（2）晝夜交替是如何形成的？（3）晝夜交替有什么規(guī)律呢？ 借助多媒體展示圖片、短視頻，幫助學(xué)生回憶生活中的現(xiàn)象，將關(guān)注點(diǎn)聚焦到白天和黑夜光線的不同上，再適時(shí)提出古中國人對(duì)于晝夜現(xiàn)象做出的猜想與解釋，讓學(xué)生從古人的思考中連接自然現(xiàn)象，感知古人的想法，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

探索 什么是晝夜交替？晝夜交替是怎么形成的？

實(shí)驗(yàn)材料：手電筒、旋轉(zhuǎn)支架、地球儀、鐵絲、卡紙圓環(huán)、黏土、木棒、方位卡（上北下南左西右東）、卡片（遮擋視線）、模型卡（太陽）、記號(hào)筆。

實(shí)驗(yàn)步驟：用手電筒代表太陽，地球儀代表地球。

活動(dòng)（1）晝夜現(xiàn)象的形成；

活動(dòng)（2）晝夜交替現(xiàn)象的形成；

活動(dòng)（3）模擬地球的自轉(zhuǎn) 活動(dòng)（1）：關(guān)燈、拉上窗簾，打開手電－亮（白天），關(guān)閉手電－暗（黑夜）；用手電筒水平照射地球儀，觀察并記錄現(xiàn)象；

活動(dòng)（2）：創(chuàng)造黑暗環(huán)境，在地球儀上中國的位置用黏土粘上小木棒；固定手電筒，并調(diào)節(jié)與地球儀之間的距離，讓光斑大小與地球儀大小大致相同；模擬不同轉(zhuǎn)動(dòng)方式產(chǎn)生晝夜交替的現(xiàn)象。

解決以下問題：

地球儀的向光面和背光面分別代表什么；白天和黑夜的交界處光線是什么樣的；白天和黑夜的交界處是一天中的什么時(shí)刻；哪些國家和中國一樣處于白天，哪些國家處于夜晚。

活動(dòng)（3）：一位同學(xué)坐在轉(zhuǎn)椅上，將自己當(dāng)作地球，手持“上北下南左西右東”方位卡，眼睛兩側(cè)貼上卡片，另一位同學(xué)手持太陽模型卡；第一次實(shí)驗(yàn)：坐著的同學(xué)保持不動(dòng)，讓太陽繞著他做“東升西落”運(yùn)動(dòng)；第二次實(shí)驗(yàn)：太陽保持不動(dòng)，坐著的同學(xué)順時(shí)針或逆時(shí)針慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，仔細(xì)觀察哪一種轉(zhuǎn)動(dòng)方式和第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)看到的“東升西落”現(xiàn)象一致。

游戲拓展：

“我說你轉(zhuǎn)”：一位學(xué)生說：中國、清晨，另一位學(xué)生按照正確的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀使中國處于清晨時(shí)刻；

“你轉(zhuǎn)我說”：一位學(xué)生轉(zhuǎn)動(dòng)地球，使中國處于晝半球中間位置，問此時(shí)中國處于什么時(shí)刻。 （1）通過模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)晝夜成因，通過教師的簡(jiǎn)單演示讓學(xué)生形成“太陽照射形成晝夜”的概念，再通過問題“古中國人對(duì)于晝夜形成的猜想是否有無法解釋的地方”提出自己的猜想；

（2）結(jié)合“日心說”理論，引導(dǎo)學(xué)生提出晝夜交替產(chǎn)生原因的不同猜想，并在嘗試不同轉(zhuǎn)動(dòng)方式產(chǎn)生的晝夜交替現(xiàn)象的活動(dòng)過程中，感知幾種轉(zhuǎn)動(dòng)方式的不同，師生共同分析，結(jié)合現(xiàn)象與思考尋找晝夜交替的真正成因。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到晝夜形成的真正原因以及地球上不同位置地區(qū)的晝夜在時(shí)間上的差異，以此訓(xùn)練學(xué)生的思維能力及空間想象能力。

（3）在前兩個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再次通過體驗(yàn)式的模擬實(shí)驗(yàn)，利用直觀視角將天體的運(yùn)動(dòng)與自身運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，彌補(bǔ)小學(xué)生在空間想象力方面的不足，準(zhǔn)確感知由于地球自轉(zhuǎn)方向不同而引起其他天體升落方向的不同，并通過自然現(xiàn)象判斷出地球自轉(zhuǎn)的正確方向，使學(xué)生掌握規(guī)律，鍛煉思維，檢驗(yàn)所學(xué)。

解釋 （1）地球自身是一個(gè)既不透明也不發(fā)光的球體；

（2）地球在圍繞一根假想的軸在自轉(zhuǎn)；

（3）地球自轉(zhuǎn)從白天進(jìn)入黑夜的是昏線，地球自轉(zhuǎn)從黑夜進(jìn)入白天的是晨線。 學(xué)生小組展示自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，操作中表述現(xiàn)象，初步解釋原因。 解釋過程分為兩個(gè)階段，學(xué)生講述和教師講解。在學(xué)生講述階段，除了能夠培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力和思維能力，還可以向教師展示其思維過程；教師在講解中可以著重強(qiáng)調(diào)正確思維或是糾正錯(cuò)誤思維。

遷移 有幾種方式可以產(chǎn)生晝夜交替的現(xiàn)象？

為什么我們總是看到太陽從東方升起西方落下？

可以模擬日食和月食的情況嗎？ 繪制表格進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄。

通過小組展示將自然現(xiàn)象搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。 通過模擬實(shí)驗(yàn)理解公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)，進(jìn)而學(xué)生可以大膽猜想太陽系中星球之間的關(guān)系，并結(jié)合自然現(xiàn)象通過實(shí)驗(yàn)加以說明，打破了傳統(tǒng)知識(shí)單純灌輸?shù)哪Ｊ剑ㄟ^自證加深對(duì)知識(shí)的理解。

評(píng)價(jià) 班級(jí) 組別 姓名

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 自評(píng) 組評(píng) 教師評(píng)價(jià) 總評(píng)

一 操作熟練度 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆

實(shí)驗(yàn)完整性 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆

問題發(fā)現(xiàn)能力 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆

解決問題能力 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆

二 主動(dòng)參與度 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆

總結(jié)陳述能力 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆

團(tuán)隊(duì)合作能力 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆

四、教學(xué)實(shí)踐反思

蘇教版小學(xué)科學(xué)在有關(guān)天體這一部分，從二年級(jí)上冊(cè)第2單元安排了《天空中的星體》的學(xué)習(xí)，在這里知道了太陽每天在天空中東升西落，學(xué)生要學(xué)會(huì)利用太陽的位置辨認(rèn)方向。在四年級(jí)下冊(cè)第2單元《地球、月球與太陽》的學(xué)習(xí)中，學(xué)生了解了地球的形狀及表面的基本狀況，認(rèn)識(shí)了月球的運(yùn)動(dòng)以及太陽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，學(xué)生對(duì)于天體的運(yùn)動(dòng)和自然現(xiàn)象及形成規(guī)律有了一定的了解。初步將我們?nèi)粘Ｉ钪械慕?jīng)驗(yàn)與科學(xué)聯(lián)系在一起，了解在人類認(rèn)知的過程中對(duì)一些現(xiàn)象的解釋最初并不科學(xué)，一些學(xué)說被推翻，是通過科學(xué)家前輩們大量的實(shí)驗(yàn)論證，并且被人們廣泛認(rèn)可的，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的懷疑精神打下了基礎(chǔ)。

在引入本課教學(xué)重點(diǎn)上，教師要通過神話故事及科學(xué)史上的相關(guān)學(xué)說，讓學(xué)生充分參與討論“當(dāng)時(shí)提出這樣的錯(cuò)誤學(xué)說，它的合理性和不科學(xué)性”，對(duì)有問題部分質(zhì)疑，并初步提出推翻舊學(xué)說的論點(diǎn)，進(jìn)而萌發(fā)通過模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的想法。

在模擬實(shí)驗(yàn)探究階段，學(xué)生要準(zhǔn)備天體、預(yù)設(shè)環(huán)境等其他模擬材料，并找到一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，太陽作為光源用手電筒進(jìn)行替代，用地球儀模擬地球，并模擬太空環(huán)境，將遙不可及的天體、一望無際的銀河空間，放入日常教室，學(xué)生的科學(xué)探索自主意識(shí)增強(qiáng)；在解釋階段，學(xué)生更偏向于生活化的口語，不夠簡(jiǎn)潔，邏輯關(guān)系不夠清晰，需要教師的引導(dǎo)，“產(chǎn)生現(xiàn)象的原因”“通過什么的環(huán)境進(jìn)行模擬”“物體本身所具有的屬性”，例如地球不發(fā)光也不透光，太陽是光源，地球和太陽是球體，地球上的光來自太陽，這樣明確研究對(duì)象的固有特點(diǎn)，太陽光照射在地球上，同一時(shí)刻，地球一部分是有光的，是晝，另一部分是暗的，是夜；在知識(shí)遷移階段，“光源和被照射的球體分別進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，是不是也會(huì)有明暗交替的情況出現(xiàn)，為何地球的晝夜交替是地球的自轉(zhuǎn)引起，而不是其他幾種情況”，學(xué)生通過表格分析，結(jié)合地球上晝夜交替的規(guī)律進(jìn)一步驗(yàn)證地球上的晝夜交替是由于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，學(xué)生的思維被進(jìn)一步打開；在評(píng)價(jià)階段，整體上分為兩個(gè)部分，一個(gè)針對(duì)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，一個(gè)更偏向主觀判斷，每一項(xiàng)又都有自評(píng)、組評(píng)與教評(píng)，融合了多元化的評(píng)價(jià)，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中可以全面了解自己。

從學(xué)生的年齡結(jié)構(gòu)和心理特征來看，五年級(jí)的小學(xué)生對(duì)“地球和宇宙空間領(lǐng)域”的科學(xué)知識(shí)有天然的好奇心、較強(qiáng)的求知欲和一定的先前知識(shí)基礎(chǔ)，但也有一些畏難心理，在教學(xué)過程中，應(yīng)將任務(wù)細(xì)化、分化、多樣化，借助結(jié)構(gòu)化的教學(xué)材料幫助學(xué)生理解與學(xué)習(xí)。同時(shí)，考慮將科學(xué)史閱讀融入實(shí)踐活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在依次遞進(jìn)的模擬實(shí)驗(yàn)中，感受與體悟古人觀察自然現(xiàn)象，并做出晝夜交替現(xiàn)象的猜想與解釋的過程，在思辨與不斷提出問題、解決問題中產(chǎn)生共情與更深刻的理解。

五、“5E”教學(xué)模式在科學(xué)教學(xué)的應(yīng)用價(jià)值

第一，“5E”教學(xué)模式有助于學(xué)生主體地位的發(fā)揮。學(xué)生開展真實(shí)和有效的探究，經(jīng)歷和學(xué)習(xí)關(guān)鍵概念，習(xí)得新的技能，并獲得研究、探尋和提問的體驗(yàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)是發(fā)自內(nèi)心的、主動(dòng)的認(rèn)知過程。教師要鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，凡是學(xué)生能獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的問題，絕不暗示；凡是學(xué)生能自己解決的問題，絕不急于替代，充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心的科學(xué)教育理念。例如，在《晝夜交替》的教學(xué)設(shè)計(jì)中，“晝夜的形成原因”“地球晝夜交替存在什么樣規(guī)律”等，學(xué)生可以通過探究、思考、討論和總結(jié)中得出相關(guān)結(jié)論，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。

第二，“5E”教學(xué)模式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力起到促進(jìn)作用。教師要引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)，深刻理解科學(xué)概念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，使他們的主動(dòng)性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性被發(fā)揮出來，最終養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度與精神。

六、結(jié)語

綜上，“5E”教學(xué)模式中的每個(gè)環(huán)節(jié)雖相互獨(dú)立，又互相聯(lián)系，形成教學(xué)的閉環(huán)。每個(gè)環(huán)節(jié)都有其獨(dú)特價(jià)值，不拘泥某種教學(xué)方法，而是更多地體現(xiàn)在教學(xué)理念中。它讓學(xué)習(xí)回歸本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)，深刻理解知識(shí)，提升探究能力，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的構(gòu)建。