(江蘇省啟東市第一中學(xué)，江蘇 啟東 226200)

1 “5E”教學(xué)模式簡介

基于建構(gòu)主義理論和概念轉(zhuǎn)變理論，美國生物學(xué)課程研究會(huì)開發(fā)了“5E”教學(xué)模式,該模式可分為5個(gè)步驟：引入——探究——解釋——遷移——評價(jià)。這五個(gè)步驟在具體的課堂教學(xué)應(yīng)用中不是分割、離散的，而應(yīng)是依據(jù)課堂教學(xué)的內(nèi)容和進(jìn)程的需要，有機(jī)地進(jìn)行整合，部分步驟在一堂課中可反復(fù)使用。這五個(gè)步驟的英文首字母均為“E”，故簡稱其為“5E”模式。該模式的意圖在于引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的課堂參與度，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果的最優(yōu)化。筆者以“法拉第電磁感應(yīng)定律”一節(jié)的新授課為例，談?wù)勗撃Ｊ降木唧w應(yīng)用和使用的注意事項(xiàng)。

2 “5E”教學(xué)模式的應(yīng)用

2.1 引入

教師出示實(shí)驗(yàn)器材(條形磁鐵、螺線管、導(dǎo)線、電流表G等)，按圖1所示連接好電路。將條形磁鐵的N極插入或拔出。

圖1

圖2

問題1：請學(xué)生判斷上述兩種情景下，感應(yīng)電流的方向如何？

生A：當(dāng)N極插入線圈時(shí)，穿過線圈的磁感線方向向下，且磁通量在變大，由楞次定律可知，感應(yīng)磁場阻礙原磁通量的增加，即感應(yīng)磁場方向向上，由安培定則可以判斷線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍到b；當(dāng)N極拔出線圈時(shí)，穿過線圈的磁感線方向向下，且磁通量在變小，由楞次定律可知，感應(yīng)磁場阻礙原磁通量的減小，即感應(yīng)磁場方向向下，由安培定則可以判斷感應(yīng)電流方向?yàn)閎到a。

問題2：對于某一個(gè)導(dǎo)體而言，怎樣才能在導(dǎo)體內(nèi)形成電流？

生B：在導(dǎo)體兩端加上一個(gè)電源。

教師出示如圖2所示電路圖。

問題3：無論何種電流都是因?yàn)樽杂呻姾傻亩ㄏ蛞苿?dòng)才形成的。圖2中電源有何作用？類比圖1和圖2，從等效的角度看，線圈充當(dāng)了何種作用？

生C：電源的作用是給導(dǎo)體兩端以持續(xù)的電壓，從而使得導(dǎo)體中的自由電荷能夠持續(xù)地做定向移動(dòng)，線圈相當(dāng)于電源。

師：在電磁感應(yīng)問題中，感應(yīng)電流的產(chǎn)生亦是由于自由電荷的定向移動(dòng)形成的，要有持續(xù)的電流，導(dǎo)體兩端必須加有持續(xù)的電壓。從兩張圖的比較看，圖1中有磁通量變化的那部分線圈充當(dāng)了電源的作用，產(chǎn)生了電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢又稱為感應(yīng)電動(dòng)勢。

問題4：當(dāng)N極插入線圈時(shí)，線圈的a和b兩端，哪一端相當(dāng)于電源的正極？你判斷的物理依據(jù)是什么？

生D：b端相當(dāng)于電源的正極，依據(jù)是電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極。

反思：“引入”步驟是“5E”教學(xué)模式的第一步，其目的是聚焦學(xué)生的目光，把學(xué)生的思緒引回課堂。上述設(shè)計(jì)中，問題1起到了溫故、啟新的作用，既復(fù)習(xí)了上一節(jié)課所學(xué)習(xí)的感應(yīng)電流方向判斷的方法，又為引出新問題打下鋪墊。問題2的設(shè)計(jì)起到銜接的作用，通過問題3中兩圖的對比，學(xué)生能夠很快找到等效電源，明確感應(yīng)電動(dòng)勢的概念。問題4是本部分教學(xué)內(nèi)容的遷移和拓展。從上述4個(gè)問題的設(shè)計(jì)看，通過圖片展示、復(fù)習(xí)舊知等方式，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，利用比較等方法，幫助學(xué)生構(gòu)建和理解相關(guān)概念。

2.2 探究

問題：請猜想影響E感大小的因素有哪些？你如何判斷E感的大小？

師：E同學(xué)關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢大小的判斷方法很好，具有簡單、顯化的特點(diǎn)，且可操作性較強(qiáng)。影響E感大小的因素到底是與“磁通量大小”還是“磁通量變化”甚至是“磁通量變化快慢”有關(guān)呢？請利用你手邊的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行定性的驗(yàn)證。

反思：“探究”是學(xué)生根據(jù)前期的猜想，通過實(shí)驗(yàn)或邏輯推理，從而驗(yàn)證自己的猜測，尋找結(jié)論的過程。對于這一過程的處理，可按以下兩種方式進(jìn)行：①教師應(yīng)做好相應(yīng)的指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，以便探究實(shí)驗(yàn)順利開展；②觀察和統(tǒng)計(jì)學(xué)生錯(cuò)誤點(diǎn)，依托典型性錯(cuò)誤展開討論，幫助學(xué)生建構(gòu)正確的知識體系，形成清晰明了的認(rèn)知。

2.3 解釋

學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)所得，驗(yàn)證前期的猜想，形成結(jié)論：E感的大小與磁通量的變化快慢有關(guān)，且Φ變化越快，E感越大。在這一過程中，教師可以插入“磁通量的大小”“磁通量變化量的大小”和“磁通量變化率”的辨析，以幫助學(xué)生正確區(qū)分以上三個(gè)相近概念。

師：我們定性研究了E感的大小與磁通量的變化快慢的關(guān)系，那E感的大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系呢？

一個(gè)個(gè)線圈串聯(lián)在一起，當(dāng)穿過線圈的磁通量變化時(shí)，在每一個(gè)線圈上都要激發(fā)出E感，從等效的角度看，相當(dāng)于n個(gè)小電源的串聯(lián)。

反思：“解釋”是對“探究”所獲結(jié)論的闡述，這一過程包含學(xué)生的自我表達(dá)和教師的引導(dǎo)、總結(jié)等，培養(yǎng)了學(xué)生歸納總結(jié)、語言組織、分析整合等多方面的能力。從上述分析看，本環(huán)節(jié)分三段進(jìn)行：① 學(xué)生先對前期的定性探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，得出相關(guān)的結(jié)論；② 從理論分析的角度，利用相關(guān)電路的知識進(jìn)一步探討“匝數(shù)對E感的影響”，初步培養(yǎng)了學(xué)生理論探究的能力。

2.4 遷移

問題1：如圖3所示，設(shè)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)速度為v、運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，有效切割長度為L，請利用法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)切割情景下的E感的表達(dá)式。

圖3

投影學(xué)生作答情況，指出其推導(dǎo)中所出現(xiàn)的典型錯(cuò)誤。

問題2：比較E感的兩個(gè)表達(dá)式，請分組討論各式的研究對象、適用情景。

反思：“遷移”是指在教學(xué)中將前面所獲得的規(guī)律或結(jié)論應(yīng)用于問題解決中，從而加深對概念和規(guī)律的理解。通過縱橫拓展、比較，實(shí)現(xiàn)概念的深化和能力的提升。

3 結(jié)語

從上述設(shè)計(jì)看，以尋找E感為主問題，通過一個(gè)個(gè)問題的設(shè)計(jì)和鋪墊，為問題解決搭好“腳手架”，在問題解決中逐步引導(dǎo)學(xué)生的思維向縱深延伸；通過“5E”模式，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在探究中逐步幫助學(xué)生形成正確的物理觀念，掌握正確的科學(xué)方法，使其獲得問題解決的關(guān)鍵能力。當(dāng)然，5個(gè)步驟不是獨(dú)立的，而應(yīng)視教學(xué)所需有機(jī)融合，如上文中并沒有將“評價(jià)”步驟單獨(dú)列出，而是將該步驟滲透在前面的教學(xué)過程中，為“教”和“學(xué)”雙邊活動(dòng)的開展提供了支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳成軍，張敏.美國生物學(xué)“5E”教學(xué)模式的內(nèi)涵、實(shí)例及其本質(zhì)特征[J].課程·教材·教法，2010，(6).

[2] 吳紅琴.“5E”教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用[J].中學(xué)物理，2017，(5).