融合5E 教學模式的單元整體教學探究
——以《水和水的溶液》復習課為例

陳 姝|浙江省杭州市丁荷中學

單元整體教學強調學習的系統性，5E（Engagement、Exploration、Explanation、Elaboration、Evaluation，即引入、探究、解釋、遷移、評價）教學模式強調學生的主體性，當科學復習課以實驗課的形式進行時，二者的作用可以達到最大化。此過程可以使學生自主構建科學模型，從而逐步提升自主探究能力。在5E 教學模式中，通過直觀角度的觀察、微觀層面的分析雙重視角，教師可以順利激發學生的探索主動性，并通過單元整體內容的復習，引導學生在尋找解決問題的一般途徑的過程中形成自我內化后的批判性高階思維。

一、單元整體教學的特征

單元整體教學指將單元內的教學內容按照知識的內部邏輯結構進行排序，并按照它們的內在聯系有機組合成一個個知識模塊，然后依序進行層遞式的教學。在實施單元整體教學的過程中，教師應著重關注有關內容相互間的關聯性，將傳統教學設計中被分割為單一的小課時拓寬為具有聯系的一個大單元，幫助學生拓展系統性創新思維［1］。

（一）知識結構的系統性

單元整體教學最核心的特征是知識結構的系統性，它能將所有的知識點通過一條完整的線索貫穿起來。不同于傳統教學將單元分割成若干個知識點，單元整體教學的內容較廣，知識面較大，能夠從教學的本質出發，強化知識點與知識點之間的邏輯共同點，幫助學生建立整體思維框架［2］。由此，學生可以在一個完整的視角下更好地建立起對一個單元甚至一門學科整體內容的認識，從而學會用批判性思維探索知識的內部關系。

（二）知識認知的循序漸進

單元整體中包含相同概念的多種知識點，但這不是簡單的單元拼湊。不論是實驗還是理論，單元整體教學都要從學情出發，幫助學生突破認知的難點。因此在進行有機整合時，教師需要注重內容之間的邏輯順序，按照由淺入深的原則進行排序，講究學習過程的循序漸進，按照學生學習的認知規律，有層次地教學。

（三）共性與個性的協調

單元與單元之間存在內容深度與廣度的差異，即使同一單元，其新授課與復習課的教學方式也存在著很大的不同。因此，教師需要按照具體內容對教學方式進行調整，深入挖掘單元背后的核心素養，從單元間共性與個性相結合的角度開展教學。以浙教版義務教育教科書《科學》八年級上冊第一章《水和水的溶液》為例，整個單元前半部分講解水以及與水有關的物理知識，后半部分講解與水有關的化學知識。新授課教學的重點在于單元整體中“原因、原理”的探索，復習課教學的重點則在于應用與遷移層面的能力培養。因此，單元整體復習課教學需要協調單元的共性與個性。

二、融合5E 教學模式的單元整體教學實施框架與概念體系構建

5E 教學模式強調以學生為主體，以教師為主導，進行多維度教學。將其融入單元整體教學，可發揮一加一大于二的作用。

（一）實施框架

筆者在實踐中將5E教學模式與單元整體教學結合，經過多年摸索，總結出了融合5E教學模式的單元整體教學的有效實施方式，其框架為“三路徑七進階”（如圖1所示）。

圖1 融合5E教學模式的單元整體教學“三路徑七進階”框架

依托此框架，筆者在教學前先梳理單元內容，并根據《義務教育科學課程標準（2022 年版）》中的“實施建議”，尋找情境素材，優化單元內容結構，細化教學、單元、核心素養三大目標。同時，筆者通過前測，確定學生素養目標達成的起點，然后結合學情分析學生在達成素養目標過程中可能遇到的障礙點。對于障礙點，筆者設置相關的教學環節與實驗，并設定障礙點突破后學生可能達到的素養目標延伸點，幫助學生形成高階思維。具體教學中，筆者首先明確針對教學內容的重點活動和次要活動，再設計與實際生活有密切聯系的生活情境，引導學生從情境中解決實際問題、提高科學思維，最后圍繞教學策略，設計單元評價體系，優化評價過程。

（二）概念體系構建

單元是由若干節具有內部邏輯或者因果聯系的課時構成的教學單位，是若干有關聯的學習內容的集合。單元整體教學可以由同一章節內的連續性教材內容統整成主題類單元，也可以由跨章節的非連續性但內部具有某種因果邏輯聯系的內容組合構成專題類單元。以《水和水的溶液》為例，基于單元整體視角對單元內的概念進行統整和分解，可構建如圖2所示的概念體系。

圖2 《水和水的溶液》概念體系

在單元概念體系的構建中，筆者結合5E教學模式，探査學生對物理、化學概念的前認知，讓其經歷自主實驗探究的過程，實現對科學理論知識的構建，從宏觀與微觀相結合的層面提升對科學本質的認知。

三、融合5E 教學模式的單元整體教學實施路徑

在單元整體教學中，教師應以激發學生的求知欲為基點，構建科學的知識認知體系，讓學生通過觀察與動手實踐等了解科學與生活的聯結點。而融入5E 教學模式，以任務驅動的方式，為學生搭建實踐、創造和自我展示的平臺，可讓學生在情境化的學習過程中，將枯燥的知識學習和無目的的動手操作，變成與生活接軌的探究實踐活動，進而提升核心素養。

（一）整合單元教材知識體系，確定5E 教學目標

單元整體的特點是教學內容的完整性、教學活動前后關系的邏輯性，而5E 教學模式強調學生學習的主體性，因此筆者從學生學習的認知與進階兩個角度出發，根據觀念、思維、探究、態度四個維度確定教學內容的進階目標［3］。融合5E教學模式的單元整體教學目標分解示例如圖3所示。

圖3 融合5E教學模式的單元整體教學目標分解示例

（二）關注單元思維進階，形成一體化5E教學環節

溶液中溶質的質量分數隸屬于化學范疇，筆者讓學生先從宏觀上理解溶質、溶液、溶劑等概念，再通過溶解度的概念定量地引出溶質的質量分數。這樣不僅能讓學生學會通過定量的角度分析化學概念，也能為后續學習“化學方程式”“物質的量濃度”等打下基礎。筆者結合5E教學模式，按照“創設學習情境→體驗探究過程→歸納實驗結果→進階遷移→形成評價體系”的流程，對《水和水的溶液》復習教學進行一體化設計（如圖4所示），讓學生最大程度地參與實驗探究的整個過程，進而提升核心素養。

圖4 5E教學模式下《水和水的溶液》復習教學一體化設計

1.依托單元線索，確定引入環節

引入環節可分為三個流程：觀察生活、提出問題、聯系舊知。筆者選取日常生活中與學生聯系緊密的奶茶，從當前大眾關注的甜度出發，將奶茶中“少甜、少少甜、少少少甜”等字樣單獨提取出來，讓學生通過定性的角度描述甜度。然后提出問題“生活中的甜度是科學語言中的什么物理量”，引導學生在具象化描述甜度的基礎上，從定量的角度描述溶質的質量分數。最后，筆者讓學生回顧“溶液的配制”這一基礎實驗，復習溶質質量分數的相關計算，并動手配制一定濃度的溶液，為后續進行密度的探究打基礎。由此，可讓學生養成從定性角度入手，對生活中的科學現象進行初步的探討后再進行定量測定的習慣，從而有利于發展學生透過現象看本質的推理能力。

2.結合單元概念，精析探究過程

在單元整體視域下，探究是5E 教學活動的主要環節之一，其主體是學生，教師主要應發揮引導的作用。因此在探究的過程中，筆者主要是讓學生分析實驗情境的科學原理，然后通過組內設計方案與組間交流討論的形式，實現對問題的發現與解決。

情境：觀察在不同濃度的鹽水中雞蛋的沉浮狀態，自行設計方案，探究所配制溶液的密度，從而判斷雞蛋在該溶液中的沉浮狀態。

［生］設計實驗方案，根據阿基米德公式F浮＝G排＝m排·g=ρ液·g·V排，通過已有的工具測量出重物的體積與浮力，再計算出溶液的密度。

雖然測量溶液的密度還有一種方法，即測量溶液的質量與體積后以密度公式計算，但是學習過浮力知識后，學生基本都采用阿基米德公式來測量。一方面，這說明學生對于阿基米德原理的應用十分熟練；另一方面，從項目化的角度來看，這說明學生已經初步具備自制密度計的能力。

學生自行設計記錄表格，收集待測數據，通過計算平均值的形式減小誤差。在此過程中，筆者沒有給學生提供探究的固定思路與模板，而是讓學生獨立思考，通過小組合作探究的方式，結合整個單元主題內容設計實驗思路。筆者還從多個角度展示學生思維探究過程中碰撞出的問題，提高學生的高階思維與應用能力。

3.應用單元知識，提升解釋邏輯性

基于探究，筆者引導學生進行小組間討論，得出定量結果及實驗過程中需要注意的事項。在這一過程中，學生需要對實驗結果與標準值的出入進行合理的解釋。對學生的解釋，筆者關注學生能否運用科學原理對結果進行表征，重視其解釋是否具備邏輯性與完整性等特點。這一環節不僅能體現學生的知識統籌能力，而且能引導學生從宏觀的實驗現象進階到微觀的原理解釋，從宏觀與微觀雙重視角全面分析問題。

4.遷移單元整體情境，進階遷移能力

與思維有高階與低階的區分類似，學習遷移能力的培養也可分為低階應用與高階應用。低階應用主要針對學生能否將某單元的基礎內容轉化為實際生活中的應用產物，高階應用則不僅是對理論的應用，而且是針對現有的情境設計延伸點，提出改進的方法。

低階應用：這節課從配制溶液到測量浮力再到計算液體密度，形成了一條完整的實驗鏈。學生在此基礎上可以自制密度計，將學習的理論知識與實驗操作知識轉化為實際的應用產物。

高階應用：學生能夠基于這節課所學知識，提出新的問題，如“影響溶液密度的因素有哪些”等，從而充分地將溶液的濃度、浮力、密度等知識相結合并融會貫通，體現單元整體教學的價值。

筆者將物理、化學等相關內容融合在一起，使學生在單元活動中享受到科學探究的樂趣，親歷用知識分析、解決實際問題的過程，從而有效培育和發展其科學核心素養。

5.依托單元概念，形成教學評價體系

在單元整體教學中，教師應遵循評價設計先于教學實施、評價為學習活動服務的理念。評價不應局限于教師對學生的評價，也應該有學生自評與學生之間的互評等。

如這節課的評價主要針對探究、解釋、遷移這三個環節。探究環節，以組間評價為主，學生小組間對各自的實驗方案進行評價，指出其優點（科學性、可行性、方便性等）及有待改進的方向。解釋環節，先綜合運用三種評價方式，針對學生實驗數據的處理方式與能力進行評價，要求對實驗誤差（測量體積時的誤差、量取液體時視線的誤差、砝碼是否生銹等）進行科學解釋，再由教師對學生的知識構建能力進行評價。遷移環節以教師評價為主，主要是對學生知識應用能力進行評價，即評價學生能否將所學知識應用到實際生活中，并對生活中的現象進行解釋、推導。

在評價的過程中，師生不僅可以使用評價表進行量化評價，而且可以通過“希沃白板”將現代信息技術與科學學科融合，從而發揮出評價的更大作用。

綜上，融合5E教學模式的單元整體教學，可以將零散的知識整合起來，幫助學生形成系統的認知體系，理解各個知識點之間的聯系與層層遞進的關系，生成高階網絡，將抽象、微觀的知識內化。在教學中，筆者充分體現學生的主體地位，引導學生基于真實情境，通過引入、探究、解釋、遷移、評價五個環節，培養尊重事實和證據、崇尚嚴謹和務實的求知態度，形成運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力，取得了良好的效果。在后續教學中，筆者會繼續探索5E 教學模式與單元整體教學融合實施的路徑，助力學生提升核心素養，成為優秀的人才。