“5E学习环”探究教学模式初探

黄皓

摘要：本文首先介绍了5E学习环教学法，随后以“设计、制作一个由简单机械组成的机械模型”为例概述了5E学习环理论在物理课堂教学中的具体运用，然后分析了5E学习环学习情境对培养学生探究能力的作用，最后对教师在5E学习环探究教学中的角色和作用进行了剖析。

关键词：5E学习环；探究教学；综合实践活动；简单机械；小组活动

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）4（S）-0068-4

5E学习环教学法是卡普路斯和赛尔（Karplus&Their）于1967年首先提出的。共有五个阶段：投入（Engagement）、探索（Exploration）、解释（Explanation）、精致化（Elaboration）、评价（Evaluation）。这一教学模式在西方国家的科学课程中具有广泛的应用。

下面就以“设计、制作一个由简单机械组成的机械模型”的教学来说明5E学习环理论在物理课堂教学中的具体运用。

1 教学过程的概述

“综合实践活动——设计、制作一个由简单机械组成的机械模型”是“苏科版”义务教育教科书物理9年级上册中的第一个研究性学习内容，是一节典型的开放性实验课。开展综合实践活动需要大量时间，完全在课内实施很难完成，所以需要辅以一定的课外时间。根据5E学习环教学法，笔者将教学过程分为五个阶段，详见表1。

2 5E学习环学习情境对培养学生探究能力的作用

5E学习环教学模式以学生的主动探究为主要手段、通过给学生提供多次探究机会。使他们的主动性、能动性和创造性发挥出来。在这个过程中他们掌握基本的概念、原理。形成科学的探究方法和技巧，在认知结构、认知技能上都得到发展，并最终养成科学的态度与精神。

5E学习环各阶段学习情境对培养学生探究能力的具体作用详见图1。

3 对利用5E学习环进行探究教学实践时教师的主导作用的剖析

3.1 探究活动始于学生的兴趣

在整个探究活动中。最需要去改变的问题或者说教学过程中压力最大的问题就是怎样才能让学生愿意主动参与实践活动。如果这点不能很好的解决，后面的活动设计再完美，也是无法实施的。在这个阶段，教师的榜样示范作用显得尤其重要。实践证明，一个制作简单，取材方便的实物模型可以有效的激发学生的兴趣和积极性。

3.2 对于探究问题的可行性及要用的时间.教师应该预先仔细评估

在“探索”阶段。对学生来说，仅有实物模型是远远不够的，一张手绘的草图很可能让学生倍感亲切（如图2所示）。对于学生在制作过程中出现几率较大的难点所在，教师必须要有相当的敏锐性：那些事先充分准备却又看似无意的指导就能帮助学生坚持到底，完成任务。对于各阶段的用时，既要有弹性，也要有限制。如果缺乏有效监控，就可能效率低下、浪费时间，有违综合实践活动的初衷。

3.3 在探究过程中.随时注意资料的收集

那些成功的资料固然重要，失败资料的收集却更能促进学生的反思和后摄认知。

例如：在“精致化”阶段中的设计实验方案这个环节，学生普遍给出如图3所示设计。事实上只有在不考虑动滑轮的重力和摩擦力的情况下，F=G/5=2N，所以这种设计不成立。

这种设计充分表明。经过了大量理想条件下的习题训练后，学生已经默认滑轮组是不需要考虑动滑轮的重力和摩擦力的。如果不能改变这种错误认识，解决实际问题当然无从谈起。

又如：在“精致化”阶段，有一个小组发现他们设计的轮轴与滑轮组合的机械效率高达105%！这是绝不可能的。通过教师的引导，经反复尝试后他们发现原因其实很简单，弹簧秤的校零不对；校零时秤钩在下，使用时秤钩在上。排除这个错误后，实测机械效率降到83%。

3.4 当前探究任务的完成并不意味着探究活动的结束

教师应该有意识的引导学生并和他们一起回顾、总结。

例如：为什么选择轮轴与滑轮的组合？别的组合行不行？通过回顾、讨论、总结，学生发现原来可以完成任务的方案不止一个（详见表2），且有共性。这样便自然产生了继续探究、实践的愿望。

又如：在“评价”阶段可以回顾整个探究过程是如何开展的？有新任务又该怎么办？师生共同完成对当前研究的综合整理、反思，从而总结出探究的一般方法，为下次的探究活动打下坚实的基础。

4 对利用5E学习环进行探究教学实践时教师的角色定位的剖析

4.1 教师不能做学生的最大供求者

在“探索”阶段。学生开始会习惯性的关注教师，等待教师的指导。为了活动的顺利开展，教师要有意识的把学生的注意力从教师身上转移到自身、探究伙伴和探究内容上。在“探索”阶段，笔者与学生的交流仅限于提供书面、图片和视频资料，所有制作均要求学生自行完成。

4.2 教师的任务不是在多少时间内教完多少内容

事实上这节教材并没有涉及新知识点。编者的意图是通过本次活动，在实践中应用、掌握《机械与功》一章的相关知识，帮助学生实现从理论到实践的跨越式发展。对编者的意图，教师务必深刻领会。

4.3 不要强求学生服从教师的课前预设。要接受学生做出的任何选择.放手让学生到他们感兴趣的方向进行探究

在“精致化”阶段。笔者的预设是希望学生在课上实践时选择轮轴与斜面的组合来完成任务，因为这种组合操作最简单，机械效率最高。然而大多数学生一开始都选择了滑轮组，发现只用滑轮组不行后多数小组又选择了轮轴与滑轮的组合。笔者尊重学生的选择，并加以适当的辅导后，同样完成了探究任务。

4.4 既不要责备学生的错误.也不要预言学生的错误

当学生准备使用滑轮组完成任务时，笔者引导他们进行可行性论证；如果学生不能从理论上分析，不妨实测一下，看测量数据如何。结果学生都能发现并改正错误，而且整个纠错过程非常自然。

4.5 当学生给出阶段性结果时.追问他们的判断依据；鼓励学生在得到最终结果后，回顾总结，再接再厉

如前文所述，在“评价”阶段对完成任务的可能组合的回顾、总结得到了远远超出预设的多种结果，最后总结出的各种可能组合的共同点也远远超过了教材的教学要求。通过实践，学生很顺利的理解、掌握了这些有相当难度的知识；而笔者在备课阶段从未想到会有这样的教学效果。

综上所述，5E学习环教学模式对教师的角色、作用进行了重新定位，教师的角色、教师发挥作用的方式也发生了显著的变化。教师不再为了“圆满”而包办代替，教师由台前退到幕后，由知识的“权威”、教学管理的“控制者”变为学生学习的协助者、辅导者，开始以更加良性的方式发挥重要作用，从而合理、有效地促进了实验教育的精神价值和文化底蕴的回归。

参考文献：

[1]刘炳异，李容.义务教育教科书·物理·九年级上册[M].南京：江苏科学技术出版社，2013.

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（栏目编辑 邓磊）