“5-E”教學模式在地理校本課程教學中的應用探索

浙江省寧波市四明中學（315040） 張 紅

“5-E”教學模式在地理校本課程教學中的應用探索

浙江省寧波市四明中學（315040） 張 紅

“5-E”教學模式是探究性教學模式之一，它由參與、探究、解釋、遷移和評價五個環節構成，旨在提高學生主動參與學習能力、動手實驗能力、語言表達能力、團隊合作能力和實踐應用能力。地理校本課程的教學要求可以通過“5-E”教學模式來實現。

“5-E”教學模式；地理校本課程

一、引言

2012年秋季，浙江省對高中課程進行了新一輪的深化改革，要求“擴大學校教育、教師教學和學生學習的自主權，引導學生自主選擇、自主學習、自主發展，實現學生全面且有個性的發展”。[1]改革的其中一個內容是增加選修課程，包括知識拓展、職業技能、興趣特長、社會實踐等四類。結合地理學科特點，開設地理校本課程符合深化課程改革的要求，屬于知識拓展類的選修課程。

深化課程改革還要求改進教學方式，嚴格控制教學進度和難度，提升學生學習過程，優化課堂教學模式，推進輕負高質，提升課堂教學品質。鼓勵學校和教師進行教學方式改革的探索，形成個性化的教學風格和特色。在目前考試制度的制約下，必修課程的教學基本上延續傳統的教學方式，教師承擔教學內容的傳授。學生學習，通過練習和考試，不斷提高應試能力，以考試分數作為教師教學水平、學生學習能力的唯一評價標準。這種教學方式已經不能滿足培養現代公民的教育需求。

在深化課程改革的背景下，為了防止學生課業負擔加重，選修課程的教學不與高考掛鉤。地理校本課程的實施，在一定程度上釋放了地理教師的個人興趣，增強了教師的課程意識，教師有更多的空間來發揮自己的特長。在教學內容的選擇，教學方式的創新，教學評價的多樣化方面呈現更多的特色。[2]

地理校本課程的教學內容不能只停留在國家課程；教學模式不能拘泥于傳統的黑板+粉筆或者PPT+鼠標；教學方式不能延續傳統的教師講，學生聽；評價方法不能依賴一成不變的試卷+分數。地理校本課程的教學更多的要注重學生獲取知識的過程，注重學生動手實驗的能力，注重學生質疑問題的能力，對已有知識的質疑，對老師的質疑，對同伴的質疑。筆者在《綠意四明》地理校本課程的教學實踐中，運用了“5-E”教學模式，能夠很好地實現校本課程開設的初衷，符合新一輪新課改的要求。

二、“5-E”教學模式的五個環節

1958年美國生物學課程研究機構提出了開發國家級課程---BSCS(Biological Science Curriculum Study)課程。在BSCS課程教學中，美國科學教育家拜比（Rodgerw.Bybee）于1989年提出了“5-E”教學模式。[3]“5-E”教學模式是一種基于建構主義教學理論的模式，這種教學模式在BSCS的總課程設計中被廣泛應用，并占據著十分重要的地位。它描述了一種能用于總課程、具體學科課程或某一節具體課的教學程序，是一種致力于引起學生學習興趣的有效教學模式。

“5-E”教學模式的基本內涵共分5個環節，分別是參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評價（Evaluation）。[4]

環節環節特質教師行為學生行為參與起始環節。通過創設問題情境來激發學生的學習興趣，學生主動進行問題探究，主動建構知識。問題情境應盡量與現實生活（特別是學生的生活）聯系起來，與課程教學任務聯系起來。情境中的問題能夠吸引學生，引起認知沖突，激發學生主動探究。· 課前了解學生已有知識概念或錯誤概念，分析錯誤概念產生的原因。· 創設問題情境。· 準備演示實驗。· 提出問題以引起學生反應。· 提出問題，如“為什么這樣？”“對于這個我已經知道了什么？”“關于這個我能發現什么？”。· 嘗試回答問題。· 對主題表現出興趣。· 提供必需的背景知識，包括學習材料，如果是實驗探究，還必須提供給學生實驗儀器、實驗材料、背景知識等等。· 觀察、傾聽學生的相互交流。· 在必要的時候提出探索性的問題，間接指導學生的探究。· 為學生提供提出質疑的時間。中心環節。根據上一環節產生的認知沖突，學生主動探究，在這個環節中，學生是主體，教師的作用是引導和幫助，了解學生探究的進程和深度，避免學生過快地得出結論。由于學生進行了具體的探究活動，學生的原有概念、技能、方法等逐漸被暴露出來，為之后創造了便利的條件。探究· 自主思考。· 測驗預言和假設。· 形成新的預言和假設。· 與他人進行討論。· 記錄觀察結果和觀點。· 對判斷提出質疑。解釋關鍵環節。根據已有的知識經驗和上一環節進行探究的過程和結果，學生對探究過程和結果的展示及分析。學生應用邏輯推理，表露對概念的理解，及技能的掌握或方法的運用。如果推理有困難，教師也可以直接借助于學生的實驗過程和結果，并輔助以其他的材料和媒體。· 鼓勵學生用自己的語言解釋概念和定義。· 要求學生給出理由（證據）。· 提供正規的定義、解釋和新的短語。· 介紹概念、過程或方法，幫助學生更加深入地理解新的概念。· 幫助學生擯棄和糾正已有的錯誤概念。· 嘗試用自己的理解，解釋可能的解決方案和概念的理解。· 在解釋中運用記錄的觀察結果。· 批判性地傾聽他人的解釋，提出質疑。· 傾聽和盡量理解教師提供的解釋。遷移深化環節。通過新的活動，繼續發展學生對概念的理解和應用技巧，擴充概念的基本內涵，并與其他已有概念建立某種聯系，同時用新的概念解釋新的情境或新的問題。通過實踐練習，學生從中可以加深或拓展對概念的理解，獲得更多的信息和技能。· 引導學生運用剛學的專業術語，正規的短語、定義。· 鼓勵學生在新的情境中運用或擴展概念和技能。· 提醒學生注意模糊的概念。· 根據新的活動，設問“你已經知道了些什么”“你為什么這么想”。· 在新的近似的情境下運用新的短語、定義、解釋和技能。· 運用原有的信息提出問題，提出解決方案、做出決定、設計實驗。·從證據中總結出合理的結論。評價總結環節。教師和學生用正式和非正式的方法，教師評價，學生互評，自我評價相結合。評價的目的在于確保學生對新知識的理解及應用能力，以確定是否可以參與和學習新的概念。評價也為教師提供了一個評估自己教學過程和效果的機會。· 觀察學生能否運用新的概念和技能。· 觀察學生已經改變了的思維和行為的證據。· 允許學生評價他們自己的學習和過程性技能。· 問一些開放性的問題，如“你是怎么想的”“你有什么證據”“你還能提出什么問題”等。· 運用觀察的結果、證據和以前接受的解釋提出一些開放性的問題。· 展示對概念或技能的理解或認識。· 評估自己的進步。· 鼓勵自己探究新的問題。

三、以“學校周邊河流水污染”為例，應用“5-E”教學模式進行校本課程的教學

地理校本課程的教學要求不同于必修課程，沒有了傳統的學業考試壓力，可以更多地加強對學生的動手能力、思辨能力和合作探究能力的培養。“5-E”教學模式在課堂教學中可以發揮學生主動參與學習，在地理校本課程教學中可以廣泛應用。下面以地理校本課程《綠意四明》“學校周邊河流水污染”的教學設計為例進行說明。

1. 參與環節

創設情境：帶領學生到學校旁邊的后塘河邊進行觀察。

教師講解：我們平時用的自來水有來自于這條河流，再經過凈化處理。而在50多年以前還沒有自來水的日子中，你們長輩是在河中玩耍，城市的居民直接用這個河水。看著眼前這條河流，你們有什么感覺？

學生觀察河流，發現河水的顏色是渾濁的，好像還有一些東西漂浮在上面，近距離聞一下，有一股異味。

學生觀察、思考，提出問題：

①這樣的河水能用嗎，喝了是否會生病中毒？

②河水為什么會是渾濁的，顏色為什么會有點黑綠色？

③河水是被污染了嗎，是什么原因導致的？

④河兩邊和河中央為什么還有花花草草，是自然生長的還是人工種植的？

教師思考：學生基本上都知道水污染的知識，但是缺乏理性的認識。觀察到水是很臟的，但是缺乏對水為什么臟的原因分析和策略思考。對水體富營養化也只是停留在書本的圖片和文字的描述中。

2. 探究環節

教師設計實驗，提供實驗器材，讓學生通過實驗活動認識后塘河的污染情況。[5]

準備實驗材料：三份水體樣本，河水（取自學校邊上的后塘河），自來水，純凈水，分別標注A、B、C。

實驗器材：玻璃棒，酒精燈，蒸發皿，鐵架臺，濾紙，漏斗，燒杯（3個），石棉網，顯微鏡，載玻片（3片），蓋玻片（3片），三腳架，坩堝鉗，火柴若干。

實驗步驟：

① 讓樣本靜置1-2個小時，觀察樣本情況。（教師提前準備好）

② 顯微鏡觀察水體中微生物情況。

③ 用蒸發皿蒸發樣本。

④ 用過濾裝置過濾樣本。

學生通過觀察樣本，開展實驗活動，分析探究實驗結果。

① A樣本清澈，無味，沒有任何微生物可見。蒸發后沒有任何雜質，確定是純凈水。

② B樣本比較清澈，略微渾濁，略有氣味（應該是凈化所需要的氯化物散發出來的氣味。）沒有任何微生物可見。蒸發后沒有任何雜質，應該是自來水。

③ C樣本很渾濁，有異味，有浮游物在游動，蒸發時異味更加明顯，蒸發后沉淀物出現，濾紙上出現深色雜質，且過濾速度越來越慢。說明C樣本為河流水，有浮游藻類物質和其他微生物等雜質。

學生對三種水體的知識比較缺乏，教師需要提供一定的學習資料。自來水是指通過自來水處理廠沉淀、凈化、消毒、過濾等工藝流程，生產出來的符合國家飲用水標準的水，供人們生活、生產使用。需要對其進行106項指標進行檢測。

純凈水是純潔、干凈，不含有雜質或細菌的水，是以符合生活飲用水衛生標準的水為原水，通過特定的加工方法制得而成。不含任何添加物，無色透明，可直接飲用。生產過程可除去對人體健康有害或潛在的危害物質，但在生產過程中對人體必需的微量元素如：Cu、Fe、Zn、F或宏量元素S、P、Ca、Mg、Na、K也被除去，各種有益于人體健康成分損失較大。

3. 解釋環節

學生根據實驗，進行解釋。教師適當引導，鼓勵學生能推導分析問題，能根據城市發展來分析水污染的問題。

從實驗結果看，目前用河水來作為飲用水的來源，需要投入很大的物力、精力來凈化處理，凈化處理的方式有可能會引起另一種污染。學生分析得出河流可能存在一定程度的水體富營養化現象，污染物的來源可能主要來自以下幾方面：

① 城市發展過程中工業廢水的排放。寧波在城市發展中曾經大力發展塑料、化工、電子等高污染產業，廢水廢渣直接排向河流，河流生態環境被嚴重破壞。

② 城市居民環保意識缺乏，隨意把生活垃圾丟棄到河流中。

③ 城市居民生活污水的排放以及大量含磷洗滌劑的使用，這可能是現在水污染的最主要的原因。

④ 河床淤泥缺少定期的清理。

4. 遷移環節

設置新的情景：一方面水體富營養化會促使水葫蘆大量繁殖，影響水質；另一方面，在后塘河中，河道水面種植了花草。

教師提供相關的視頻、實拍照片、現場觀察，提供這兩方面的學習素材。引導學生提出新的問題：種植的花草是否加劇水體富營養現象？根據所學的知識，我們能否提出合理的措施以改善后塘河的水質？

再次設計觀察實驗：取受污染的河水2盆（選較大的盆），其中一盆養若干株水葫蘆，另一盆養比較多的水葫蘆。在盆中放養一些小魚小蝌蚪。每過一段時間觀察盆中水質情況和小魚和小蝌蚪的存活情況，設計表格記錄觀察結果。

水葫蘆狀況少量水葫蘆水體大量水葫蘆水體小魚存活情況第一天水體顏色變化小蝌蚪存活情況

進過10天左右的觀察實驗之后，學生容易得出觀察結果，適量的水葫蘆具有凈化水質的作用，放養的小魚小蝌蚪存活的時間比較長，過量的水葫蘆使水質更差。

教師適時的指導：水葫蘆根系發達，吸收能力非常強。根須有利于吸收和分解水中的氮、磷營養鹽分、有機物、重金屬、甚至放射性元素等污染物。國內曾有試驗證明，水葫蘆還能從污水中除去鎘、鉛、汞等重金屬元素和苯、酚等有機毒物，還會向周圍環境分泌出殺菌因子，令腐生菌、大腸桿菌的數量大大降低，也可以用來處理污泥，具有除臭和克藻的作用。

觀察實驗之后，學生在之前學習知識的基礎下，對水體富營養化有一個更深刻認識，通過適度水葫蘆的實驗，也能理解很多時候事物具有兩面性。對于后塘河水面種植花草有一個正確的認識，植物對水中污染物起到了吸附作用，平衡了水域的生態環境，凈化水質，美化河道。[6]

5. 評價環節

教師根據學生在教學過程和實驗過程中的表現，進行評價，著重關注學生的參與意識、合作精神、語言表達、能否有自己獨到的想法。學生進行自我評價，把本次教學過程中的知識點進行羅列，能夠解答其他組學生提出的問題，也可以評價其他組學生的結果。觀察學生能否還能再次提出問題。

評價的過程不要過多的注重于學生掌握知識的程度，更多的在于關注學生是否掌握了獲取知識的過程和方法，為下一步的學習進行適當的評估。

四、評價與總結

通過“5-E”教學模式在地理校本課程中的應用，感受到“5-E”教學模式倡導探究學習（發現教學法），將基本概念（Concept）和探究的過程（Process）有機地聯系在一起進行學習的教學模式，是有助于學生綜合能力培養的教學模式，也促使了教師的全面發展。[7]

1.“5-E”教學模式在地理校本課程教學中的運用，培養了學生獲取知識的能力和求知、求真、求實的科學態度。《綠意四明》是關于環保的校本課程，進過從小潛移默化的環境教育，學生已經基本掌握環保知識，缺乏的就是一個知識的獲得過程和獲得知識的科學精神。通過“5-E”教學，學生必須在做中學，學中做，沒有現成的答案和結果，學生掌握了一種知識獲取的方法。

2.“5-E”教學模式提高了學生動手實驗與探究問題的能力。學生學習需要動手、動腦一直是教學所倡導的，在傳統的教學模式下很難達成。通過校本課程中運用“5-E”教學模式，強化地理實驗的研究，在實驗的基礎上進行探索式的學習，在教學設計環節，教師先安排學生進行實驗，讓學生根據自己觀察到的現象和事實在已有知識的基礎上進行分析和討論，最后形成新的概念和觀點，建立起自己的知識體系。在這個探索式研究的基礎上，再安排完整的知識內容，讓學生自學，使學生把所學的知識真正同化到自己已有的知識體系之中去。學生在課下自學校本課程內容，課堂上就是進行實驗和討論，教師的任務是準備和指導學生做實驗和野外實習，組織學生進行討論，引導和鼓勵學生積極主動地思考研究，必要時給以幫助。

3.“5-E”教學模式促使了教師角色的轉變。大量的實驗和討論意味著校本課程教學和學習過程的活動性，學生要獲得知識，既要動手，還要動腦。教師需要根據教學的課程內容，設計大量適合學生動手的實驗和器材，搜集大量資料。教師的任務重心不再是知識的傳授，而是提供讓學生探究、思考的一個舞臺，教師主要扮演導演的角色，學生才是主角，教師不可替代學生的演員角色，要敢于做配角。[8]

4.“5-E”教學模式在地理校本課程中的應用，完全符合地理學科的實踐性和綜合性特征，是適宜于推廣使用的一種教學模式。但是在實際應用中，教學理念滯后、學校軟硬件條件欠缺、傳統的教學態勢干擾、教學課時不足等原因將會制約著這種模式的推廣，作為地理教師需要迎難而上。

[1] 浙江省深化普通高中課程改革方案[S].2012.

[2] 王萬里.市域高中地理校本課程系列化開發的探討[J].地理教學, 2010(4).

[3] 吳成軍,張敏.美國生物學“5E”教學模式的內涵、實例及其本質特征[J].課程.教材.教法, 2010(6).

[4] 馬文奎.美國BSCS教材中的“5E”教學模式[J].外國中小學教育, 2002(4).

[5] 林培英,曾紅鷹.國外中學實驗（地理）[M].北京:首都師范大學出版社, 1996.

[6] 吉紅香,黃本勝,李東風.水葫蘆過度繁殖造成的危害及治理對策[J].廣東水利水電, 2005(1).

[7] 崔允漷.校本課程開發[M].北京:教育科學出版社, 2000.

[8] 張大來.高中地理國家課程校本實施策略研究[J].地理教學, 2009(8).

（責任編校：顧錦玉)