５Ｅ教學模式在初中物理教學的實踐研究

摘? ?要：以“凸透鏡成像規律”為例，通過５Ｅ教學模式的參與、探究、解釋、遷移、評價５個學習環節完成物理教學實踐，增強物理教學內容與社會生活的聯系；發揮教師的主導作用，以課堂活動和綜合評價了解學情，提升教師的教學能力；發揮學生的主體作用，逐步培養學生的科學思維能力和科學態度與責任，適應未來社會發展需要。

關鍵詞：５Ｅ教學模式；凸透鏡成像；實驗探究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2024）6-0025-5

《義務教育物理課程標準（２０２２年版）》（以下簡稱“新課標”）明確指出：注重科學探究，突出問題導向，強調真實問題情境，引導學生不斷探索，提高分析問題、解決問題的實踐本領和科學思維能力，發展核心素養［１］。初中物理教學中需要通過創設問題情境，激發興趣，吸引學生利用所學內容遷移應用、解決真實問題。筆者嘗試采用５Ｅ教學模式，以“凸透鏡成像規律”為例，通過參與、探究、解釋、遷移、評價５個環節進行教學實踐研究，以探討利用５Ｅ教學模式培養學生科學探究能力、科學思維能力，發展學生核心素養。

１? ? 基于５Ｅ教學模式在初中物理教學的建構

５Ｅ教學來源于美國生物學課程研究（ＢＳＣＳ）開發出的一種建構主義教學模式，該教學模式的實用性較強，受到了教育界的普遍關注，是美國科學課堂的一種主流教學方法。五個“Ｅ”具體為參與（Ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）、探究（Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ）、解釋（Ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ）、遷移（Ｅｌａｂｏｒａｔｉｏｎ）、評價（Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ）。五個學習環節都是以英文字母“Ｅ”開頭，簡稱為５Ｅ教學模式。該模式的每個環節充分調動學生學習的積極性，落實以教師為教學主導、學生為學習主體的課堂教學模式，激發學生興趣，強調知識應用性和時效性，重視學生之間合作與評價。物理是一門以實驗為基礎的自然學科，物理的學習過程需要觀察、實踐、探究、解釋等環節，這與５Ｅ教學模式的理念有高度相似。嘗試利用５Ｅ教學模式促進初中物理課堂教學的變革，培養學生的物理學科核心素養，促進學生走入社會后具備終身發展的能力。

根據新課標的要求，“凸透鏡成像規律”一節應著重培養學生的質疑精神、合作觀念、科學探究能力。筆者嘗試利用５Ｅ教學模式設計本節內容的框架（圖１），通過凸透鏡成像規律的學習，讓學生運用所學的科學知識解決實際問題，并能以整個單元版本為統領，利用凸透鏡成像規律解決真實情境問題，例如，具有保護視力的意識，調查社區或城市光污染的情況，培養學生的科學態度與社會責任感。

２? ? 基于５Ｅ教學模式的初中物理教學實踐

初二學生學習物理時間不長，在物理的探究過程中參與實驗、設計實驗、合作探究方面的能力較弱。教學過程中引導學生利用單反相機的使用、攝像頭拍照等物理情境，結合光具座、光屏、Ｆ燈、凸透鏡等探究器材，將凸透鏡成像規律與社會生活遷移應用，最后教師和學生共同對教學環節中的學習過程進行綜合性評價。運用５Ｅ教學模式將凸透鏡成像規律由抽象到具體、由模糊到清晰地呈現給學生，并引導學生運用所學習的知識解決社會生產中的實際問題，培養初中學生的物理學科核心素養。

２．１? ? 創設問題情境，激發主動參與

教師利用課前時間，根據已經學習過的知識，通過學案中的幾道典型題目，引導學生全員參與，主動思考。同時了解學情，為開展教學活動作鋪墊。

例題 一些住宅小區的進門通道采用了人臉識別系統（圖２），識別系統的攝像機可以自動將鏡頭前處的人臉拍攝成數碼照片傳遞給設備識別。此系統攝像機的鏡頭相當于? ? ? ? ? 透鏡，它的成像原理與? ? ? ? ? 成像原理相似。

學生活動：學生參與思考，運用所學知識完成題目，有部分學生將“照相機”寫成“照像機”。

教師提問：為什么不能寫成“照像機”？

學生活動：引發學生思考，為什么不是“照像機”。閱讀材料，照相機英文“ｃａｍｅｒａ”一詞是舶來詞，中國古代稱之為人的面相，照相機能夠拍攝人的面相，所以翻譯成“照相機”，中國翻譯界似乎將記錄連續畫面（動畫）的機器稱為“像機”。

設計意圖：教師通過提前布置學案作業，了解學生前概念的學習情況。學生全員參與，引發思考，認識成像規律是變化的。本節課內容是凸透鏡成像規律，說明成像是怎么樣的。學生通過分析“照相機”不能寫成“照像機”，以及“錄像”是一個連續變化的圖案，讓學生從字面含義中了解到成像規律是變化的。

２．２? ? 設計課堂活動，引導合作探究

探究實驗一：單反相機是如何拍照的。

教師引導學生進行合作探究，學生利用單反相機、凸透鏡、光具座、Ｆ燈等器材，完成下列合作探究活動。在祖廟廣場，小麗利用單反相機拍攝了兩張祖廟的照片，請你利用所學知識進行實踐探索。

教師提問：拍攝時把鏡頭伸出來，為什么屏幕中觀察的成像變大？

學生活動：兩名學生展示如何使用單反相機拍攝照片，通過調節鏡頭的遠近，全班學生觀察單反相機圖片的變化。

設計意圖：學生通過演示單反相機鏡頭的伸縮情況，讓其他學生觀察實驗現象。當鏡頭向外伸出時，拍攝的是近景；當鏡頭向內收縮時，拍攝的是遠景。利用實驗現象培養學生的觀察能力、探究能力、歸納總結能力。從生活中拍照的情境走入物理學實驗探究的過程，激發學生對凸透鏡成像規律探究實驗的好奇心，探究過程內化為學生的深度思考——凸透鏡是如何成像的。

探究實驗二：凸透鏡成像規律。

教師演示光具座操作規范（介紹Ｆ燈、蠟燭、光屏、凸透鏡），介紹物距和像距的概念，引導學生觀察光屏中成像的情況。分別演示在１倍焦距以內、１倍焦距以外的成像情況。學生分組進行實驗，將光源分別放在１倍焦距以內、１倍焦距到２倍焦距之間、大于２倍焦距3個位置。

學生活動：嘗試調節光源中心、透鏡中心、光屏中心在同一高度。

設計意圖：讓學生熟悉光具座器材的使用，同時引導學生養成科學嚴謹的探究精神，形成良好的實驗素養。

學生活動：利用三束平行激光，正對凸透鏡，學生利用刻度尺粗略測量凸透鏡焦距ｆ＝１０ ｃｍ。

設計意圖：本環節讓學生復習三種特殊光線，同時對光學儀器的精密度進行分析，這一環節教師引導學生科學對待實驗器材。

學生活動：通過小組合作探究實驗（圖3），當光源位于１倍焦距以內，在光屏中觀察是否有成像。

設計意圖：讓學生發現在１倍焦距以內，在光屏中無法承接到像，從實驗現象中引發學生思考。

學生活動：將光源分別放在１倍焦距到２倍焦距之間、２倍焦距位置、大于２倍焦距3個位置。在光屏上記錄成像規律。學生記錄凸透鏡成像規律數據，如表１所示。

設計意圖：學生合作探究，借助光具座、凸透鏡等器材，了解凸透鏡成像的規律，在探究過程中也將凸透鏡三種特殊光線和透鏡成像規律內容結合起來，思考凸透鏡成像實驗結論的科學原理。依托凸透鏡成像規律實驗，提升學生的合作能力和科學探究能力。

２．３? ? 構建知識結構，嘗試科學解釋

教師通過實驗現象引導學生總結凸透鏡成像規律，并思考如何利用光路圖解釋凸透鏡成像規律。學生根據實驗結果，借助凸透鏡的三種特殊光線，解釋凸透鏡成像規律。

學生活動：通過本組實驗現象，小組互助合作完成以下三幅光路圖，利用光路圖理論分析解釋凸透鏡成像規律，引導學生用所畫光路圖科學解釋實驗現象。

（１）當ｕ＞２ｆ 時，凸透鏡成倒立縮小實像，像距 ｆ＜ｖ＜２ｆ，成像光路如圖4所示。

（２）當ｆ＜ｕ＜２ｆ 時，凸透鏡成倒立放大實像，像距 ｖ＞２ｆ，成像光路如圖5所示。

（３）當ｕ＜ｆ 時，凸透鏡成正立放大虛像。成像光路如圖6所示。

設計意圖：實驗現象和光路圖解釋分析相輔相成，相互證明。借助光路圖分析，讓學生能夠獨立解釋實驗現象的科學原理，在凸透鏡成像規律的基礎上，解釋照相機和投影儀的成像原因，有效推理得出凸透鏡成像規律，對知識解釋的過程就是學生物理觀念的逐步形成的過程。

２．４? ? 學以致用實踐，合理遷移應用

教師引導學生完成對知識的遷移應用，在得出凸透鏡成像規律的基礎上（圖7），引導學生遷移應用解決實際問題，思考生活中電影放映機的成像原理。

學生活動：通過遷移已經學習的內容，學生討論得出，膠片到鏡頭的距離是物距，銀幕到鏡頭的距離是像距，并根據凸透鏡成像規律實驗和光路圖綜合分析判斷，得出電影放映機所成的是倒立放大的實像。

學生活動：完成遷移應用作業，制訂“簡易照相機”的方案，并寫出實驗步驟以及設計原理。

設計意圖：通過分析電影放映機和制作簡易照相機的遷移學習活動，培養學生運用物理知識解決生活中的復雜問題，增強學生學習的內驅動力。以解決實際問題為導向的遷移應用，有利于培養學生樹立正確的科學態度與責任意識，引導他們關注現實生活，關心身邊與物理關聯的情境。遷移應用能力是以學習物理知識為載體，培養學生未來學習、適應社會發展要求的能力。

２．５? ? 關注學習過程，實現綜合評價

課堂學習評價反饋著課堂教學效果，學習評價過程應貫穿于課前預習、課上學習、課后實踐全過程。遵循學生主體，采用自我評價、相互評價等多維度評價，讓學生認識到學習中的客觀情況。同時，讓老師了解學生通過一系列的學習后，對個人物理學習的把握情況。學習評價表如表2所示。

３? ? 反思與總結

基于５Ｅ教學模式建構初中物理教學有利于教師授課水平的提升，在課前的參與過程中，關注學生的最近發展區，以學習情況確定授課的起始點，實現以學定教。以探究實驗為主線體現物理學科教學特點，學生能夠以探究實驗為主線，展開小組合作探究。以解釋和解決實際問題為驅動，提升學生的科學思維能力。以生活中的物理現象為突破口，讓學生在遷移應用方面解決較為復雜的社會實踐問題。以多維度的課堂評價依據，讓學生了解自己的學習情況，有助于教師關注學生的學習全過程，關注全體學生的學習情況。課堂綜合評價能夠為教師“教”、學生“學”提供數據參考。利用５Ｅ教學模式在初中物理教學中的實踐，能夠促進教師教學、科研能力的提高，并為課堂教學提供科學的評價，同時提升學生初中物理學習的核心素養，有利于學生的終身發展。

參考文獻：

［１］中華人民共和國教育部．義務教育物理課程標準（２０２２ 年版）［Ｓ］．北京：北京師范大學出版社，２０２２：１０．

（欄目編輯? ? 劉? ?榮）

收稿日期：2024-03-13

基金項目：廣州市黃埔區教育科學“十四五”規劃2023年一般課題“數字轉型背景下初中物理實驗教學的實踐研究”（2023150）。

作者簡介：呂少峰（1985-），男，中學一級教師，主要從事中學物理教學研究。