徐 俐

(江蘇省南通特殊教育中心,江蘇 南通 226000)

例析5E學(xué)習(xí)環(huán)強(qiáng)化評(píng)估過(guò)程
——觀“機(jī)械能守恒”課堂實(shí)錄有感

徐 俐

(江蘇省南通特殊教育中心,江蘇 南通 226000)

5E學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式的應(yīng)用有助于學(xué)生提升科學(xué)探究的能力.本文分析了杭慶祥老師的“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)過(guò)程,思考利用課堂所學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)素材,讓學(xué)生更多參與實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)、完善5E學(xué)習(xí)環(huán)中的評(píng)估過(guò)程.

5E學(xué)習(xí)環(huán);評(píng)估;機(jī)械能守恒

在建構(gòu)主義思想的指導(dǎo)下,人們構(gòu)建了很多以探究為基礎(chǔ)的建構(gòu)主義教學(xué)方式，5E學(xué)習(xí)環(huán)模式是其中的一種[1].5E學(xué)習(xí)環(huán)是由美國(guó)科學(xué)教育專(zhuān)家Bybee于1989年提出的，該模式分為五個(gè)基本環(huán)節(jié):參與(Engagement)、探索(Exploration)、解釋(Explanation)、精致或拓展(Elaboration)以及評(píng)價(jià)(Evaluation)(如圖1).由于這五個(gè)階段的首字母都是字母E,所以被稱(chēng)為“5E學(xué)習(xí)環(huán)”[2].

圖1

五個(gè)階段的學(xué)習(xí)給學(xué)生提供了充分的對(duì)新概念進(jìn)行同化、順應(yīng)的空間.學(xué)生在認(rèn)知體系中經(jīng)歷了一個(gè)“平衡—失衡—再平衡”及“有序—無(wú)序—更高層次的有序”的過(guò)程(如圖2),親身參與到了概念的建構(gòu)過(guò)程.所學(xué)的概念被真正理解、吸收后,又將成為后續(xù)新概念學(xué)習(xí)的固定點(diǎn),使概念的意義學(xué)習(xí)呈現(xiàn)連續(xù)的循環(huán)上升過(guò)程,最終讓學(xué)生建構(gòu)起完整的概念系統(tǒng)[3].5E學(xué)習(xí)環(huán)強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究與知識(shí)主動(dòng)建構(gòu)的統(tǒng)一,重視學(xué)生已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的作用,是一種比較有效的科學(xué)教學(xué)模式和教學(xué)策略.

圖2

1 5E學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式分析

近期觀看了南京師范大學(xué)附屬中學(xué)江寧分校杭慶祥老師的“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)實(shí)錄，杭老師從六個(gè)問(wèn)題出發(fā),與學(xué)生進(jìn)行深度的討論.通過(guò)問(wèn)題的搭建,杭老師與學(xué)生一起一步步進(jìn)行了機(jī)械能守恒知識(shí)的建構(gòu)[4].在這節(jié)課中,杭老師出色地完成了參與、探索、解釋、精致、評(píng)價(jià)的過(guò)程.如若對(duì)評(píng)估過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步強(qiáng)化,思考利用課堂所學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)素材,讓學(xué)生更多參與實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)并去檢驗(yàn),教學(xué)效果可能會(huì)更好些.

1.1 參與

參與環(huán)節(jié)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的起始環(huán)節(jié),其目的是使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的主題和探究的方向,并且激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心,使學(xué)生能夠主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái),并且將課程內(nèi)容與學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系.

杭老師在教學(xué)中首先帶領(lǐng)學(xué)生做了一個(gè)小活動(dòng):把懸掛在細(xì)線(xiàn)下面的蘋(píng)果拉至鼻尖處,靜止釋放,小球來(lái)回?cái)[動(dòng),觀察蘋(píng)果是否會(huì)砸到學(xué)生的鼻子.這個(gè)小游戲可以吸引學(xué)生的注意力,邀請(qǐng)學(xué)生參與活動(dòng)過(guò)程,自然而然地引出機(jī)械能守恒定律的學(xué)習(xí).我們知道,學(xué)生在前面幾節(jié)以及初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)機(jī)械能,杭老師讓學(xué)生利用以前學(xué)過(guò)的知識(shí)分析蘋(píng)果運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的變化,緊接著又以瀑布、撐竿跳、自行車(chē)下坡、彈弓、蹦床、跳高、彈簧下掛重物為例，說(shuō)明其中的能量轉(zhuǎn)化,從生活中體會(huì)動(dòng)能與勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化.從舉例中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,由機(jī)械能的分析轉(zhuǎn)而猜想機(jī)械能守恒,進(jìn)入探究的環(huán)節(jié).

1.2 探究

探究階段是5E學(xué)習(xí)環(huán)模式的主體,主要是以學(xué)生為中心開(kāi)展探索活動(dòng).在此過(guò)程中,教師的主要角色是學(xué)習(xí)的促進(jìn)者,為學(xué)生提供探究活動(dòng)所需要的實(shí)驗(yàn)器材,給予學(xué)生充分的時(shí)間以及學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),協(xié)助他們完成探究活動(dòng).鼓勵(lì)學(xué)生操作,不直接給出答案,扮演聆聽(tīng)、觀察的角色.此過(guò)程可幫助學(xué)生獲得探索概念的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與技能,以收集足夠多的可靠的感性材料,從而對(duì)所學(xué)概念產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí),對(duì)進(jìn)一步的概念學(xué)習(xí)與應(yīng)用起著關(guān)鍵的作用.

杭老師在列舉了生活中許多動(dòng)能、勢(shì)能轉(zhuǎn)化的例子后,引導(dǎo)學(xué)生分析動(dòng)能與勢(shì)能兩者一個(gè)增大一個(gè)減小,進(jìn)而提出猜想:動(dòng)能和勢(shì)能的總和有可能不變，那到底對(duì)不對(duì)呢？杭老師提供了DIS實(shí)驗(yàn)器材,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)提出需要測(cè)量的物理量,接著邀請(qǐng)同學(xué)共同完成實(shí)驗(yàn).學(xué)生知道了DIS能測(cè)出速度,又不難得出A、B、C、D、E五點(diǎn)的高度,學(xué)生改變高度進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)后便可以在圖中畫(huà)出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的Ek、Ep,進(jìn)而看出Ek+Ep是一個(gè)定值(圖3),探究得到機(jī)械能守恒的結(jié)論.

圖3

在探究的過(guò)程中,教師讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，自主解釋Ek與Ep的關(guān)系,“從做中學(xué)”去感悟物理概念及規(guī)律,注重知識(shí)的形成過(guò)程,讓學(xué)生體會(huì)成功的喜悅,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動(dòng)力.

1.3 解釋

解釋階段是指學(xué)生對(duì)探索階段收集到的證據(jù)進(jìn)行解釋并說(shuō)明理由,教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生澄清錯(cuò)誤觀念,并用通俗的語(yǔ)言解釋探索過(guò)程中的相關(guān)科學(xué)概念,讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的主題知識(shí)和過(guò)程技能形成正確的理解，也稱(chēng)為概念建立階段,因?yàn)樵谶@個(gè)階段,證據(jù)以及新發(fā)展的概念被同化到學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中.

學(xué)生們?cè)谶M(jìn)行了DIS實(shí)驗(yàn)之后,探究得到機(jī)械能守恒的結(jié)論.在老師的帶領(lǐng)下用了兩個(gè)步驟進(jìn)行了概念的建構(gòu):理論驗(yàn)證和守恒條件補(bǔ)充.

(1) 理論驗(yàn)證

圖4

(2) 守恒條件補(bǔ)充

昌樂(lè)的藍(lán)寶石礦可分為原生礦和次生礦，所謂原生礦就是含有藍(lán)寶石礦體的石頭，多富集在2米至4米的浮土層及古河床。經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的地殼運(yùn)動(dòng)，裸露在曠野中的原生礦逐漸被風(fēng)化，礦石中的藍(lán)寶石晶體被剝離出來(lái)，隨著洪水的沖刷與搬運(yùn)，在火山附近的山溝河床、農(nóng)田村莊里形成了藍(lán)寶石的次生礦，當(dāng)?shù)厝艘步猩车V。

學(xué)生舉例：① 存在空氣阻力時(shí)機(jī)械能不守恒；② 人用力推秋千時(shí)機(jī)械能不守恒.從而完善機(jī)械能守恒的條件:在研究的系統(tǒng)中,如果只有重力和彈力做功時(shí),此系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

1.4 精致

在精致階段,學(xué)生要擴(kuò)展自己的概念,使其與其他概念相互聯(lián)系,并運(yùn)用建構(gòu)的新概念,解釋周?chē)澜缁蛐虑榫硢?wèn)題.該階段重視學(xué)生對(duì)知識(shí)與技能的實(shí)際應(yīng)用,其目的也是為了讓學(xué)生對(duì)所學(xué)概念有更深層次的理解.教師要設(shè)置新的情境,要提供給學(xué)生將新掌握的概念加以應(yīng)用的機(jī)會(huì),讓學(xué)生發(fā)掘新概念的豐富性,實(shí)現(xiàn)對(duì)新概念的精細(xì)加工并加以?xún)?nèi)化,進(jìn)一步加深對(duì)新概念的理解和掌握.

杭老師在此階段讓學(xué)生用所學(xué)的機(jī)械能概念分析在課程一開(kāi)始做的“蘋(píng)果砸鼻子”活動(dòng)分析:蘋(píng)果下擺過(guò)程中受到重力和繩子的拉力.只有重力做功,機(jī)械能守恒.再一次回來(lái)的時(shí)候,在最高點(diǎn)的時(shí)候,它的機(jī)械能等于mgh′,這個(gè)mgh′和剛才的mgh一樣.接著拓展到“單擺模型”(如圖5),分析說(shuō)明從能量角度解決問(wèn)題的優(yōu)勢(shì).

圖5

1.5 評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)貫穿于整個(gè)物理概念教學(xué)過(guò)程的始終,包括教師對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況、能力發(fā)展情況、學(xué)習(xí)過(guò)程表現(xiàn)情況的評(píng)價(jià)以及學(xué)生的自我評(píng)價(jià)等,學(xué)生的自我評(píng)價(jià)與反思將有助于學(xué)生元認(rèn)知策略的發(fā)展.

在杭老師的這節(jié)課中,學(xué)生的評(píng)價(jià)主要有三個(gè)部分:

① 對(duì)原有知識(shí)的評(píng)價(jià).學(xué)生在前面幾節(jié)中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能.在一開(kāi)始的舉例過(guò)程中,學(xué)生就利用前面的知識(shí)對(duì)瀑布、撐竿跳、自行車(chē)下坡、彈弓、蹦床、跳高等情況進(jìn)行分析.

③ 小結(jié)性評(píng)價(jià).在課堂結(jié)束的時(shí)候,教師將本節(jié)課的探索思路進(jìn)行梳理,使學(xué)生對(duì)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容有了整體把握.

2 在5E學(xué)習(xí)環(huán)中強(qiáng)化評(píng)估過(guò)程

杭老師在進(jìn)行“機(jī)械能守恒”的教學(xué)中,雖然對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況、認(rèn)識(shí)建構(gòu)過(guò)程、學(xué)生探究和學(xué)習(xí)的結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià),但卻沒(méi)有對(duì)探究活動(dòng)的態(tài)度、方式和效果、合作的情況、學(xué)習(xí)的感受以及學(xué)生的自我評(píng)價(jià)等進(jìn)行評(píng)估.筆者認(rèn)為可以在以下兩個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn).

2.1 開(kāi)放性的探究實(shí)驗(yàn)

在杭老師的課堂中,雖然說(shuō)學(xué)生也參與到了機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中,但教師指導(dǎo)還是占了較大比例.對(duì)探究活動(dòng)的態(tài)度、方式、效果、合作情況的評(píng)估比較少.可以在課前將利用光電門(mén)測(cè)速度等知識(shí)以參考資料的形式發(fā)給學(xué)生預(yù)習(xí),探究實(shí)驗(yàn)放手讓學(xué)生們自主進(jìn)行.學(xué)生們分小組實(shí)驗(yàn)探究,然后小組匯報(bào),在匯報(bào)的時(shí)候評(píng)價(jià)探究效果、合作成果.

2.2 作業(yè)設(shè)計(jì)中的自我評(píng)價(jià)

這節(jié)課布置的作業(yè)是書(shū)本上78頁(yè)的3、4兩題，我們可以通過(guò)批改學(xué)生作業(yè)，對(duì)評(píng)價(jià)進(jìn)行改進(jìn).學(xué)生學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒的定義、概念之后,可以在學(xué)生作業(yè)中增加兩條自編的題目,盡可能多地用到所學(xué)的知識(shí)點(diǎn).題目出好后,不同小組的同學(xué)交換題目作答.在做題的時(shí)候,檢驗(yàn)出題的合理性,完成之后,思考可做哪些修改、完善，在這一過(guò)程中加強(qiáng)了學(xué)生自我評(píng)價(jià)意識(shí).

5E學(xué)習(xí)環(huán)將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變成了一種以學(xué)生為中心、主體的探究式建構(gòu)主義教學(xué)方式,在教學(xué)過(guò)程中,我們要充分了解理論的內(nèi)容及適用范圍，有效進(jìn)行物理知識(shí)的構(gòu)建.

[1]林鳳琦,姚大衛(wèi).“5E”建構(gòu)式教學(xué)新探[J].教學(xué)實(shí)踐與研究,2007,(10):51-53.

[2]林蕓,張軍朋.“5E學(xué)習(xí)環(huán)”在物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2010,(9):29-31.

[3]張文林,胡志剛,李衡鵬.基于“5E學(xué)習(xí)環(huán)”的化學(xué)概念教學(xué)初探[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2015,(8):12-15.

[4]王健,李秀菊.5E教學(xué)模式的內(nèi)涵及其對(duì)我國(guó)理科教育的啟示[J].生物學(xué)通報(bào),2012,(3):39-42.