基于5E教學模式的生活化物理教學研究

鄭雅欣 陳曉琪 王方標

摘? 要? 基于5E教學模式，與生活化教學相結合，以新人教版高中物理必修二第六章第四節“生活中的圓周運動”為例，進行生活化的物理教學設計，同時闡釋在核心素養背景下5E教學模式與生活化教學相結合的重要性及意義，以期為一線教學提供參考和借鑒。

關鍵詞? 5E教學模式；核心素養；生活化教學；高中物理；圓周運動

中圖分類號：G633.7? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）09-0062-03

0? 引言

《普通高中物理課程標準（2017年版）》提出新的課程理念，同時對教師和學生提出更高的要求：教師在教學物理知識時不應只是進行傳授式教學，應該突出學生的主體地位，倡導探究式學習，重視學科的課程評價，促進物理核心素養的形成；倡導學生多思考物理問題，積極動手，提升動手實踐能力。

1? 物理教學的現狀及危機

當前，很多物理教師仍然采用傳統的講授法進行教學，忽視學生實驗和物理探究過程，重視題海戰術。也許這種方式短時間內能提高學生的成績，可這與以人為本的教學理念背道而馳[1]。物理學科是以實驗為基礎的學科，強調學生的實踐能力，提高學生的物理學科核心素養是教學的核心目標，而傳統的教學模式顯然已經無法滿足當下對學生培養的要求，因此，要尋求更合適的教學方法。

2? 生活化教學的重要性

物理來源于生活，人們同樣生活在一個物理的大千世界中，生活化教學同樣必不可少。物理學科中的很多學習內容都來源于生活，人們同時應用物理的專業知識去解決生活中的實際問題[2]。生活化教學可以融入教學的每個環節，基于學生已有的認知引入問題或要學習的知識，讓學生獲取物理知識的過程成為回歸生活的過程，學以致用。

3? 基于5E教學模式的生活化物理教學研究

顧名思義，5E即五個“E”開頭的英文單詞，分別為Engage、Explore、Explain、Elaborate和Evaluate，翻譯成中文可解釋為吸引、探究、解釋、拓展和評價[3]。5E教學模式歷史悠久，而且這種教學模式經過實踐的驗證和檢測，具有很好的教學效果。以生活化教學為核心理念，5E教學模式可分為五個教學環節：“吸引”是教學中的第一環節，通過與生活實例相結合，或者設置相關知識的生活問題等多種方式引導學生積極思考，是良好教學的開端；“探究”環節是教學中至關重要的一環，在此環節可布置小組討論任務，共同解決問題，大家集思廣益、揚長避短，讓學生在輕松愉快的氛圍里解決問題；“解釋”環節，教師要以專業的知識術語進行解釋，在傳授新知識的同時，更要規范專業知識的表達，既搭建專業知識與生活實例的橋梁，又規范專業知識的學習；“拓展”這一環節是對前面環節知識的展開學習，也是對學生知識學習的檢驗[4]；最后一個環節為“評價”環節，可采取自評、他評等多種方式，讓學生通過評價來檢驗自己的知識水平，同時鍛煉語言組織能力。

4? 基于5E教學模式的生活化物理教學研究案例

下面以新人教版高中物理必修二第六章第四節“生活中的圓周運動”為例進行探討。

4.1? 以生活實例開始的“吸引”環節

在教學開始前，要先吸引學生的注意力和激發學生的學習興趣，這樣有利于形成良好的教學開端，同時讓學生以更大的專注度投入學習。在教學開始時，教師可以不直接介紹物理知識概念，而是通過生活實例或者教具來引起學生的共鳴。讓學生觀看視頻，視頻內容為火車轉彎、汽車過拱橋等生活中的常見運動。

問題一：上面視頻中都涉及什么運動？是不是非常熟悉？可以用我們之前學習過的圓周運動的知識來分析嗎？同學們可以把視頻中的實物簡化成模型畫到紙上，進行受力分析。

問題二：為什么火車的車輪如此設計？為什么外軌高內軌低？請同學們仔細觀察一下火車的結構和鐵軌的結構。

學生在思考過程中并非任務驅動式思考，而是自發地去思考現實生活中火車轉彎問題，從而順利引入新知識。這樣的“吸引環節”一方面可以培養學生的動手及觀察能力，另一方面則是通過火車轉彎等生活實例讓學生聯系實際生活，從而將所學知識應用到生活情境中來。

4.2? 通過生活中的問題來引導學生“探究”

在“探究”過程中，教師要充分引導學生思考，鼓勵學生小組合作，分別發表自己的看法。將火車轉彎圖放大，讓學生觀察結構，教師提示當火車的內軌和外軌高度相同時，進行受力分析。學生小組內進行討論，畫出受力分析示意圖，相互交流、取長補短，最好有不同的觀點分析，從而拓展思路。

小組合作一：火車內軌和外軌相同時，如圖1所示，嘗試畫出火車簡圖，進行受力分析。

小組合作二：探討展示的火車及鐵軌結構圖設計的合理之處，嘗試用學過的物理知識來分析。

最終學生經過探討得出：當火車的內軌和外軌高度相同時，火車轉彎時的向心力是由摩擦力和彈力來提供的。火車質量較大，長期使用，會讓彎道處的鐵軌損壞加劇，這種情況下，火車是非常容易損壞的。可以讓學生想象自己是火車設計專家，如何設計火車，才能讓它的使用壽命更長久一些呢？增進學生之間的交流，讓學生發揮想象力，增強創新能力，培養責任感和工匠精神。

4.3? 通過“解釋”總結上述問題，理解生活現象

在這一階段，教師首先要正面解決上一環節所提出的問題，規范學生作答的專業知識部分，進而解釋生活中的現象。“解釋”環節要求教師糾正上一環節的問題，用理論知識解答火車轉彎這一生活模型。

在上述問題中，涉及內軌和外軌相同以及不同兩種情況。首先進行總結，當內軌和外軌高度相同時，進行受力分析，明確在這種情況下火車的向心力是由鐵軌外軌的輪緣水平彈力提供的。這就存在一個問題：火車質量是非常大的，在內軌和外軌高度相同時，對火車損害很大。因此，不能采用這樣的方式。由此拓展學生的思維，讓學生明白很多固有事物的存在并不是一成不變的，隨著時代的發展，要與時俱進，根據時代特點作出相應調整和改進，學會用辯證的思維去看待問題。

教師再根據內軌和外軌高度相同時所面對的問題引導學生思考：如果在火車的轉彎處設置外軌略高于內軌，如圖2所示，進行受力分析。與上述情況不同的是，在此情況下，向心力是由重力和支持力的合力提供的。

在此過程中，學生對問題的思考得到明確的答復和語言的規范，相比直接傳授知識的方式，印象會更深刻，而且會非常珍惜自己的思考成果，會達到事半功倍的效果。

4.4? 利用常見生活模型，“拓展”思維

作為一門與生活緊密聯系的學科，物理知識的傳授不能僅限于此，在前面的環節總結了水平方向的圓周運動，接下來要進行豎直方向圓周運動分析和總結，使知識內容形成一個完備的體系，本質上也是為學生的學習做示范，思考問題不能單一。以本節知識為例，引導學生去思考豎直方向上的圓周運動，向學生展示汽車過橋的視頻，播放汽車通過山區視頻、車速過快視頻，思考：山區鐵路彎道過多，能否大面積提速？

為了研究方便，取汽車通過最高點那一瞬間進行研究。通過分析可以知道，汽車受到的壓力是小于重力的，二力的合力提供了向心力。通過受力分析可知，二力做差提供向心力，即F=G-N，F=mv2/r。當速度逐漸加快時，會發生什么現象呢？隨著速度越來越快，則對橋的壓力越來越小，汽車會有飛出去的危險，很容易發生交通事故。同時對學生科普交通安全。這啟示人們開車的速度不要過快，當車速快到一定程度時，車就會做平拋運動，因此，這也是路上限制車速的原因之一。通過這個生活實例分析，不僅幫助學生鞏固了知識，也強化了學生的交通安全意識。

拓展訓練：隨堂設置問題，學生進行回答。

例題：小明和朋友一起開車出去游玩，開車過程中通過一個圓弧形的拱橋，半徑為50米，小汽車和人總質量為600千克，汽車到達橋頂時速度為6 m/s。

1）畫出汽車經過橋頂時的受力示意圖。

2）提問：當汽車經過橋頂時，汽車對橋的壓力是多少？

4.5? “評價”階段的生活化總結

學習本節知識后，學生對向心力有了更加深刻的了解，分析問題會更加系統和全面。評價環節不只是最后環節的內容，而是可以穿插到任何一個環節。在傳統教學中，評價這一環節體現較少，但實際上非常重要，而評價也分很多種類別，可以是教師對學生的回答評價，對整堂課的總結評價，也可以是學生之間的評價、自評或者他評。針對本節知識，可以從水平和豎直兩個方向的圓周運動進行總結，在水平方向上以火車為例進行分析，在豎直方向上以汽車過拱形橋為例進行分析，通過分析整合，讓學生對日常生活中的現象產生更加深刻的認識。在豎直方向上，還可以對汽車通過凹形橋進行思考，這也是對豎直方向上圓周運動案例的拓展。值得注意的是，在評價環節不能為了評價而評價，要針對具體問題進行歸納，切實按照生活中的實例去分析，真正發揮評價的積極作用。

5? 結束語

5E教學模式在教育界受到廣泛認可。該教學模式以建構主義為基礎，強調學生學習的主體地位，其中五個經典教學步驟吸引、探究、解釋、拓展和評價更是充分體現了新課標對學生的要求，對學生語言組織、觀察、合作、評價等多方面能力提升有較大幫助，可有效提升學生科學素養。基于此模式的生活化教學，將物理專業知識與生活實際問題緊密聯系，學生更容易接受新知識的內容，通過這一學習過程，發現專業知識不只是課本上的理論，還可以成為自己解決問題的工具。5E教學模式使學生的思辨能力和總結能力都得到提高。

參考文獻

[1] 蔡田怡.基于“5E”探究模式的生活化教學：以初中物理“杠桿”教學為例[J].物理教師，2020，41（12）：48-51.

[2] 王建剛.基于主題情境的初中物理生活化教學的研究[J].華人時刊（校長），2018（12）：61-62.

[3] 鄭原琛.“5E”教學模式在高中物理力學核心概念教學中的應用研究[D].昆明：云南師范大學，2020.

[4] 潘星諭.基于“5E”教學模式的高中力學典型迷思概念的轉變研究[D].昆明：云南師范大學，2019.

作者：鄭雅欣、陳曉琪，牡丹江師范學院在讀研究生，研究方向為物理學教育；王方標，通信作者，牡丹江師范學院，講師，研究方向為物理學教育（157011）。