武 晴，阿拉坦巴根

（內(nèi)蒙古民族大學(xué)，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

0 引言

5E 教學(xué)模式是美國生物學(xué)課程研究協(xié)會（Biological Sciences Curriculum Study，簡稱 BSCS ）開發(fā)的一種基于建構(gòu)主義理論的探究性教學(xué)模式，包括引入、探究、解釋、精致和評價五個環(huán)節(jié)。BSCS 開展一項的實證研究表明，與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式相比，5E 模式更有利于提高學(xué)生的成績和學(xué)習(xí)興趣。Halim[1]研究發(fā)現(xiàn)，在小學(xué)語法教學(xué)中，根據(jù)5E 教學(xué)模型制定的工作表可以提高小學(xué)生學(xué)習(xí)的成功率，相比于傳統(tǒng)教學(xué)方式，學(xué)生更喜歡以5E教學(xué)模式為基礎(chǔ)的課程。Fethiye和Alipa?a[2]利用5E教學(xué)模式在土耳其吉雷松大學(xué)開展“科學(xué)實驗室”課程教學(xué)活動，通過研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、反應(yīng)速度和開展科學(xué)過程的技能有效提高。因此，該模式在國內(nèi)外被廣泛接受和推廣。國內(nèi)研究成果集中在5E 教學(xué)模式在某一學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用，在實驗教學(xué)的應(yīng)用研究以生物課程為主。根據(jù)以上研究基礎(chǔ)，筆者展開5E 教學(xué)模式與初中物理實驗相結(jié)合的研究，為初中物理課程改革提供借鑒。

1 5E 教學(xué)模式的本質(zhì)特征

1.1 以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動建構(gòu)并應(yīng)用新知識是5E 教學(xué)模式的核心

建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動性，認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動建構(gòu)的過程，教師的教育目的從知識傳授轉(zhuǎn)向?qū)W生能力的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)過程從“教會學(xué)生知識”轉(zhuǎn)向“教會學(xué)生學(xué)習(xí)”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對知識意義的主動探索、發(fā)現(xiàn)和建構(gòu)。

在5E 教學(xué)模式中，探究是中心環(huán)節(jié)，而問題又是探究活動的核心，在學(xué)生獨立探索和教師指導(dǎo)與支持的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造問題情境以激發(fā)認(rèn)知沖突，并圍繞新概念的構(gòu)建而開展一系列的活動，包括概念澄清、概念延伸和概念應(yīng)用，都體現(xiàn)以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動構(gòu)建的探究理念[3]。

1.2 形成新舊概念之間的沖突是主動建構(gòu)的動力

為達(dá)到吸引學(xué)生主動建構(gòu)的目的，教師需要通過創(chuàng)設(shè)問題情境，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)中，主動探索和討論。

建立新舊概念之間的認(rèn)知沖突是使學(xué)生產(chǎn)生極強(qiáng)的探究意愿和長時間學(xué)習(xí)興趣的有效手段。例如，在研究水的沸點與什么因素有關(guān)時，如果我們只是簡單地告訴學(xué)生，水要沸騰必須達(dá)到沸點，沸點會隨著外界壓強(qiáng)而改變。這種知識性的陳述很容易會導(dǎo)致學(xué)生對知識本身的遺忘，更別提學(xué)生用自己原有的知識進(jìn)行解釋，學(xué)生頭腦內(nèi)也不會建立新舊概念之間的沖突。5E 教學(xué)模式告訴我們，教師可以讓學(xué)生根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗來概括影響水沸點的因素，大部分學(xué)生認(rèn)為，水需要加熱才能沸騰，這時教師只需要一個實驗就能使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突：準(zhǔn)備一燒杯溫度大于90℃的水，然后往針管中吸入些許熱水，戴上手套，用手堵住小口處，用力向外拔針管的活塞，發(fā)現(xiàn)針管中的水竟然沸騰了，熱水在沸騰冒泡。通過實驗，使學(xué)生對自己已有的經(jīng)驗產(chǎn)生懷疑，而這些新舊概念的矛盾沖突會極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是促進(jìn)學(xué)生主動建構(gòu)知識的動力。

學(xué)生們對日常生活和學(xué)習(xí)中的某些概念有模糊的想法。在5E 學(xué)習(xí)模式中，學(xué)生有機(jī)會探索這些已有的概念，這些概念可能是不正確的，當(dāng)學(xué)生解釋一些東西時，他們往往不能給出正確的解釋。5E 學(xué)習(xí)模式恰恰提供了鼓勵學(xué)生對已有概念之外的未知概念產(chǎn)生探究興趣的背景，因為在教師引導(dǎo)和學(xué)生探索的過程中，學(xué)生會學(xué)到新的概念，而在應(yīng)用新概念解釋新情況的過程中，有利于促進(jìn)學(xué)生將新概念與原有概念的結(jié)合[4]。

2 教學(xué)應(yīng)用及其分析

下面以初中階段“摩擦力”物理實驗的教學(xué)，來分析和展示5E 教學(xué)模式的基本內(nèi)容及其理念在教學(xué)中的基本應(yīng)用。

爬坡的戒指實驗旨在鼓勵學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動，并幫助他們通過前三個5E 階段（參與、探索和解釋）加深對靜摩擦特性的理解。接下來，學(xué)生們應(yīng)用從爬坡的戒指實驗中學(xué)到的概念來練習(xí)和解釋精細(xì)化階段的另一個實驗：聽話球。之后讓學(xué)生參與書本不分離和強(qiáng)力毛巾實驗的目的是幫助他們通過參與、探索和解釋階段了解最大靜摩擦力和正壓力之間的關(guān)系。最后，強(qiáng)力紙環(huán)實驗為學(xué)生提供了應(yīng)用在未分離的書籍和強(qiáng)大的小毛巾實驗中學(xué)到的概念的機(jī)會。這些實驗描述如下：

2.1 “爬坡的戒指”實驗

下圖1 本實驗利用圓環(huán)和橡皮筋之間的摩擦力使圓環(huán)留在橡皮筋上。同時橡皮筋具有較大的彈性形變，通過巧妙地恢復(fù)橡皮筋的力，學(xué)生抵抗重力將環(huán)向上移動。此實驗分為三個階段：

圖1 “爬坡戒指實驗”

參與：橡皮筋上的圓環(huán)向上移動的現(xiàn)象會導(dǎo)致學(xué)生頭腦中的概念沖突，并引起興趣和好奇心。因此，學(xué)生通常想嘗試這個活動來了解為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。探索：學(xué)生有足夠的時間來操作并探索為什么圓環(huán)會停在橡皮筋上或向上移動。老師提出問題來引導(dǎo)學(xué)生，而不是直接解釋概念并提供答案，隨后鼓勵他們動手實踐并仔細(xì)觀察。鼓勵學(xué)生與他人討論他們的想法和觀察，并用自己的話解釋現(xiàn)象。此外，要求學(xué)生提供有關(guān)圓環(huán)為何停止以及為何向上移動的反饋。在進(jìn)行討論和解釋后，教師向?qū)W生講解實驗原理以及實驗中包含的重要知識點。

2.2 “聽話球”實驗

圖2所示一根長棉線纏繞在球內(nèi)的線軸上，線軸延伸到球殼外。通過拉緊或松動線，可以控制球是留在棉線上還是掉下來。

圖2 “聽話球”實驗

精細(xì)化：學(xué)生可以將上個實驗中學(xué)到的新的概念和定義運(yùn)用到這項實驗中，在此階段，學(xué)生詳細(xì)闡述他們對靜摩擦特性的理解。該實驗引導(dǎo)他們考慮影響摩擦的其他力，并考慮摩擦力和正壓力之間的關(guān)系。

2.3 “未分開的書”實驗

在這個實驗中，學(xué)生首先將兩本書逐頁交錯。然后，老師讓兩個學(xué)生把書分開。通過這個，學(xué)生們了解到僅僅通過拉動書脊幾乎不可能分開書本，但是通過同時吹氣和拉動它們很容易分開。

參與：大多數(shù)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)很難將書本分開后，都迫不及待地想嘗試這項活動。探索：在這個階段，教師應(yīng)該給學(xué)生足夠的時間來進(jìn)行活動，并探索如何把書分開。解釋：學(xué)生提供反饋，說明為何不能將書籍分開以及如何輕松分開。經(jīng)過學(xué)生的討論之后，教師提供正確的信息并講解其中包含的知識點。

2.4 “強(qiáng)力指環(huán)”實驗

圖3 所示在此實驗中，學(xué)生被指示用一張紙來支撐一箱書的重量；紙要對折成筒狀。通過操作學(xué)生發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正壓力增加時，最大靜摩擦力也會增加。

圖3 “強(qiáng)力指環(huán)”實驗

評價階段是對學(xué)生概念的理解和技能的掌握程度進(jìn)行評價，并分為兩種評價，評價1：辨析概念并說明理由，其目的是糾正學(xué)生常見的錯誤，難度較小。評價2：應(yīng)用所學(xué)有關(guān)摩擦力的知識，回答下列問題，需要學(xué)生綜合運(yùn)用知識，進(jìn)行深入思考，難度較大。

3 5E 教學(xué)模式的應(yīng)用建議

Coulson[4]探討了5E 教學(xué)模型的不同保真度水平如何影響學(xué)生的學(xué)習(xí)，當(dāng)教師按照課程材料的開發(fā)方式使用課程材料時，5E 教學(xué)模式可以更有效地提高學(xué)生的成績。教師在中等（基礎(chǔ)）或高（廣泛）水平使用與5E 教學(xué)模式一致的策略和學(xué)習(xí)順序，學(xué)生會獲得更高的分?jǐn)?shù)，反之則會獲得顯著更低的分?jǐn)?shù)。由此可見5E 教學(xué)模式在現(xiàn)實課堂中實施的難度，以及對教師理解和教學(xué)能力的考驗，如果只是機(jī)械地把教學(xué)模式的五個階段強(qiáng)加在課堂教學(xué)中，效果只會適得其反，所以教師在使用該教學(xué)模式時應(yīng)該注意的是要鼓勵學(xué)生參與元認(rèn)知活動，交流他們對概念的理解以及將他們的理解應(yīng)用到新情境中。

5E 教學(xué)模式并不適用于所有學(xué)科。我國義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)探究式教學(xué)并且中學(xué)理科課程標(biāo)準(zhǔn)提出要幫助學(xué)生深入理解學(xué)科的核心概念[5]，所以5E 教學(xué)模式更適用于理科教學(xué)。5E 教學(xué)模式需要以科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會學(xué)等相關(guān)素材為依托的特定教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，所以需要教師對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效地篩選，篩選的標(biāo)準(zhǔn)包括核心概念類知識、實驗類知識以及STS 教育類知識等方面[6]。而且5E 教學(xué)模式并沒有提及應(yīng)該何時使用，所以需要教師根據(jù)教學(xué)需要靈活選用5E 教學(xué)模式，也可以嘗試應(yīng)用在文科教學(xué)當(dāng)中。

4 結(jié)語

總之，5E教學(xué)模式作為探究式教學(xué)模式的重要方法之一，有利于激發(fā)學(xué)生提出各種值得深入探討的問題，使學(xué)生養(yǎng)成尋找合理的研究思路、方法和收集證據(jù)的習(xí)慣，并且能夠熟練地應(yīng)用收集到的證據(jù)對現(xiàn)象和情境進(jìn)行分析和解釋，對與此相關(guān)的問題也可以進(jìn)行解答。但是，在使用5E 教學(xué)模式時，教師不能只是機(jī)械地進(jìn)行效仿，而要理解其實質(zhì)和精髓，在實踐中不斷反思，進(jìn)而改善教學(xué)效果。