摘 要：5E教學模式是國際上較為通行的培養(yǎng)小學生自主探究能力的模式。然而，因為東西方教育的差異，該模式在本土化運用中存在不足。智慧學習環(huán)境因具有按需推送、智能分析、資源豐富的特點，將其與5E教學模式融合，可催生出一種新的變式，并能適用于小學科學不同的教學場景中，輔助教師更高效地完成自主探究能力的培養(yǎng)，促進學生自主探究能力的形成。

關鍵詞：智慧學習環(huán)境;5E教學模式;小學科學;自主探究;能力培養(yǎng)

伴隨著教育信息化2.0時代的到來，智慧學習環(huán)境為學習者帶來全新的學習體驗。那么，將智慧學習環(huán)境應用于小學科學探究教學，如何才能更好地促進學生自主探究能力的培養(yǎng)？

目前，傳統(tǒng)科學課堂培養(yǎng)小學生自主探究能力多是采用5E教學模式[1]，即由“引入、探索、解釋、遷移、評價”五個環(huán)節(jié)組成（如圖1所示）。從培養(yǎng)學生探究能力的角度來看，5E學習環(huán)境教學模式有利于發(fā)展學生的認知、推理、歸納、對比等探究所需的思維能力，有利于鍛煉學生合作、交流、匯報等探究應具備的能力。

但是，該模式具體落實到課堂教學實踐中卻存在以下問題：一是無法滿足學生的個性化需求：大班化教學中學生的能力、水平、需求各不相同，教師在備課時考慮更多的是平衡進度，而無太多時間和精力對學生進行個性化指導。二是無法解決探究過程的時空局限：小學科學課堂的探究經(jīng)常與剛性課堂時間、空間有沖突。三是對教學效果無法即時評測，課堂評價不夠精準。

智慧學習環(huán)境是一種能夠感知學習情景、識別學習者特征、提供適合的學習資源與便利的互動工具，自動記錄學習過程和評測學習成果，有效聯(lián)接學習社群，以促進學習者輕松投入有效學習的學習場所或活動空間[2]?？梢?，智慧學習環(huán)境具有按需推送、智能分析、資源豐富等特點。若教師能合理應用智慧學習環(huán)境，則可有效解決在培養(yǎng)學生自主探究能力中遇到的問題。

一、智慧環(huán)境下小學科學5E教學模式的內(nèi)容

筆者基于智慧學習環(huán)境的特點，以5E教學理論為指導，完善了“智慧環(huán)境下小學科學5E教學模式”（如圖2所示）。

相較于傳統(tǒng)5E模式，該模式將學科教學與智慧學習平臺的資源建設深度融合，達到減輕教師負擔、提升課堂實效，滿足個性發(fā)展的需求;借助智慧學習環(huán)境的按需推送功能，打破時空局限性，滿足個性化學習需求;依托智慧學習環(huán)境智能分析功能，精準把控學習效果。通過增設學情前測和課后復盤分析環(huán)節(jié)，準確把控學生需求和能力水平，為探究能力培養(yǎng)提供數(shù)據(jù)支撐。

二、智慧環(huán)境下小學科學5E教學模式的應用

智慧環(huán)境下小學科學5E教學模式適用于小學科學不同場景的探究教學。下面具體闡述該模式在課堂教學中的應用。

1.智慧環(huán)境下基于概念教學的5E模式

在傳統(tǒng)環(huán)境下采用5E模式的概念教學，教師遇到的最大困難是對學生概念建構(gòu)的情況不了解，而學生則對一些抽象概念難以理解，概念認知碎片化。

利用智慧環(huán)境下5E教學模式（如圖3所示）開展概念探究教學時，教師課前可借助即時投票功能快速對學生的前概念進行摸底調(diào)查，為后續(xù)的探究活動定好基調(diào)。而按需推送的分層測評和系統(tǒng)自動批改生成的大數(shù)據(jù)，則為概念教學的精準施策提供數(shù)據(jù)參考，也一定程度上滿足了學生個性化探究學習的需求……這些措施能較好地解決教師對學情把握不清的問題。

教師在智慧環(huán)境下推送電子思維導圖框架，引導學生聚焦核心概念，梳理探究路徑，讓學生自主探究，目標明確，思路清晰。而智慧平臺中的仿真軟件可以幫助學生直觀地建構(gòu)正確的概念模型，弄清原理內(nèi)涵。虛擬實驗室可輔助學生更好地開展實驗探究，加深對概念應用的理解。學生在智慧環(huán)境下的學習社區(qū)互動分享、評價，可讓學生的認知結(jié)構(gòu)更趨完善……這些舉措對學生建構(gòu)、修正、遷移、鞏固概念大有幫助。

以蘇教版三年級下冊“聲音的傳播”一課為例，大多數(shù)學生對“聲音在不同介質(zhì)中傳播效果有差異”的元認知是片面，甚至是錯誤的。加之該探究實驗的精度要求高，干擾因素多，易出現(xiàn)有誤導性的結(jié)論，導致學生無法建構(gòu)正確的概念體系。但在智慧環(huán)境下開展概念探究教學，上述問題可迎刃而解：通過課前聲音傳播的導學問卷，教師對學生的前概念心中有數(shù);借助思維導圖，教師指導學生明晰對比探究聲音傳播的方法;利用虛擬實驗室精準模擬聲音在不同介質(zhì)中的傳聲效果，有助于學生建構(gòu)正確的聲音傳播概念體系;依托即時測評，學生以評促思，加深聲音在不同介質(zhì)中傳播的認識;整合學習社區(qū)，學生學以致用，進一步充實、鞏固個人的概念學習。

2.智慧環(huán)境下基于工程設計類教學的5E模式

與概念類探究學習相比，工程設計類活動對學生的自主探究能力提出更高的要求。工程設計類探究學習往往圍繞一個生活化的活動主題展開。學生據(jù)此基點，持續(xù)不斷地調(diào)用個人的知識儲備，整合可利用資源，持續(xù)不斷地向目標努力。因此學生的思維是開放的，探究材料有可能不易獲取，常規(guī)課堂的時空限制對設計探究活動有很大制約。而且大多數(shù)學生對技術與工程領域的探究活動感到陌生和困難，表現(xiàn)為不熟悉設計流程，設計意圖表達不清，協(xié)作溝通不暢，設計思維狹隘等。

智慧學習環(huán)境在輔助學生更好地開展工程設計類探究方面有著得天獨厚的優(yōu)勢（如圖4所示）。教師將整節(jié)工程設計類的教學環(huán)節(jié)設置為在線提交材料的闖關活動，輔以導學案的支持，可有效地解決流程不熟、盲目探究的問題。在智慧學習環(huán)境下，教師課前推送主題探究導學案，讓學生熟悉相關項目的研究背景，激發(fā)探究興趣。依托社區(qū)學習資源，教師可引導學生學習借鑒，拓展思維。借助線上協(xié)作軟件，教師能夠組織學生合作完善設計方案，解決協(xié)作溝通不暢的問題。引入虛擬實驗室模擬或采用數(shù)字傳感器收集實驗數(shù)據(jù)，則為優(yōu)化設計方案提供科學支撐，也從一定程度上解決“學生有想法但沒辦法驗證”的困難。

以設計一個降噪耳機為例，教師創(chuàng)設噪音擾民的生活情境后，面向班級學習社區(qū)共享有關“降噪”的學習資源，啟發(fā)學生隔絕或減小噪音的解決思路。接著，教師鼓勵各組在OA平臺上傳設計思維導圖，相互瀏覽批注，以達到啟發(fā)思路、協(xié)作學習的效果。然后，教師推送仿真模擬實驗室鏈接，學生結(jié)合使用數(shù)字傳感器，驗證降噪猜想。教師借助自動收集并生成的數(shù)據(jù)模型，引導學生優(yōu)化設計方案。而整個設計探究過程的評價、數(shù)據(jù)和作品被智慧平臺全程收錄，為教師復盤提升提供數(shù)據(jù)支撐，也有利于生成精準的個人學習自畫像。

三、智慧環(huán)境下小學科學5E教學模式的價值

筆者采用改進后的5E教學模式，對所執(zhí)教的四個平行班進行了為期兩個月的對比實驗。從問卷收集的數(shù)據(jù)來看，在智慧環(huán)境下開展小學生自主探究教學，讓學習者有更具個性化的學習路徑，更順暢地內(nèi)化建構(gòu)個人知識宮殿，同時也導致學生在心理預期、探究習慣、思維方式等方面都發(fā)生了可喜的變化。可見，智慧學習環(huán)境下5E教學模式能夠有效促進小學生自主探究能力的培養(yǎng)，這也正是該模式的價值所在。

參考文獻：

[1]劉丹丹.小學科學5E教學模式研究[D].上海：上海師范大學，2020.

[2]黃榮懷，楊俊鋒，胡永斌.從數(shù)字學習環(huán)境到智慧學習環(huán)境：學習環(huán)境的變革與趨勢[J].開放教育研究，2012（1）.

作者簡介：張劭翊，碩士，一級教師（小學科學），市學科帶頭人。

注：本文系福州市教育信息技術研究課題“智慧學習環(huán)境下小學生自主學習能力的行動研究”（課題編號：FZDJ2019A24）的研究成果。