福建省永春第一中學(xué) 顏麗敏

物理學(xué)是中學(xué)教育中的一個(gè)重要科目，一直以來都受到高度重視。在保持必要的物理學(xué)知識(shí)的同時(shí)，其課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)模式等方面也在發(fā)生變化。由于時(shí)代的新要求、更好的教育環(huán)境的發(fā)展和越來越多的創(chuàng)造性教育理念的引入，教育環(huán)境正變得越來越有活力。在這種情況下，中華人民共和國(guó)教育部制定了新的課程要求，其中一個(gè)明顯的創(chuàng)新是使用新的物理學(xué)核心能力“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”。這一變化不僅符合教育部“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的教育理念，也體現(xiàn)了對(duì)物理學(xué)科在這個(gè)時(shí)代的特點(diǎn)的高度理解。這種“繼承”和“發(fā)展”使學(xué)生學(xué)到的物理知識(shí)更加系統(tǒng)和全面，因此，在高中物理的教學(xué)過程中，教師和學(xué)生都要努力適應(yīng)這一過程。尋找高效的教學(xué)模式是每個(gè)教育工作者的重點(diǎn)工作之一，而“5E”教育模式的出現(xiàn)正是為了滿足時(shí)代的需要。

一、“5E”教育模式的構(gòu)成和內(nèi)涵

“5E”教學(xué)模式（簡(jiǎn)稱“5E”）是由美國(guó)生物學(xué)課程研究（BSCS）根據(jù)建構(gòu)主義教學(xué)理論和概念變化理論開發(fā)的模式。這個(gè)模式可以分為五個(gè)部分：參與、探索（調(diào)查）、解釋、遷移和評(píng)估，其首字母都是“E”，因此被稱為“5E”。

“參與”是“5E”模式的開始，在這個(gè)過程的初始階段，教師應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容、學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)水平和學(xué)生心理發(fā)展的特點(diǎn)，利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、生活中的典型情境，以與生活經(jīng)驗(yàn)的不同之處激發(fā)學(xué)生的求知欲和參與的熱情。

“探索”過程是“5E”模式的一個(gè)重要過程，在這個(gè)過程中，學(xué)生提出合理的科學(xué)猜想，建立定性或定量的研究實(shí)驗(yàn)，或在“預(yù)知沖突”的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理，以證明他們的猜想，并最終形成結(jié)論。

“解釋”是指學(xué)生在通過調(diào)查獲得直接觀察經(jīng)驗(yàn)或理性推理后，用自己的語言解釋相關(guān)事實(shí)的過程。在這一環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生相互傾聽，相互補(bǔ)充，在適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)下建立規(guī)范、完整、科學(xué)的知識(shí)體系。

過渡階段是一個(gè)“遷移”過程，學(xué)生使用他們通過“探索”和互補(bǔ)而形成的新知識(shí)和方法來解決實(shí)際問題或?qū)⑵鋺?yīng)用于新的情況。這是一個(gè)橫向拓展學(xué)習(xí)、縱向深化學(xué)習(xí)的過程，這一過程加深了學(xué)生對(duì)概念的理解，提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

“評(píng)估”分為兩部分：第一部分應(yīng)嵌入前四階段過程中，旨在為學(xué)生的活動(dòng)提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和鼓勵(lì)，促進(jìn)評(píng)估第一部分的流暢性；第二部分放在最后，包括學(xué)生和教師的評(píng)估。學(xué)生評(píng)價(jià)中，學(xué)生對(duì)自己的知識(shí)、方法和過程中的問題進(jìn)行反思，并提出可以進(jìn)一步探討的問題。教師評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握情況，也指導(dǎo)“態(tài)度、情感和價(jià)值觀”的管理發(fā)展。

“5E”學(xué)習(xí)循環(huán)模式是一個(gè)具體的教與學(xué)的循環(huán)模式，許多教育工作者將其改編為包括三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的部分：概念探索、概念定義和概念應(yīng)用，它們構(gòu)成了一個(gè)相互促進(jìn)的整體。

二、“5E”教學(xué)模式在中學(xué)物理教學(xué)中的價(jià)值

（一）引導(dǎo)學(xué)生有效地構(gòu)建新知識(shí)

“5E”方法的理論基礎(chǔ)之一是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。該理論指出，在物理學(xué)和其他學(xué)科中，學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)是對(duì)知識(shí)的掌握，基礎(chǔ)都沒有建好，更不用說上層建筑了。

“5E”教學(xué)模式的價(jià)值在于，它通過創(chuàng)造相關(guān)的場(chǎng)景來引導(dǎo)學(xué)生建立新的知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)物理知識(shí)體系的學(xué)習(xí)。在“探索”和“解釋”環(huán)節(jié)，教師給了學(xué)生思考的時(shí)間，并允許有交流的空間。在“評(píng)估”部分，教師也提倡一種跳出條條框框思考的科學(xué)態(tài)度。交流聯(lián)系的互補(bǔ)性使學(xué)生不僅能很好地學(xué)習(xí)這門課，而且還能培養(yǎng)出用同樣的思想來學(xué)習(xí)其他課程或其他學(xué)科的能力。

（二）融入“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念

“5E”教學(xué)模式以“認(rèn)知—反思”學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，即學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)從教師創(chuàng)設(shè)的情境出發(fā)，以預(yù)測(cè)自己的學(xué)習(xí)，還要求學(xué)生對(duì)新知識(shí)提出自己的假設(shè)，對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)、驗(yàn)證和解釋。當(dāng)然，在這個(gè)過程中會(huì)遇到很多問題，這些問題可以由學(xué)生在“探索”“解釋”和“遷移”這三個(gè)環(huán)節(jié)通過教師指導(dǎo)和獨(dú)立思考來解決，也可以在小組中合作解決。最后，他們可以通過教師的解釋得到加強(qiáng)。這是一個(gè)讓每個(gè)學(xué)生都能進(jìn)入課堂，參與、融入并成為課堂真正主人的好方法。

（三）培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)調(diào)查的能力

物理學(xué)是一門基于觀察和實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是獲得物理知識(shí)和規(guī)律的必要手段。“探索”“解釋”和“遷移”這三個(gè)環(huán)節(jié)允許學(xué)生獨(dú)立或以小組形式進(jìn)行調(diào)查，這個(gè)過程可以培養(yǎng)他們的探究能力。探究能力的培養(yǎng)不應(yīng)僅僅停留在物理課堂上，社區(qū)、學(xué)校和家庭也應(yīng)該為學(xué)生提供提高這方面能力的活動(dòng)，不僅要提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，還要通過知識(shí)的獲取、思維的發(fā)展、技能的提高和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的滲透來提高學(xué)生的全方位能力，使學(xué)生能夠解決其他學(xué)科和日常生活中的問題。

（四）目標(biāo)和評(píng)估方法的差異化

受傳統(tǒng)應(yīng)試教育思想的影響，中國(guó)很多高中仍然采用統(tǒng)一等級(jí)考試的考核方式。這樣的評(píng)價(jià)方法在一定程度上可以用于人才選拔，但若考慮到新的教育背景和新的教育目標(biāo)，這種評(píng)價(jià)方法就變得有些無效了。

與傳統(tǒng)的講授法相比，“5E”教學(xué)模式更注重學(xué)生德、智、體、美、勞全面發(fā)展和終身可持續(xù)發(fā)展。在物理課程教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用的“5E”教學(xué)模式存在一定的優(yōu)勢(shì)：課前，教師對(duì)學(xué)生的物理知識(shí)水平進(jìn)行了解和評(píng)估；課中，師生之間進(jìn)行雙向交流、互動(dòng)和評(píng)估；課后，教師通過評(píng)價(jià)表附帶的學(xué)生意見、學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)進(jìn)行課后反思，學(xué)生通過回憶和打分進(jìn)行自我反思?？梢哉f“5E”教學(xué)模式在課題目標(biāo)達(dá)成度和評(píng)估方法上都實(shí)現(xiàn)了多樣性和豐富性。

三、在高中物理教學(xué)中應(yīng)用“5E”模式的策略

（一）創(chuàng)造適當(dāng)語境的策略

實(shí)施“5E”教學(xué)模式的第一步是“參與”，其特點(diǎn)是創(chuàng)造旨在吸引學(xué)生注意力的情境，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的積極性。這意味著，一方面，不應(yīng)該脫離學(xué)生的認(rèn)知水平和發(fā)展；另一方面，也不應(yīng)該忽視知識(shí)的邏輯性。只有創(chuàng)造一個(gè)適當(dāng)?shù)沫h(huán)境，在參與式課程中引入新課，才能有效地建立物理概念、發(fā)展科學(xué)思維、提高科學(xué)探究技能、強(qiáng)化科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。

（二）實(shí)施有效的調(diào)查策略

隨著課程目標(biāo)在建立物理概念、發(fā)展科學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)探究能力、強(qiáng)化科學(xué)態(tài)度和責(zé)任方面的引入，一些一線教師開始在課堂上進(jìn)行探究。但這些“探究”以無計(jì)劃和重復(fù)的方式進(jìn)行，在某種程度上還是講授法的延續(xù)。因此，將新的標(biāo)準(zhǔn)和教材與靈活的探究活動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)合起來，在課堂上高效有序地進(jìn)行探究，教師需要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的活動(dòng)，避免出現(xiàn)干擾學(xué)習(xí)過程的情況，促進(jìn)課程目標(biāo)的達(dá)成。

（三）靈活使用“解釋”和“遷移”的策略

“5E”教學(xué)模式與其他教學(xué)形式的區(qū)別之一是，“解釋”和“遷移”方式的設(shè)計(jì)和實(shí)施應(yīng)更加靈活，學(xué)習(xí)新知識(shí)后加深印象，加深印象后靈活運(yùn)用，以促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)。因此，靈活運(yùn)用“解釋”和“遷移”環(huán)節(jié)是學(xué)生建立物理概念的重要工具之一?；顒?dòng)可包括活動(dòng)報(bào)告、組間競(jìng)賽、實(shí)驗(yàn)操作或課內(nèi)練習(xí)的一種或多種組合，以促進(jìn)學(xué)生在物理概念、科學(xué)思維、科學(xué)探究技能方面的發(fā)展，并加強(qiáng)其科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。但是，靈活地實(shí)施“解釋”和“遷移”應(yīng)考慮到所在班級(jí)學(xué)生的實(shí)際情況，如果影響到課堂紀(jì)律和教學(xué)進(jìn)度等，則不可取。

（四）評(píng)估過程多樣化的策略

在中學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)過程中應(yīng)用“5E”教學(xué)模式時(shí)，往往伴隨著教學(xué)前教師對(duì)學(xué)生前提條件的評(píng)價(jià)、教學(xué)中的師生評(píng)價(jià)、教學(xué)中的生生評(píng)價(jià)、分組探究時(shí)的師生雙向評(píng)價(jià)、教學(xué)后的師生評(píng)價(jià)、學(xué)生通過回答附帶的評(píng)價(jià)表對(duì)教師的評(píng)價(jià)以及師生自我評(píng)價(jià)等。廣泛的評(píng)估目標(biāo)和評(píng)估方法應(yīng)反映出建立科學(xué)概念、發(fā)展科學(xué)思維、促進(jìn)科學(xué)探究技能和加強(qiáng)科學(xué)態(tài)度和責(zé)任的重要性。

四、“5E”教學(xué)模式在實(shí)踐中的使用——以自由落體為例

（一）參與

問題1：你是否觀察過運(yùn)動(dòng)中的落體？從你所觀察到的情況來看，你可能會(huì)有“重的物體和輕的物體哪個(gè)掉得快？”的疑問。

反思和評(píng)價(jià)：在問題1的引導(dǎo)下，學(xué)生嘗試著回答問題，有的用“樹葉和石頭”的例子，認(rèn)為“重物比輕物落得快”；有的則舉了“大石頭和小石頭”的例子，認(rèn)為“重物和輕物以相同的速度下落”；還有的分析紙張揉成團(tuán)后運(yùn)動(dòng)快慢不一致而陷入困境等。這個(gè)問題的框架促使學(xué)生回憶他們?cè)瓉淼奈锢砀兄头椒ń?jīng)驗(yàn)，并讓他們把原來的感知形象化。在此過程中，教師利用學(xué)生的例子和科學(xué)史（亞里士多德的結(jié)論）來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行比較和分析。一些學(xué)生很快就能看出空氣阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)有影響，為下一步的“探索”奠定了基礎(chǔ)。

（二）探索

問題2：如果你認(rèn)為空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響，請(qǐng)嘗試消除這種影響。要求學(xué)生描述這一現(xiàn)象。

反思和評(píng)價(jià)：“問題2”的目的是通過學(xué)生熟悉的環(huán)境和物品向?qū)W生傳授知識(shí)，通過生活經(jīng)驗(yàn)推進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和促使學(xué)生經(jīng)歷情感體驗(yàn)。

問題3：當(dāng)這兩個(gè)物體相遇時(shí)，這組物體的下落速度與前面描述的兩個(gè)物體的下落速度有什么不同？

反思和評(píng)價(jià)：“問題3”的設(shè)計(jì)是為了讓學(xué)生充分體驗(yàn)邏輯的力量，通過推理和分析得出結(jié)論。然后教師介紹真空管實(shí)驗(yàn)，重新審視學(xué)生的結(jié)論，并介紹“自由落體”的定義。

問題4：教師基于“自由落體”的理論，結(jié)合實(shí)物運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)向?qū)W生闡釋其理論內(nèi)容后，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐e例，加深學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容的理解，并在學(xué)生理解的基礎(chǔ)上，提出新的問題。比如讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合生活中的實(shí)物，解釋自由落體運(yùn)動(dòng)形成的本質(zhì)和表現(xiàn)，以及驗(yàn)證自己的說法。（小組討論、小組實(shí)驗(yàn)）

反思和評(píng)價(jià)：根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生可以快速地了解自由落體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)涵是物體的加速運(yùn)動(dòng)，加之用實(shí)例對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論講授，學(xué)生可以比較好地對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行掌握。有條件的話，還可以用紙帶法，即在紙帶上打點(diǎn)的方式，讓學(xué)生更直觀地感受到物體基于重力向下做加速運(yùn)動(dòng)的軌跡，并引入對(duì)重力加速度計(jì)算方式的講解。

（三）解釋

在本課中，給學(xué)生的解釋應(yīng)當(dāng)有兩個(gè)部分：第一部分是利用實(shí)驗(yàn)證據(jù)和邏輯推理來評(píng)價(jià)“墜落速度和物體重量之間的關(guān)系”；第二部分是基于定量證據(jù)的具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來計(jì)算墜落過程中的加速度。在這個(gè)過程中，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，對(duì)學(xué)生分析出的結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的引導(dǎo)和回應(yīng)。通過這種方式，可以讓學(xué)生加強(qiáng)對(duì)己學(xué)會(huì)知識(shí)的鞏固，以及對(duì)不太熟悉、想不明白的知識(shí)有更深的認(rèn)識(shí)，學(xué)生的分析觀察能力也能同時(shí)得到提高。

（四）遷移

問題5：我們從以前的學(xué)習(xí)中了解到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，關(guān)于描述自由落體運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律，你能告訴我們什么？

問題6：“抓尺子”來比較你和你的同桌可能不同的反應(yīng)時(shí)間并進(jìn)行一些計(jì)算。

反思與評(píng)價(jià)：“問題5”的目的是讓學(xué)生有機(jī)會(huì)比較新舊知識(shí)并建立聯(lián)系，從而將已學(xué)的知識(shí)和方法融入現(xiàn)有的知識(shí)中，建立新的知識(shí)并發(fā)展其“遷移”技能。在“問題6”的情景中，重復(fù)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)第一個(gè)到最后一個(gè)問題的思考，以促使學(xué)生加深對(duì)新知識(shí)的理解和應(yīng)用。

（五）評(píng)估

問題7：（1）你在本課中學(xué)習(xí)了哪些物理知識(shí)？你在探索未知和規(guī)律方面學(xué)到了什么？（2）你如何評(píng)價(jià)亞里士多德和伽利略對(duì)研究落物運(yùn)動(dòng)的貢獻(xiàn)？你認(rèn)為科學(xué)探索的重要精神是什么？

反思與評(píng)價(jià)：第一個(gè)問題是為了讓學(xué)生反思本課所涉及的知識(shí)和方法，以及自己在本課中的學(xué)習(xí)成果，以便在今后的學(xué)習(xí)中做出合理的調(diào)整；第二個(gè)問題是為“科學(xué)態(tài)度和責(zé)任”這一層次設(shè)計(jì)的，旨在引導(dǎo)學(xué)生正確、全面地評(píng)估兩位研究者的貢獻(xiàn)，避免一概而論，從而樹立正確的情感態(tài)度、價(jià)值觀。

（六）教學(xué)考慮

經(jīng)學(xué)者研究，學(xué)生對(duì)其讀過的內(nèi)容的記憶程度一般為百分之十，而對(duì)其說過的內(nèi)容的記憶程度則能達(dá)到驚人的百分之九十。很明顯，學(xué)生的參與度會(huì)對(duì)他們對(duì)知識(shí)的記憶程度和掌握程度產(chǎn)生非常大的影響。學(xué)生通過“解決問題”，主動(dòng)參與教師的“觀察—定性體驗(yàn)”和“邏輯推理—定量體驗(yàn)”過程，理解科學(xué)方法，并獲得成功。這促使學(xué)生感知和智力活動(dòng)的積極循環(huán)，進(jìn)而形成樂觀的人生觀、價(jià)值觀與科學(xué)的方法論。

筆者以新課程理論為基礎(chǔ)，將“5E”教學(xué)法應(yīng)用于中學(xué)物理的教學(xué)實(shí)踐，在學(xué)校選擇兩個(gè)平行班進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，最后對(duì)比結(jié)果顯示，實(shí)踐班級(jí)學(xué)生成績(jī)有所提高?？梢哉f，“5E”教學(xué)模式在新課程下的中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用是有意義的。