基于5E 教學(xué)模式的中學(xué)物理教學(xué)探究

路啟明

（甘肅省通渭縣第一中學(xué)，甘肅通渭 743300）

中學(xué)階段是培育學(xué)生物理素養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，而在新課改背景下，傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)模式卻暴露出一些不足，需要抓緊彌補(bǔ)。5E 教學(xué)模式不僅契合物理的學(xué)科特點(diǎn)和教學(xué)需求，也順應(yīng)了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，促進(jìn)學(xué)生的思維能力和探究技能協(xié)調(diào)發(fā)展。教師應(yīng)該基于5E 教學(xué)模式及其構(gòu)成要素，對(duì)物理課堂進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，緊扣課程目標(biāo)，優(yōu)化5E 教學(xué)模式的每一個(gè)環(huán)節(jié)，吸引學(xué)生主體參與，提升課堂的生成性和探究性，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)技能的系統(tǒng)化掌握。

一、5E 教學(xué)模式的構(gòu)成和內(nèi)涵

5E 教學(xué)模式最早是由美國生物學(xué)課程研究（BSCC）提出的，它的理論基礎(chǔ)是構(gòu)建主義教學(xué)和概念轉(zhuǎn)變理論，該模式一共由五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成，分別是引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評(píng)價(jià)（Evaluation），由于這五個(gè)環(huán)節(jié)的英文首字母都是“E”字符開頭，所以被簡(jiǎn)稱為5E 教學(xué)模式［1］。該模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，科學(xué)地規(guī)劃課堂教學(xué)的每個(gè)階段，五個(gè)環(huán)節(jié)之間是相互聯(lián)系、環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系，倡導(dǎo)學(xué)生通過小組合作探究的方式，循序漸進(jìn)的過程，對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行理解和構(gòu)建，這與新時(shí)期教學(xué)改革的宗旨不謀而合，在中學(xué)物理教學(xué)中具有非常高的實(shí)踐價(jià)值。

二、基于5E 教學(xué)模式的中學(xué)物理教學(xué)優(yōu)勢(shì)

（一）有助于優(yōu)化物理課堂教學(xué)的流程

對(duì)于中學(xué)物理教學(xué)來說，想要達(dá)到課程目標(biāo)，必須合理地規(guī)劃課堂教學(xué)流程，才能使教學(xué)內(nèi)容安排得更加緊致，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。就以往的物理課堂教學(xué)而言，教師對(duì)教學(xué)流程的設(shè)置存在一些不科學(xué)之處，比如缺乏有效的引入和鋪墊，就直接為學(xué)生講解新知識(shí)，或者省略掉拓展遷移的環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生只掌握了基礎(chǔ)知識(shí)，卻不了解實(shí)際應(yīng)用的方法，降低了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果。基于5E 教學(xué)模式開展中學(xué)物理教學(xué)，最突出的優(yōu)勢(shì)就是有助于優(yōu)化課堂教學(xué)的流程。5E 教學(xué)模式還被稱為5E 學(xué)習(xí)環(huán)，就是把課堂教學(xué)過程作為一個(gè)閉環(huán)，涵蓋新知的引入、探究解釋、遷移應(yīng)用、評(píng)價(jià)反思等各個(gè)層面，既重視結(jié)果，也關(guān)注過程。教師在備課階段可以根據(jù)物理課程目標(biāo)和5E 教學(xué)模式的構(gòu)成，精心規(guī)劃教學(xué)流程，合理地分配和管理時(shí)間，安排教學(xué)內(nèi)容和步驟，解決教學(xué)流程殘缺不全的問題，從而確保課堂容量和學(xué)生的訓(xùn)練量，增加教學(xué)收效。

（二）有助于促進(jìn)學(xué)生物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

有研究表明，學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中面臨的主要難點(diǎn)是認(rèn)知結(jié)構(gòu)存在缺陷，具體表現(xiàn)為物理知識(shí)、信息儲(chǔ)備量匱乏，對(duì)物理概念的組織程度欠佳，有序化程度較低，物理知識(shí)表征不夠完善，開放性亟待提升，等等。5E 教學(xué)模式高度尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，基于該模式開展中學(xué)物理教學(xué)，有助于彌補(bǔ)學(xué)生認(rèn)知思維等方面存在的缺陷，促進(jìn)學(xué)生物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。在5E 教學(xué)模式中的引入環(huán)節(jié)，教師可以創(chuàng)設(shè)范圍廣、概括程度高的具體情境，給學(xué)生提供足夠的信息量，使學(xué)生不受前概念的干擾，更加輕松地理解新知識(shí)；在探究和解釋環(huán)節(jié)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考與合作討論，把零散的知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)化、條理化，形成比較完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；在遷移環(huán)節(jié)，教師可以根據(jù)物理知識(shí)創(chuàng)建新的應(yīng)用場(chǎng)景，讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上做到學(xué)以致用，同時(shí)與其他已有概念建立某種聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的轉(zhuǎn)化，提升學(xué)生構(gòu)建物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

（三）有助于增強(qiáng)學(xué)生的物理探究技能

物理新課標(biāo)要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，具備初步的科學(xué)探究能力，以及運(yùn)用多種方法進(jìn)行研究的意識(shí)，能獨(dú)立思考、尊重事實(shí)、敢于質(zhì)疑和創(chuàng)新。中學(xué)物理教學(xué)改革的主要發(fā)展點(diǎn)，是培養(yǎng)學(xué)生的探究素養(yǎng)。傳統(tǒng)的滿堂灌、講授式教學(xué)模式無法滿足學(xué)校開展探究性訓(xùn)練的需求，導(dǎo)致學(xué)生相應(yīng)技能的提升非常緩慢。5E 教學(xué)模式在機(jī)制上，與解決問題的探究過程十分類似，能夠讓學(xué)生在做中學(xué)，師生的課堂地位發(fā)生實(shí)質(zhì)性的翻轉(zhuǎn)，學(xué)生的探究主體性得以彰顯。基于5E教學(xué)模式實(shí)施中學(xué)物理教學(xué)，有助于強(qiáng)化學(xué)生的物理探究技能。比如在5E 教學(xué)的核心環(huán)節(jié)——探究環(huán)節(jié)中，教師以具體的問題或任務(wù)為引領(lǐng)，指導(dǎo)學(xué)生合作識(shí)別問題，分析資料和證據(jù)，設(shè)計(jì)和實(shí)施研究方案，學(xué)生通過探尋、思想碰撞、實(shí)踐、印證，獲得推理、預(yù)測(cè)、觀察、記錄等探究技能的提升，發(fā)展了物理教學(xué)中的探究性教學(xué)，使學(xué)生保持參與探究的興趣和激情，完善物理知識(shí)技能體系。

三、基于5E 教學(xué)模式的中學(xué)物理教學(xué)策略

（一）引入：創(chuàng)設(shè)情境，感受新知

5E 教學(xué)模式的起始環(huán)節(jié)是引入，該環(huán)節(jié)類似于教學(xué)導(dǎo)入和暖場(chǎng)鋪墊，主要作用是激發(fā)學(xué)生對(duì)新知的學(xué)習(xí)興趣。“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”學(xué)習(xí)物理新課之前，學(xué)生不免會(huì)出現(xiàn)注意力不集中、有畏難情緒等情況，學(xué)生有較高的學(xué)習(xí)興趣是有效教學(xué)的前提。引入的關(guān)鍵點(diǎn)在于吸引學(xué)生的眼球，或引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，采用情境創(chuàng)設(shè)法能夠迅速地激發(fā)學(xué)生的求知欲。因此，在基于5E 教學(xué)模式的物理教學(xué)中，教師應(yīng)該聚焦引入環(huán)節(jié)，通過情境創(chuàng)設(shè)的方式提出需要學(xué)習(xí)的關(guān)鍵知識(shí)，吸引學(xué)生主動(dòng)參與思考和學(xué)習(xí)，從而使其感受新知，為后續(xù)的探究做好準(zhǔn)備［2］。

創(chuàng)設(shè)情境的方法多種多樣，包括生活情境、問題情境、多媒體情境、復(fù)習(xí)情境，等等，上述情境創(chuàng)設(shè)手段可以疊加和整合運(yùn)用。教師在這里必須堅(jiān)持“三個(gè)聯(lián)系”，即情境與物理課程要點(diǎn)、教學(xué)任務(wù)相聯(lián)系，與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系，與原有的物理知識(shí)和概念相聯(lián)系，比如教師可以立足物理新課標(biāo)和學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，依托生活經(jīng)驗(yàn)、生活實(shí)例、物理學(xué)史等，創(chuàng)設(shè)基于現(xiàn)實(shí)的趣味情境，還可以配合生活實(shí)物、信息化素材，展示相關(guān)的情境認(rèn)知資料，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)情境內(nèi)容展開思考和討論，使學(xué)生產(chǎn)生新舊概念之間的認(rèn)知沖突，進(jìn)而喚起學(xué)生學(xué)習(xí)新知、消除困惑的迫切感，

（二）探究：設(shè)計(jì)任務(wù)，合作釋疑

探究是5E 教學(xué)模式的第二個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的獲取、技能技巧的掌握，都在本環(huán)節(jié)完成，所以探究在5E 教學(xué)模式中占據(jù)中心地位。探究環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)是指導(dǎo)學(xué)生對(duì)特定的物理課程內(nèi)容進(jìn)行研究，使學(xué)生通過觀察、分析、操作和研討，驗(yàn)證猜想并形成結(jié)論，使學(xué)生獲得豐富的感性認(rèn)識(shí)，習(xí)得新的技能。想要學(xué)生開展真實(shí)而有效的探究，教師需要圍繞物理課程的三維目標(biāo)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)型的教學(xué)方法，為學(xué)生營造自主、開放的環(huán)境，組織學(xué)生以小組為單位，結(jié)合任務(wù)的要求和導(dǎo)向進(jìn)行合作釋疑，使學(xué)生親歷知識(shí)的形成過程。

首先，從探究環(huán)節(jié)的任務(wù)設(shè)計(jì)來說，教師應(yīng)該依據(jù)學(xué)生在引入環(huán)節(jié)產(chǎn)生的認(rèn)知沖突，設(shè)置問題分析、場(chǎng)景研究、實(shí)驗(yàn)研究等類型的任務(wù)，比如引入的情境和物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)，教師就可以發(fā)布實(shí)驗(yàn)研究型任務(wù)，學(xué)生以小組合作的形式，根據(jù)已有的知識(shí)和背景資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理或結(jié)果作出合理的科學(xué)猜想，組內(nèi)成員各自發(fā)表觀點(diǎn)，通過不斷地研討和修正，設(shè)計(jì)定性或定量研究實(shí)驗(yàn)的步驟，分工完成實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并整理數(shù)據(jù)，最后發(fā)現(xiàn)并總結(jié)規(guī)律，驗(yàn)證假設(shè)、化解疑問。其次，從探究環(huán)節(jié)的指導(dǎo)來說，教師是學(xué)生合作學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者，教師一方面要避免直接把探究的結(jié)果告訴學(xué)生，或手把手地教學(xué)生該怎么做；另一方面要善于觀察學(xué)生的探究表現(xiàn)，傾聽學(xué)生的聲音，及時(shí)點(diǎn)撥學(xué)生的新發(fā)現(xiàn)或遭遇的困難。對(duì)學(xué)生的探究行為進(jìn)行反饋、跟蹤和調(diào)適，斧正一些不科學(xué)的研究思路和方法，從而引領(lǐng)學(xué)生自主、合作釋疑，實(shí)現(xiàn)物理探究技能的最大化發(fā)展［3］。

（三）解釋：師生共議，深化理解

5E 教學(xué)模式的第三個(gè)環(huán)節(jié)是解釋，主要是指學(xué)生在經(jīng)歷物理探究活動(dòng)之后，把獲取到的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)抽象化、理論化，用語言的形式表達(dá)出來。解釋環(huán)節(jié)的作用是能夠檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的掌握效度，幫助學(xué)生建立物理新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，使學(xué)生把知識(shí)轉(zhuǎn)化為個(gè)體內(nèi)化的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知。在基于5E 教學(xué)模式的物理教學(xué)中，教師應(yīng)該重視解釋環(huán)節(jié)，采取師生共議的方式，帶領(lǐng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確地解釋相關(guān)問題，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，達(dá)到“知其所以然”的程度［4］。

在此環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該根據(jù)物理探究的過程和結(jié)果，提煉出其中的核心問題或典型現(xiàn)象，給學(xué)生創(chuàng)造充足的課堂發(fā)言機(jī)會(huì)，采用小組內(nèi)交流和小組代表發(fā)言兩種形式，鼓勵(lì)學(xué)生描述所觀察到的現(xiàn)象，解釋現(xiàn)象的成因和原理，使物理新概念、探究的過程和方法，變得清晰明確、易于理解。與此同時(shí)，在師生共議的過程中，教師還應(yīng)該注意學(xué)生表述時(shí)的語言邏輯，引導(dǎo)學(xué)生把各種證據(jù)聯(lián)系起來，構(gòu)成完整的證據(jù)鏈，使解釋更有說服力，有助于學(xué)生構(gòu)建規(guī)范、嚴(yán)密的知識(shí)體系。此外，如果學(xué)生的解釋用語不夠嚴(yán)謹(jǐn)，教師可以結(jié)合探究環(huán)節(jié)中的理論和圖示，加以修改和補(bǔ)充，向?qū)W生滲透標(biāo)準(zhǔn)的物理語言和科學(xué)的邏輯，指導(dǎo)學(xué)生有章有據(jù)地解釋說明物理現(xiàn)象以及產(chǎn)生這些物理現(xiàn)象的原因，從而強(qiáng)化學(xué)生的解釋能力，實(shí)現(xiàn)深入理解新知的目標(biāo)。

（四）遷移：設(shè)疑啟思，系統(tǒng)構(gòu)建

5E 教學(xué)模式的第四個(gè)環(huán)節(jié)是遷移，此環(huán)節(jié)是物理學(xué)習(xí)的拓展和延伸，主要包括拓寬知識(shí)面和學(xué)以致用兩方面內(nèi)容。在該環(huán)節(jié)中需要對(duì)學(xué)生的物理知識(shí)技能不斷精化，要求學(xué)生從理解走向應(yīng)用，把理論和概念，與實(shí)際問題聯(lián)系起來，產(chǎn)生實(shí)踐性的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。在物理教學(xué)的遷移環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的探究所得，從生活實(shí)際出發(fā)，設(shè)置新的情境問題，引導(dǎo)學(xué)生深度思考，運(yùn)用新知識(shí)解決新問題，從而使學(xué)生充分地理解和內(nèi)化新知識(shí)，完成物理知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建［5］。

首先，以拓展知識(shí)面為目的實(shí)施遷移時(shí)，教師可以采用橫向遷移的辦法，把物理知識(shí)與其他學(xué)科的內(nèi)容銜接起來，設(shè)計(jì)舉例子的情境問題。比如讓學(xué)生列舉物理實(shí)驗(yàn)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)，確定思路、操作方法等方面的相似之處，引導(dǎo)學(xué)生梳理和比較不同學(xué)科實(shí)驗(yàn)流程的異同，鞏固學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維和素養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)意識(shí)。其次，在基于學(xué)以致用的目標(biāo)實(shí)施遷移時(shí)，教師可以應(yīng)用縱向遷移法，側(cè)重學(xué)生對(duì)前后物理知識(shí)的銜接，比如搜尋生活中的物理現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用舊概念和新概念，詳細(xì)、全面地說明物理現(xiàn)象的原理和背后的規(guī)律，并嘗試列舉自己見過的類似現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生融會(huì)貫通，感知物理在生活中的廣泛性和實(shí)用性，從而鍛煉學(xué)生的遷移和應(yīng)用能力，升華物理課堂教學(xué)的效果。

（五）評(píng)價(jià)：全面評(píng)價(jià)，總結(jié)反思

評(píng)價(jià)是5E 教學(xué)模式中的重要環(huán)節(jié)，也是物理課堂教學(xué)中不可或缺的內(nèi)容。5E 教學(xué)的評(píng)價(jià)從性質(zhì)上來說，分為過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)；從實(shí)施方式來說，分為兩個(gè)部分，一部分以即時(shí)評(píng)價(jià)的方式滲透于前述的四個(gè)環(huán)節(jié)中；另一部分以總結(jié)評(píng)價(jià)的方式放在課堂的結(jié)尾處。在5E 教學(xué)模式下的物理評(píng)價(jià)階段，教師應(yīng)該堅(jiān)持過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，即時(shí)評(píng)價(jià)與總結(jié)評(píng)價(jià)于一體的原則，對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)過程和成果展開全面、細(xì)化的評(píng)價(jià)，給學(xué)生提供反思提升的機(jī)會(huì)，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，達(dá)成5E 教學(xué)模式的圓滿實(shí)踐［6］。

首先，從過程評(píng)價(jià)來說，學(xué)生每結(jié)束一個(gè)主題或一個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)后，教師都應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)，及時(shí)地給出點(diǎn)評(píng)，并予以恰當(dāng)?shù)闹敢凸膭?lì)，提出思考和探究的建議，校正一些不科學(xué)的觀點(diǎn)和思路，防止學(xué)生陷入學(xué)習(xí)的誤區(qū)，促進(jìn)每個(gè)環(huán)節(jié)的開展和銜接，使學(xué)生邊學(xué)習(xí)、邊完善，發(fā)揮評(píng)價(jià)的診斷和調(diào)控功能。其次，從教學(xué)尾聲的終結(jié)評(píng)價(jià)來說，教師應(yīng)該重點(diǎn)引領(lǐng)學(xué)生自評(píng)和互評(píng)，利用實(shí)驗(yàn)記錄、展示報(bào)告等，組織學(xué)生從認(rèn)知收獲、操作表現(xiàn)、合作能力等角度切入，先自我評(píng)價(jià)、反思不足，再評(píng)價(jià)他人、挖掘優(yōu)勢(shì)，互相取長補(bǔ)短。教師最后再結(jié)合探究過程和學(xué)生的參與程度，總結(jié)評(píng)定學(xué)生對(duì)物理知識(shí)技能的掌握情況，以及在情感、態(tài)度、價(jià)值觀等方面的表現(xiàn)，通過多元評(píng)價(jià)幫助學(xué)生優(yōu)化自身的物理學(xué)習(xí)策略。

綜上所述，基于5E 教學(xué)模式開展中學(xué)物理教學(xué)，有助于優(yōu)化課堂教學(xué)的流程，促進(jìn)學(xué)生物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，增強(qiáng)學(xué)生的物理探究技能。教師應(yīng)該從5E 教學(xué)模式的構(gòu)成要素出發(fā)，按照引入、探究、解釋、遷移、評(píng)價(jià)五個(gè)環(huán)節(jié)，精心設(shè)計(jì)和開展教學(xué)活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生在真實(shí)情境下自主探索、協(xié)作研討，使學(xué)生通過感受新知、合作釋疑、深化理解、系統(tǒng)構(gòu)建、總結(jié)反思等過程，獲得完整的物理知識(shí)技能，彰顯5E 教學(xué)模式的實(shí)踐價(jià)值。