5E 教學(xué)模式在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略

文/范加文

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）要求教師重視開展核心素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)，注重開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多樣化的探究活動(dòng)，注重引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在建構(gòu)化學(xué)知識、掌握實(shí)驗(yàn)方法的同時(shí)，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。由此可見，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重中之重，探究式教學(xué)是實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“法寶”[1]。在化學(xué)教學(xué)改革深入發(fā)展之際，探究式教學(xué)模式層出不窮，而5E 教學(xué)模式是其中之一。所謂5E 教學(xué)模式，是美國生物學(xué)課程研究（BSCS）研究者之一的貝爾提出的一種建構(gòu)主義教學(xué)模式，描述了一種用于學(xué)科課程或某一課時(shí)的教學(xué)程序——引入、探究、解釋、遷移、評價(jià)，是一種以學(xué)生為中心、以學(xué)生探究為主的教學(xué)模式。在《課程標(biāo)準(zhǔn)》的指引下，教師可嘗試應(yīng)用5E 教學(xué)模式實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。具體地，在實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可依據(jù)5E 教學(xué)模式的程序，引導(dǎo)學(xué)生逐步探究。以人教版化學(xué)九年級（上冊）第二單元“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1：氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”為例，教師可如此實(shí)施教學(xué)。

一、引入：創(chuàng)設(shè)情境，引入實(shí)驗(yàn)

引入是5E 教學(xué)模式的第一個(gè)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)重在激發(fā)學(xué)生興趣，引入新知。學(xué)習(xí)情境是教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容，選取適宜資源，應(yīng)用多樣手段，精心創(chuàng)設(shè)的真實(shí)的教學(xué)場景[2]。在體驗(yàn)真實(shí)場景之際，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生興趣，同時(shí)自覺遷移已有經(jīng)驗(yàn)，積極探究，順其自然地理解新知。因此，在應(yīng)用5E 教學(xué)模式實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可以引入環(huán)節(jié)為立足點(diǎn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)情境，借此激發(fā)學(xué)生興趣，引入實(shí)驗(yàn)。

“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1：氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”這節(jié)課的內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系密切。于是，教師挖掘生活資源。在引入環(huán)節(jié)，教師直接在電子白板上展現(xiàn)生活資源，如賣魚大姐利用管子向魚缸中吹氣泡的視頻，賣熟食的大叔用鼓風(fēng)機(jī)向爐子中吹氣的圖片。學(xué)生在多種感官的作用下自發(fā)走進(jìn)生活場景中。教師則需要把握時(shí)機(jī)，提出問題：“此前，我們學(xué)習(xí)了氧氣的性質(zhì)。生活場景中涉及哪些‘氧氣的性質(zhì)和用途’呢？”在問題的作用下，學(xué)生遷移已有化學(xué)認(rèn)知，分析生活場景，積極作答，如“氧氣不溶于水，且不與水發(fā)生反應(yīng)。用管子向魚缸中吹氣泡是為了給魚缸中的魚輸送氧氣，避免魚死掉。”教師及時(shí)地給予學(xué)生肯定，并追問：“氧氣在生活中有這么多的用途，那么我們?nèi)绾沃苽溲鯕饽兀俊贝藭r(shí)，大部分學(xué)生陷入迷茫。于是，教師開門見山地引出本節(jié)課的內(nèi)容——實(shí)驗(yàn)室常用高錳酸鉀制取氧氣的方法。學(xué)生對此尤為感興趣，積極探究具體方法。由此可見，創(chuàng)設(shè)情境不僅可以引發(fā)學(xué)生的探究興趣，還可以促使學(xué)生積極探究新知內(nèi)容，有利于推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利開展。

二、探究：動(dòng)手操作，探究實(shí)驗(yàn)

探究是5E 教學(xué)模式的第二個(gè)環(huán)節(jié)，也是中心環(huán)節(jié)。在探究環(huán)節(jié)，教師要引導(dǎo)學(xué)生用適宜的方式進(jìn)行探究，使學(xué)生一步步地建構(gòu)認(rèn)知。在應(yīng)用5E 教學(xué)模式實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)立足探究環(huán)節(jié)，應(yīng)用適宜方式，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，自然而然地探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，建構(gòu)良好認(rèn)知。

在“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1：氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”課堂上，教師先提出任務(wù)：“與小組成員一起閱讀教材，梳理用高錳酸鉀制取氧氣的方法，歸納制取氧氣的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品。”在提出任務(wù)后，教師給予學(xué)生充足的探究時(shí)間。在探究之際，學(xué)生先自讀教材，有所發(fā)現(xiàn)，接著與小組成員共享各自發(fā)現(xiàn)，并就此進(jìn)行討論。在討論過程中，學(xué)生不斷地碰撞思維，逐步地總結(jié)出用高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)的方法、儀器和藥品。于是，教師組織展示活動(dòng)，鼓勵(lì)小組毛遂自薦，呈現(xiàn)任務(wù)成果。教師可以小組的任務(wù)成果為依據(jù)進(jìn)行引導(dǎo)，如提出問題：“怎樣用排水法收集氧氣？”“怎樣拿出導(dǎo)氣管？”等。在一個(gè)個(gè)問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生從細(xì)節(jié)入手，深入探究具體的操作方法，由此準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)方法。教師把握時(shí)機(jī)，總結(jié)用高錳酸鉀制取氧氣的方法及原理、制取氧氣的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，幫助學(xué)生完善認(rèn)知。基于此，教師繼續(xù)提出任務(wù)：“與小組成員按照總結(jié)的成果，選取合適的實(shí)驗(yàn)裝置，操作完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。”初中生本就對實(shí)驗(yàn)感興趣，在此任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，他們興致高昂，踴躍地動(dòng)手操作。在學(xué)生合作操作的過程中，教師巡視課堂，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)地進(jìn)行點(diǎn)撥。在組員的通力合作和教師的點(diǎn)撥下，各小組都完成了氧氣收集任務(wù)。對此，教師向?qū)W生提問：“怎樣檢驗(yàn)制滿了氧氣？”在實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)的支撐下，學(xué)生踴躍作答，如：“氧氣有氧化性，支持燃燒，將帶有火星的木條靠近集氣瓶瓶口，如果木條上的火星復(fù)燃，這說明積滿了氧氣。”教師在給予學(xué)生贊賞后，追問道：“怎樣驗(yàn)證氧氣的性質(zhì)呢？”受到問題的驅(qū)動(dòng)，學(xué)生繼續(xù)與小組成員合作，查閱相關(guān)資料，獲取有價(jià)值的信息，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手操作。同樣，教師應(yīng)用如上方法，提出問題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，建構(gòu)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知。實(shí)踐證明，在不斷操作化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生不斷探究，透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，一步步地總結(jié)相關(guān)內(nèi)容，建構(gòu)了化學(xué)認(rèn)知。同時(shí)，大部分學(xué)生因此積累了化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了溝通能力和實(shí)驗(yàn)操作能力等，提高了化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)質(zhì)量。

三、解釋：依據(jù)實(shí)驗(yàn)，解釋知識

解釋是5E 教學(xué)模式的第三個(gè)環(huán)節(jié)，是教師聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生不斷解釋，增強(qiáng)知識認(rèn)知的活動(dòng)。合作解釋是合作探究的具體表現(xiàn)。在合作解釋的過程中，學(xué)生會(huì)提出不同的看法，由此碰撞思維，迸發(fā)出思維火花，從而建構(gòu)深刻認(rèn)知，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，通過合作解釋，學(xué)生會(huì)鍛煉思維能力和語言表達(dá)能力等。由此，在應(yīng)用5E 教學(xué)模式實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)立足解釋環(huán)節(jié)，以學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作情況為依據(jù)，應(yīng)用適宜方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作解釋。

（一）依據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，解釋知識

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具有直觀性，為學(xué)生提供了形象思維便利[3]。在解釋環(huán)節(jié)，教師依據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，向?qū)W生提問，引導(dǎo)學(xué)生合作解釋，便于學(xué)生進(jìn)行形象思維，透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋化學(xué)知識，由此形成良好的化學(xué)認(rèn)知能力。

在“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1：氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”課堂上，學(xué)生通過不斷實(shí)驗(yàn)，探究到了實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原理、氧氣的性質(zhì)等內(nèi)容。基于學(xué)生的探究所得，教師聯(lián)系實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，向他們發(fā)問：“木條燃盡，將其伸進(jìn)瓶子的原因是什么？”“硫黃在氧氣中燃燒，為什么要在瓶子底部放入一些水呢？”在提出問題后，教師組織小組辯論活動(dòng)。在辯論活動(dòng)中，各小組成員先與本組成員進(jìn)行交流，提出不同看法，積極討論，達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)知。然后，教師組織集體辯論活動(dòng)。在辯論的過程中，學(xué)生踴躍表達(dá)。如有的小組提道：“鐵絲溫度升高。”有的小組則就此提出反對意見：“不是，是怕火柴燃燒消耗氧氣。”在各小組你一言我一語的表述下，課堂教學(xué)氛圍異常活躍。同時(shí)，學(xué)生也因此不斷地碰撞出思維火花，增強(qiáng)對所學(xué)的認(rèn)知。在學(xué)生結(jié)束辯論后，教師做出解釋，促使學(xué)生建構(gòu)完善的認(rèn)知。實(shí)踐證明，學(xué)生通過進(jìn)行合作解釋，加深了對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解，順其自然地鍛煉了思維能力、語言表達(dá)能力。

（二）依據(jù)實(shí)驗(yàn)練習(xí)，解釋知識

實(shí)驗(yàn)練習(xí)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可缺少的一部分，是學(xué)生解釋化學(xué)知識、增強(qiáng)認(rèn)知的重要途徑。在解釋環(huán)節(jié)，教師可以依據(jù)學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知情況，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)練習(xí)活動(dòng)，借此引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)解釋化學(xué)知識，切實(shí)增強(qiáng)認(rèn)知。

在“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1：氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”課堂解釋環(huán)節(jié)，教師在電子白板上呈現(xiàn)如下圖片：

圖1

結(jié)合圖片內(nèi)容，教師提出練習(xí)要求：“請大家觀察圖片中的實(shí)驗(yàn)裝置，指出錯(cuò)誤之處。”在此要求的驅(qū)動(dòng)下，大部分學(xué)生遷移已有認(rèn)知，認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)不同的錯(cuò)誤之處，并就此展開表述。在學(xué)生表述之際，教師認(rèn)真傾聽，并把握有價(jià)值的內(nèi)容，提出問題，如“利用排水法收集氧氣，為什么要先移除導(dǎo)管，再移除酒精燈呢？”在問題的驅(qū)使下，學(xué)生自覺地與小組成員進(jìn)行交流。學(xué)生大都遷移已有認(rèn)知，認(rèn)真解釋。學(xué)生交流后，教師沒有引導(dǎo)他們展現(xiàn)交流成果，而是在電子白板上展示反面操作。同時(shí)，在展示反面操作時(shí)，教師提出問題：“先移除酒精燈，此時(shí)導(dǎo)管中發(fā)生了怎樣的現(xiàn)象？產(chǎn)生了怎樣的后果呢？”學(xué)生認(rèn)真觀看反面操作，積極思考，有所發(fā)現(xiàn)，如“先移除酒精燈，導(dǎo)管會(huì)遇冷，此時(shí)其中的氣體壓強(qiáng)變小，水槽中的水倒吸入導(dǎo)管中，致使導(dǎo)管炸裂。”在如此發(fā)現(xiàn)的作用下，學(xué)生自主地完善之前的解釋結(jié)果，由此加深對所學(xué)的理解。

四、遷移：拓展課堂，遷移應(yīng)用

遷移是5E 教學(xué)模式的第四個(gè)環(huán)節(jié)，是應(yīng)用所學(xué)的重要環(huán)節(jié)。檢驗(yàn)學(xué)生探究成果的方式之一是引導(dǎo)學(xué)生遷移并應(yīng)用探究結(jié)果，解決實(shí)際問題[4]。此外，用新知識解決新問題，可以使學(xué)生加深對所學(xué)的理解，同時(shí)鍛煉問題解決能力、知識應(yīng)用能力。所以，在應(yīng)用5E 教學(xué)模式實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師以學(xué)生的探究所得為基礎(chǔ)，提出具有拓展性的問題或任務(wù)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生遷移應(yīng)用所學(xué)，用新知識解決新問題。

在學(xué)生了解了用高錳酸鉀制取氧氣的相關(guān)內(nèi)容后，教師做出引導(dǎo)：“除了使用高錳酸鉀制取氧氣外，還可以使用過氧化氫。那么，所需要的其他藥品和儀器是否可以用生活中的其他物品替代呢？”在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生拓展思維，遷移實(shí)驗(yàn)認(rèn)知，走進(jìn)現(xiàn)實(shí)生活探尋其他可用的實(shí)驗(yàn)藥品和儀器。在探尋的過程中，學(xué)生主動(dòng)地與小組成員進(jìn)行交流。通過不斷交流，大部分小組確定了實(shí)驗(yàn)藥品和儀器，如“將水泥塊、舊電池作為催化劑，將注射器作為分液漏斗，將塑料瓶作為錐形瓶，將吸管作為導(dǎo)管，將罐頭瓶作為集氣瓶等。”在某小組展示實(shí)驗(yàn)藥品和儀器之際，其他小組進(jìn)行補(bǔ)充，如“可以將二氧化錳作為催化劑。”于是，教師鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)與小組成員交流，探究使用各種替代物操作實(shí)驗(yàn)的方法及可能產(chǎn)生的現(xiàn)象。實(shí)際上，學(xué)生如此交流的過程，正是對制取氧氣實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)認(rèn)知的過程。基于學(xué)生的交流情況，教師提問：“與用高錳酸鉀制取氧氣相比，使用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？”在問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生進(jìn)一步探究，遷移已有認(rèn)知，認(rèn)真比較，發(fā)現(xiàn)使用過氧化氫溶液制取氧氣和使用二氧化錳制取氧氣的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐證明，學(xué)生通過遷移應(yīng)用課堂所學(xué)，不僅及時(shí)地解決了化學(xué)問題，增強(qiáng)了對所學(xué)的認(rèn)知，還便于在生活中主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，提升實(shí)驗(yàn)探究水平。

五、評價(jià)

評價(jià)雖是5E 教學(xué)模式的第五個(gè)環(huán)節(jié)，但實(shí)際上貫穿5E 教學(xué)始終[5]。在應(yīng)用5E 教學(xué)模式實(shí)施化學(xué)教學(xué)時(shí)，教師要立足引入、探究、解釋、遷移這些環(huán)節(jié)，靈活地進(jìn)行教學(xué)評價(jià)。

比如，“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1：氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”課堂解釋環(huán)節(jié)，教師以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生解釋化學(xué)知識。在此之際，教師提出互評要求：“請大家在小組中互相監(jiān)督，了解彼此提出的看法，判斷彼此是否踴躍參與合作探究活動(dòng)，在合作探究活動(dòng)中有哪些良好表現(xiàn)。”在如此要求的指引下，小組成員互相監(jiān)督。部分學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，踴躍地參與合作探究活動(dòng)，做出化學(xué)解釋，助推了合作探究活動(dòng)順利開展。在學(xué)生做出化學(xué)解釋后，教師鼓勵(lì)他們依據(jù)了解的情況，填寫合作評價(jià)表，實(shí)事求是地評價(jià)每一個(gè)組員的表現(xiàn)。在他人的評價(jià)下，組員們了解自身情況，自覺地查漏補(bǔ)缺。

六、結(jié)束語

綜上所述，有效應(yīng)用5E 教學(xué)模式實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以使學(xué)生切實(shí)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，掌握化學(xué)知識，獲取實(shí)驗(yàn)方法，鍛煉探究能力，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。鑒于此，在實(shí)施初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)以《課程標(biāo)準(zhǔn)》為指導(dǎo)，以探究式教學(xué)為重點(diǎn)，應(yīng)用5E 教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生通過引入、探究、解釋、遷移、評價(jià)環(huán)節(jié)進(jìn)行探究，一步步地建構(gòu)良好的化學(xué)認(rèn)知，掌握實(shí)驗(yàn)方法，積累實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展探究能力，做到探有所得，進(jìn)而提高初中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。