劉廷婷++王后雄

教學(xué)研究湖北武漢華中師范大學(xué)化學(xué)教育研究所 430079

“5-E”教學(xué)模式（5-E Instructional Model）是由美國科學(xué)教育家羅杰·貝比（Roger Bybee）開發(fā)的一種基于建構(gòu)主義理論和概念轉(zhuǎn)變理論的教學(xué)模式，描述了一種能用于總課程、具體學(xué)科課程或校本的教學(xué)程序。在當(dāng)前的基礎(chǔ)教育課程改革中，加強(qiáng)了課程內(nèi)容與學(xué)生生活以及現(xiàn)代社會和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的聯(lián)系，

注重培養(yǎng)學(xué)生的搜集和處理信息能力、獲取新知識的能力、分析問題、解決問題的能力。所以基于建構(gòu)主義的“5-E”教學(xué)模式在化學(xué)校本課程中的應(yīng)用能夠幫助我們實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教育課程改革的這些目標(biāo)。

一、“5-E”教學(xué)模式的基本環(huán)節(jié)

“5-E”教學(xué)模式的一般環(huán)節(jié)是參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）以及評價(jià)（Evaluate）。

“5-E”教學(xué)模式注重學(xué)生的活動，學(xué)生要在與自然、社會、教師和同學(xué)等環(huán)境因素的相互作用中不斷修正、重組以及優(yōu)化他們原來的認(rèn)知，運(yùn)用“5-E”教學(xué)模式可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、邏輯推理能力和探究能力。

二、“5-E”教學(xué)模式的案例應(yīng)用

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出，課程應(yīng)以進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。校本課程開發(fā)是在對本校學(xué)生的需求進(jìn)行科學(xué)的評估，充分利用當(dāng)?shù)刭Y源和學(xué)校課程資源的基礎(chǔ)上開展的?；瘜W(xué)校本課程可以拓寬化學(xué)教師的教育視野，強(qiáng)化化學(xué)教師的教育行為，更好地激發(fā)教師教學(xué)的創(chuàng)造性和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。下面以“探究酸雨對建筑物的腐蝕原因”的校本課程為例，展示“5-E”教學(xué)模式在化學(xué)校本課程中的應(yīng)用。

1.參與環(huán)節(jié)

（1）創(chuàng)設(shè)情境：教師通過PPT展示世界上著名建筑物被酸雨腐蝕的圖片。

教師講解：隨著工業(yè)化和現(xiàn)代化進(jìn)程的加劇，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，看到曾經(jīng)人類智慧的結(jié)晶產(chǎn)物——著名的建筑物，被酸雨腐蝕，我們在感到惋惜的同時(shí)還能想到什么呢？

（2）學(xué)生通過觀察圖片，聽教師講解，做出思考，提出問題：

①酸雨為什么會腐蝕建筑物？

②是酸雨的什么成分會腐蝕建筑物？

③我們生活的地方是否有酸雨的存在？

（3）教師思考：學(xué)生對酸雨腐蝕現(xiàn)象有了一定的感性認(rèn)識，但是缺乏理性認(rèn)識。由于酸雨并不是日常生活中經(jīng)常關(guān)注的，學(xué)生對酸雨的認(rèn)識也大多停留在書本或者新聞之中，通過電視、網(wǎng)絡(luò)等可以了解到酸雨是由于空氣中的一些氣體溶于雨水中形成，但對于酸雨產(chǎn)生的具體過程以及酸雨腐蝕建筑物原因缺乏分析。

2.探究環(huán)節(jié)

（1）學(xué)生通過查閱相關(guān)資料，得知我國的酸雨區(qū)以華中地區(qū)為主，它的酸雨污染在全國范圍最廣。酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)與大氣物理的現(xiàn)象。它的組成絕大部分是硫酸和硝酸，還有少量灰塵。由此，學(xué)生經(jīng)過初步分析，做出假設(shè)：酸雨會腐蝕建筑物是因?yàn)槠渲泻兴嵝晕镔|(zhì)。

（2）為了使學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究，對酸雨有較為直觀的認(rèn)識，教師準(zhǔn)備相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料：

實(shí)驗(yàn)材料：三種水體的樣本，雨水（下雨時(shí)用燒杯接?。×蛩岷拖∠跛峄旌先芤?，純凈水，分別標(biāo)注A、B、C?；鸩窈捅砻婀饣乃嗥?zhǔn)備三份）。

實(shí)驗(yàn)器材：燒杯，玻璃棒，pH試紙（準(zhǔn)備三份），燒杯，玻璃棒，鐵架臺，石棉網(wǎng)。

（3）學(xué)生通過自己提出的假設(shè)，結(jié)合教師提供的實(shí)驗(yàn)材料、儀器，設(shè)計(jì)出適合的探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①觀察三份樣本情況。（雨水需要是新鮮的）

②讓三份樣本均靜止1 h～2 h，觀察樣本情況。

③分別用pH試紙來測量每份樣品中的pH。

④學(xué)生通過觀察每一份樣本，開展實(shí)驗(yàn)活動。

⑤記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

A樣本澄清、無色，無氣味，沒有任何雜質(zhì)，用pH試紙測得其pH小于7，可以確定為稀硫酸和稀硝酸的混合物；B樣本澄清、無色無味，沒有任何雜質(zhì)，用pH試紙測得其pH為7，可以確定為純水；C樣品渾濁，略帶氣味，靜置之后燒杯底部有少量沉淀，用pH試紙測得其pH小于5.6，可以確定為雨水（酸雨）。

⑥通過實(shí)驗(yàn)觀察，學(xué)生對酸雨有了更深的理解，也證明了假設(shè)“酸雨會腐蝕建筑物是因?yàn)槠渲泻兴嵝晕镔|(zhì)”部分成立，即酸雨中含有酸性物質(zhì)。但是這時(shí)候?qū)W生會有疑問：酸能不能腐蝕建筑材料呢？

⑦通過前一部分的實(shí)驗(yàn)，解決了一部分疑問，但是同時(shí)又有了新問題。學(xué)生對新問題做出了假設(shè)：酸能腐蝕建筑物。

⑧學(xué)生結(jié)合教師提供的實(shí)驗(yàn)器材、材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)步驟：將準(zhǔn)備的水泥片放在三個(gè)燒杯中，每個(gè)燒杯中分別加入同等量的A，B，C溶液，為了使實(shí)驗(yàn)效果更加迅速和明顯，我們對三個(gè)燒杯每天進(jìn)行加熱2小時(shí)，并每天更換新制的A，B，C三種溶液，通過為期一周的對水泥片表面觀察，學(xué)生將觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在表2中。

一周之后，學(xué)生通過對比三組實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來判斷自己的猜想是否正確。

⑨通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得出結(jié)論：假設(shè)“酸能腐蝕建筑物”是正確的。由此證明學(xué)生最初的假設(shè)“酸雨會腐蝕建筑物是因?yàn)槠渲泻兴嵝晕镔|(zhì)”是正確的。

3.解釋環(huán)節(jié)

學(xué)生根據(jù)在實(shí)驗(yàn)中所觀察的進(jìn)行解釋，其中教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生分析問題，邏輯推理，如果能夠觀察到A組中的水泥片無明顯變化，而B，C組有明顯變化，證明學(xué)生的猜想成功，如果不成功學(xué)生就需要重新查閱資料，根據(jù)酸雨的性質(zhì)來假設(shè)建筑物被酸雨腐蝕的其他原因。對于如何提出酸雨腐蝕建筑物的原因是酸性物質(zhì)，這里是根據(jù)中學(xué)化學(xué)中的知識的結(jié)合點(diǎn)來提出的，中學(xué)化學(xué)必修1中學(xué)習(xí)硫酸和硝酸的性質(zhì)時(shí)提到，酸性物質(zhì)具有腐蝕性。

4.遷移環(huán)節(jié)

（1）設(shè)置新的情境：汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格；很多汽車都裝有實(shí)用汽車尾氣凈化器；燃煤脫硫處理；很多企業(yè)煤炭燃燒改造為天然氣燃燒。

教師提供相關(guān)的視頻資料，學(xué)生通過觀看視頻，進(jìn)一步思考：

①國家為什么會對汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)控制得越來越嚴(yán)格？

②為什么需要汽車尾氣凈化器？

③煤炭燃燒為什么要進(jìn)行脫硫處理？

（2）學(xué)生做出假設(shè)：汽車尾氣、工業(yè)廢氣會污染大氣。

①學(xué)生通過圖書資料、網(wǎng)絡(luò)資料等進(jìn)行學(xué)習(xí)，驗(yàn)證這一假設(shè)是正確的。

②學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步思考，汽車尾氣排放會污染大氣，導(dǎo)致酸雨。那么汽車尾氣凈化器是怎么工作的呢？

③學(xué)生做出假設(shè)：某種化學(xué)物質(zhì)對尾氣中的氮化物進(jìn)行了的還原。

④學(xué)生通過走訪汽車修理廠或汽車制造廠，了解汽車尾氣排放原理，驗(yàn)證假設(shè)。

（3）探究活動之后，學(xué)生的思維得到了發(fā)散，探究能力都能得到鍛煉，同時(shí)在活動的過程中也能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)以及環(huán)保意識。這符合目前所倡導(dǎo)的STSE教育。

5.評價(jià)環(huán)節(jié)

教師可以根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和教學(xué)的過程中的表現(xiàn)，進(jìn)行評價(jià)。著重點(diǎn)在于學(xué)生的參與意識，小組合作精神，語言表達(dá)能力以及思維是否得到發(fā)散。同時(shí)，學(xué)生也可以根據(jù)自己的表現(xiàn)，參考其他同學(xué)的表現(xiàn)來進(jìn)行自我評價(jià)。評價(jià)點(diǎn)著重于在本次教學(xué)課程中所學(xué)到的知識點(diǎn)，自己的動手能力是否得到鍛煉，與其他同學(xué)相比，還有哪些不足。另外還可以進(jìn)行同學(xué)之間的互評。

評價(jià)的過程不需要過多注重學(xué)生掌握知識的程度，更多的在于關(guān)注學(xué)生是否掌握了獲得知識的過程和方法，為下一步的學(xué)習(xí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u估。

三、“5-E”教學(xué)模式的總結(jié)和啟示

自“5-E”教學(xué)模式在美國生物學(xué)課程研究（BSCS）被應(yīng)用以來，“5-E”教學(xué)模式就憑借著建構(gòu)主義的理論體系和實(shí)踐研究的基礎(chǔ)受到了廣泛地關(guān)注，并在其他學(xué)科中普及與推廣，在化學(xué)校本課程的學(xué)習(xí)中，“5-E”教學(xué)模式很好的改變了傳統(tǒng)的傳授式教學(xué)，提高了學(xué)生對學(xué)習(xí)的注意力，同時(shí)拉近了社會、生活與課堂教學(xué)之間的距離，使學(xué)生不再一味的捧著書本學(xué)習(xí)。

1.“5-E”教學(xué)模式有助于學(xué)生構(gòu)建能力的提高

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)者總是以自身已有的知識經(jīng)驗(yàn)來理解和建構(gòu)新的知識和信息，必須強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生對外部信息進(jìn)行主動的選擇、加工和處理，從而獲得自己的意義。在“探究酸雨對建筑物的腐蝕原因”中，通過“5-E”教學(xué)模式在校本課程中應(yīng)用，強(qiáng)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)進(jìn)行探索式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

2.“5-E”教學(xué)模式有助于學(xué)生科學(xué)思維的拓展

科學(xué)認(rèn)識的一般過程包括：提出問題-收集資料和事實(shí)-整理加工資料和事實(shí)-提出和驗(yàn)證假說-發(fā)現(xiàn)規(guī)律。在“5-E”教學(xué)模式中，探究

和遷移環(huán)節(jié)注重化學(xué)思維中的假說-驗(yàn)證方法，這是科學(xué)探究中的一種重要認(rèn)識活動，學(xué)生通過已有的知識和經(jīng)驗(yàn)來提出假設(shè)，然后通過運(yùn)用資料查閱、實(shí)驗(yàn)等方法來收集問題解決所需要的證據(jù)，然后對證據(jù)進(jìn)行加工和整理，判斷事實(shí)證據(jù)與假說之間的關(guān)系。在這個(gè)過程中，學(xué)生的思維得到發(fā)散，并且學(xué)到科學(xué)探究的這種思維方法。

3.“5-E”教學(xué)模式有助于學(xué)生科學(xué)概念的形成

在“5-E”教學(xué)模式的探究和遷移的環(huán)節(jié)中，學(xué)生會接觸到很多新的科學(xué)知識和概念，并進(jìn)一步通過這些概念和知識幫助學(xué)生靈活運(yùn)用和拓展來解決新的問題，使新概念能夠同化到原有的認(rèn)知中，從而構(gòu)建科學(xué)概念。“5-E”教學(xué)模式是科學(xué)教育領(lǐng)域中能夠體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)教育理論的重要教學(xué)模式之一，它的最終目的是指向?qū)W生科學(xué)概念的構(gòu)建，這也是理科教育的核心任務(wù)。

總之，“5-E”教學(xué)模式作為探究式教學(xué)模式的重要方法之一，能夠很好的運(yùn)用于各級各類課程中，并有助于學(xué)生科學(xué)知識和科學(xué)技能的掌握，科學(xué)思維、科學(xué)方法的養(yǎng)成。幫助學(xué)生學(xué)會運(yùn)用自己的觀點(diǎn)和收集到的證據(jù)對現(xiàn)象和情境進(jìn)行分析和解釋，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。

（收稿日期：2014-05-08）