5E教学模式应用于路基路面工程教学的探索

张彩利 宋倜 李宁利 孙吉书 李霞

[摘 要]课题组结合新工科建设需要，分析了目前路基路面工程教学中存在的问题，提出采用5E教学模式进行课程改革的建议，详细介绍了5E教学模式的内涵和教学程序，结合路基路面工程教学实践，阐述了如何在课堂教学中运用5E教学模式进行教学，进而提高学生的科学思维能力和实践创新能力。课题组结合教学实践，总结了应用5E教学模式时应注意事项。

[关键词]5E;路基路面工程;新工科

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）10-0080-03

2019年4月26日教育部联合13个部门推出的“六卓越一拔尖”计划2.0在天津大学全面启动实施。“六卓越一拔尖”计划2.0的战略部署是全面推进“四新”（新工科、新医科、新农科、新文科）建设。新工科人才培养要实现从传统工科学科导向的培养理念向成果导向转变，建立人才培养“新模式”，就必须改造原有的传统教学模式，及时更新教学理念。

路基路面工程是道路桥梁与渡河工程专业一门必修的专业主干课程，主要讲授路基工程、路面工程的基本理论和基本知识。课程支撑道路桥梁与渡河工程培养方案中的工程知识、问题分析、设计开发、解决方案等多项毕业要求，课程教学目标是培养学生灵活运用路基路面工程基本理论和基本知识，分析和解决道路工程领域中复杂工程问题，提升学生科学思维和实践创新能力[1-2]。经过多年的教学实践及调研，发现大多数教师在该课程教学过程中采用传统的以教师为中心的教学模式，不能做到以学生为中心，进而也就不能适应新工科建设对道路桥梁与渡河工程专业人才的需求。因此，必须立足以学生为中心的教学理念，进行教学模式改革，采用各种教学方法和手段让学生真正“学会学习”，培养学生终身学习的能力，提升学生科学思维能力和实践创新能力。

5E教学模式是一种以学生为中心的教学模式，该教学模式始终强调学生是学习的主体，一切教学活动和策略都是以提高学生学习能力为目标，学生通过自身努力获得知识和得到真知，强调学生的学习结果，教学过程中教师只是学生建构知识的帮助者和引导者。由此可见，5E教学模式契合了成果导向理念和新工科建设对人才培养模式的需求，能够适应时代发展的需要。本文结合路基路面工程课堂教学实际，对5E教学模式在实际教学中的应用进行了探讨。

一、5E教学模式内涵

5E教学模式是由美国生物学课程研究者之一罗杰·贝比开發出的既能用于课程群或一门具体的课程，也能用于某一具体课堂环节的一种教学程序[3]，该教学模式的理论基础是建构主义理论和概念转变理论。

5E教学模式是对卡普拉斯三个阶段学习环模式的进一步扩展和完善，它的核心思想是以学生为中心，通过运用调查和实验的方法解决问题，目的是能够在教学过程中引起学生的学习兴趣。另外，该模式还强调通过分组讨论式学习来调动学生积极思考，进而促进学生对知识的理解和掌握[4]。

二、5E教学模式教学程序

5E教学模式的整个教学过程分为五个步骤，分别是：参与（Engage）、探究（Explore）、解释（Explain）、详细说明（Elaborate）、评价（Evaluate），每一个学习阶段分别以“E”开头，所以又被简称为5E教学模式[5-6] 。

（一） Engage——设疑导入，走进新知

参与是5E教学模式的第一个环节，该环节的主要教学目的是通过引出教学任务，激发学生学习兴趣，吸引学生注意力，进而激发学生求知欲望。本环节的要点是：教师要选择合适的教学任务或者提供有意义的学习活动，以此来吸引学生的学习兴趣，如果教学任务不恰当或者没有意义，则达不到激发学生学习兴趣的目的。这就要求，教师提出的问题或者展示的情境应尽量贴合实际生活，并能与课程内容和教学任务有机联系在一起，学生利用以往的知识和经验对教师提出的问题、情境或现象进行思考，学生在思考过程中自然就会暴露出一些粗浅的认识或者错误的概念。本环节可以采用问题引导、任务驱动等教学策略吸引学生注意力和激发学生学习兴趣。

（二）Explore——亲历过程，探究释疑

探究是5E教学模式的核心环节。知识目标、能力目标的达成以及技巧的掌握均需在该环节完成[7]。探究环节中学生作为主体对知识进行探索和研究，教师作为引导者和帮助者观察、倾听和了解学生的需要，根据学生在参与环节中反映出的错误概念或方法，引导学生进行自主、合作探究，将探究活动不断深化，进而帮助学生获得知识和技能。该环节中学生要针对教师提出的特定内容进行探索和研究，要仔细观察现象并能建立起事物之间的联系，要能够概括规律、识别变量，这也为之后新概念的提出和界定奠定基础[5-6]。

（三）Explain——师生共探，共解新知

解释是5E教学模式的关键环节，解释环节目的是帮助学生对新知识建立初步的科学认识。这一环节中学生对已有的知识经验和上一环节探究过程和结果进行抽象化、理论化，使其成为一种可交流的形式，这是使新概念、过程或方法明确化和可理解化的过程[8]。该环节的要点是：探究完成后，教师应鼓励和引导学生用自己的语言对探究结果进行解释或阐述，然后，教师在学生解释基础上给出科学的解释、方法或概念。教师给出的新概念或者新方法应直接、简洁、清晰、明了，同时也应与前两个环节的经历相联系。

本环节主要采用的教学策略是理论教授，同时辅助视频、多媒体技术、现代化教学技术等手段对新概念、新知识进行阐释。

（四）Elaborate——设疑启思，系统构建

详细说明环节的主要目的是帮助学生建立起已有知识和新概念之间的联系，并能利用新概念去尝试解决新问题或解释新现象，扩充概念的基本内涵，加深和拓宽学生对知识的理解。在进行了教学重点和难点的梳理剖析后，学生已经掌握了基本概念和方法，此时应该及时利用新的情境或问题，将学生所学应用在新的问题或有联系的情境之下，加深对概念的理解和灵活运用。概念的扩充以及知识的迁移，能够最大程度调动学生的学习兴趣，培养学生的发散性思维能力，有利于学生融合知识点，构建知识体系，形成整体观念。

这一环节是新概念不断迁移运用的过程。教师应启发学生利用新概念解决新问题或新现象，并引导学生对相应的概念、过程和方法进行归纳总结，注意引导学生尽量使用刚刚学习的术语，使学生从术语到内涵全方位地理解新概念。

该环节教师可以采用以下教学策略：教师先要给学生安排一个新的学习任务，例如设计一个综合运用所讲知识的问题，要求学生分组讨论并给出解决方案。讨论学习过程中学生需要通过讨论、查阅资料等手段从各种渠道获得所需的信息和知识，同时需要应用到在上个环节中学习到的新概念或新方法，引导学生不断内化新知识，加强对新概念的理解，并培养学生团队协作交流能力、辩证思维和创新的意识。

（五） Evaluate—全面评价，共同提升

5E教学模式区别于传统教学模式的重要之处在于评价环节，评价环节的目的是培养学生的自我意识和自主能力，帮助学生自我定位，了解自己、改进自己，从而更加积极地融入并参与到课堂教学实践的每一个环节[5，9]。

评价一般由教师和学生共同参与完成。评价过程中不仅注重评价内容、评价方法的多样性，而且评价主体也具有多元性。评价内容包括学生学习反馈的评价和学习过程的评价等多方面[5];评价主体包括教师评价、学生自评及互评、专家评价等多个主体;评价方法除了过程性评价和总结性评价外还关注形成性评价。在评价的过程中老师和学生都能够获得进一步改进，促进学生深度学习和教学改进，真正实现教学相长[10-11]。

三、5E教学模式在路基路面工程教学中的应用

路基路面工程是高等院校土木工程专业道路与桥梁工程方向的核心课程，课程内容广泛，包括行车荷载与环境因素、路基设计、路面结构设计、排水设计等相对理论性较强的内容，同时还包括路基施工、路面施工等与工程实践联系较密切的内容。本课程是一门理论与实践并重、工程实践性较强的课程，要想讲授本课程，除了需要有较强的理论知识和较为扎实的现场施工技术，在课堂教学过程中，更要注意采用各种教学方法来激發学生的主观能动性，提高课堂教学效果[2]。2017年笔者开始尝试在路基路面工程课程教学中应用5E教学模式，表1为5E教学模式在沥青路面病害成因知识点讲授中的应用示例。

四、结语

5E教学模式是一种能够阐释现代教育理论的科学教学模式，能够真正地做到以学生为中心，符合成果导向理念，满足新工科建设需要。通过两个学期的应用与实践，发现该模式为路基路面工程课程教学带来很大推进作用，大大提高了学生的学习兴趣，并激发了学生的创新精神，学生参加与专业有关的各种科技创新大赛的积极性明显提高，有助于新工科人才培养目标的达成。但在使用5E教学模式时，应充分理解其内涵和精髓，要结合课程实际进行该模式的应用，不能生搬硬套，应尽量选择概念比较清晰、推导具有多样化、结论具有收敛性的课程或者课程内容进行该教学模式实践。此外，相比传统授课模式，5E 教学模式需要教师花费更多的时间和投入更多的精力进行教学设计，因此教学过程中需要根据培养目标对教学内容进行合理的取舍。同时，5E教学模式实施过程中多采用讨论式教学，这就需要教师提前做好各种预案，能够及时掌控整个课堂秩序及应对各种突发情况。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王强.《路基路面工程》课程教学改革研究[J].高教学刊，2016（14）：120-123.

[2] 马青娜，樊军，高磊.如何上好《路基路面工程》这门课[J].教育教学论坛，2016（8）：213-214.

[3] 曾珠.浅析建构主义在大学英语教学中的应用[J].技术与市场，2014，21（12）：271.

[4] 郑秋红，顾锋娟.货币银行学课程中“5E”探究式教学模式探讨[J].浙江万里学院学报，2011（6）：103-107.

[5] 丁常宏，周博，南洋，等.“5E”教学模式的内涵及其对分子生药学教学的启示[J].中医药导报，2017，23（18）：131-133.

[6] 王健，李秀菊.5E教学模式的内涵及其对我国理科教育的启示[J]. 生物学通报，2012，47（3）：39-41 .

[7] 赵海燕.《商务英语翻译》课程教学中“5E”学习环教学模式的设计：以“中文菜单的翻译原则”为例[J].南昌教育学院学报，2016（3）：45-47.

[8] 杨小变.5E教学模式在生物学教学中的应用[J].知识经济，2015（13）：174.

[9] 赖文旺，潘海芳.基于“5-E”教学模式有效发展学生的生物科学探究能力[J].中学理科园地，2016，69（4）：9-10.

[10] 张敬南.基于5E教学模式的典型教学案例应用[J].电气电子教学学报，2016，38（5）：75-77.

[11] 付鑫，杨文源.“兴奋在神经纤维上的传导”一节5E教学模式设计[J].生物学通报，2015，50（2）：35-38.

[责任编辑：钟 岚]