基于5E 教學模式的中學物理教學探究

路啟明

（甘肅省通渭縣第一中學，甘肅通渭 743300）

中學階段是培育學生物理素養的關鍵時期，而在新課改背景下，傳統的物理課堂教學模式卻暴露出一些不足，需要抓緊彌補。5E 教學模式不僅契合物理的學科特點和教學需求，也順應了學生的認知發展規律，能夠提高學生學習物理的興趣，促進學生的思維能力和探究技能協調發展。教師應該基于5E 教學模式及其構成要素，對物理課堂進行教學設計，緊扣課程目標，優化5E 教學模式的每一個環節，吸引學生主體參與，提升課堂的生成性和探究性，從而促進學生對物理知識技能的系統化掌握。

一、5E 教學模式的構成和內涵

5E 教學模式最早是由美國生物學課程研究（BSCC）提出的，它的理論基礎是構建主義教學和概念轉變理論，該模式一共由五個教學環節構成，分別是引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）和評價（Evaluation），由于這五個環節的英文首字母都是“E”字符開頭，所以被簡稱為5E 教學模式［1］。該模式強調以學生為中心，科學地規劃課堂教學的每個階段，五個環節之間是相互聯系、環環相扣的關系，倡導學生通過小組合作探究的方式，循序漸進的過程，對課程知識進行理解和構建，這與新時期教學改革的宗旨不謀而合，在中學物理教學中具有非常高的實踐價值。

二、基于5E 教學模式的中學物理教學優勢

（一）有助于優化物理課堂教學的流程

對于中學物理教學來說，想要達到課程目標，必須合理地規劃課堂教學流程，才能使教學內容安排得更加緊致，促進學生的深度學習。就以往的物理課堂教學而言，教師對教學流程的設置存在一些不科學之處，比如缺乏有效的引入和鋪墊，就直接為學生講解新知識，或者省略掉拓展遷移的環節，導致學生只掌握了基礎知識，卻不了解實際應用的方法，降低了學生的物理學習效果?；?E 教學模式開展中學物理教學，最突出的優勢就是有助于優化課堂教學的流程。5E 教學模式還被稱為5E 學習環，就是把課堂教學過程作為一個閉環，涵蓋新知的引入、探究解釋、遷移應用、評價反思等各個層面，既重視結果，也關注過程。教師在備課階段可以根據物理課程目標和5E 教學模式的構成，精心規劃教學流程，合理地分配和管理時間，安排教學內容和步驟，解決教學流程殘缺不全的問題，從而確保課堂容量和學生的訓練量，增加教學收效。

（二）有助于促進學生物理認知結構的構建

有研究表明，學生在物理學習中面臨的主要難點是認知結構存在缺陷，具體表現為物理知識、信息儲備量匱乏，對物理概念的組織程度欠佳，有序化程度較低，物理知識表征不夠完善，開放性亟待提升，等等。5E 教學模式高度尊重學生的認知規律，基于該模式開展中學物理教學，有助于彌補學生認知思維等方面存在的缺陷，促進學生物理認知結構的構建。在5E 教學模式中的引入環節，教師可以創設范圍廣、概括程度高的具體情境，給學生提供足夠的信息量，使學生不受前概念的干擾，更加輕松地理解新知識；在探究和解釋環節，教師可以引導學生進行獨立思考與合作討論，把零散的知識點結構化、條理化，形成比較完整的知識網絡；在遷移環節，教師可以根據物理知識創建新的應用場景，讓學生在理解的基礎上做到學以致用，同時與其他已有概念建立某種聯系，從而實現知識的轉化，提升學生構建物理認知結構的質量。

（三）有助于增強學生的物理探究技能

物理新課標要求學生在學習中經歷科學探究的過程，具備初步的科學探究能力，以及運用多種方法進行研究的意識，能獨立思考、尊重事實、敢于質疑和創新。中學物理教學改革的主要發展點，是培養學生的探究素養。傳統的滿堂灌、講授式教學模式無法滿足學校開展探究性訓練的需求，導致學生相應技能的提升非常緩慢。5E 教學模式在機制上，與解決問題的探究過程十分類似，能夠讓學生在做中學，師生的課堂地位發生實質性的翻轉，學生的探究主體性得以彰顯?；?E教學模式實施中學物理教學，有助于強化學生的物理探究技能。比如在5E 教學的核心環節——探究環節中，教師以具體的問題或任務為引領，指導學生合作識別問題，分析資料和證據，設計和實施研究方案，學生通過探尋、思想碰撞、實踐、印證，獲得推理、預測、觀察、記錄等探究技能的提升，發展了物理教學中的探究性教學，使學生保持參與探究的興趣和激情，完善物理知識技能體系。

三、基于5E 教學模式的中學物理教學策略

（一）引入：創設情境，感受新知

5E 教學模式的起始環節是引入，該環節類似于教學導入和暖場鋪墊，主要作用是激發學生對新知的學習興趣?！爸卟蝗绾弥?，好之者不如樂之者?！睂W習物理新課之前，學生不免會出現注意力不集中、有畏難情緒等情況，學生有較高的學習興趣是有效教學的前提。引入的關鍵點在于吸引學生的眼球，或引發學生的認知沖突，采用情境創設法能夠迅速地激發學生的求知欲。因此，在基于5E 教學模式的物理教學中，教師應該聚焦引入環節，通過情境創設的方式提出需要學習的關鍵知識，吸引學生主動參與思考和學習，從而使其感受新知，為后續的探究做好準備［2］。

創設情境的方法多種多樣，包括生活情境、問題情境、多媒體情境、復習情境，等等，上述情境創設手段可以疊加和整合運用。教師在這里必須堅持“三個聯系”，即情境與物理課程要點、教學任務相聯系，與學生的現實生活相聯系，與原有的物理知識和概念相聯系，比如教師可以立足物理新課標和學生的最近發展區，依托生活經驗、生活實例、物理學史等，創設基于現實的趣味情境，還可以配合生活實物、信息化素材，展示相關的情境認知資料，引導學生對情境內容展開思考和討論，使學生產生新舊概念之間的認知沖突，進而喚起學生學習新知、消除困惑的迫切感，

（二）探究：設計任務，合作釋疑

探究是5E 教學模式的第二個環節，學生對物理知識的獲取、技能技巧的掌握，都在本環節完成，所以探究在5E 教學模式中占據中心地位。探究環節的主要目標是指導學生對特定的物理課程內容進行研究，使學生通過觀察、分析、操作和研討，驗證猜想并形成結論，使學生獲得豐富的感性認識，習得新的技能。想要學生開展真實而有效的探究，教師需要圍繞物理課程的三維目標，采用任務驅動型的教學方法，為學生營造自主、開放的環境，組織學生以小組為單位，結合任務的要求和導向進行合作釋疑，使學生親歷知識的形成過程。

首先，從探究環節的任務設計來說，教師應該依據學生在引入環節產生的認知沖突，設置問題分析、場景研究、實驗研究等類型的任務，比如引入的情境和物理實驗現象有關，教師就可以發布實驗研究型任務，學生以小組合作的形式，根據已有的知識和背景資料，對實驗原理或結果作出合理的科學猜想，組內成員各自發表觀點，通過不斷地研討和修正，設計定性或定量研究實驗的步驟，分工完成實驗操作，觀察實驗現象并整理數據，最后發現并總結規律，驗證假設、化解疑問。其次，從探究環節的指導來說，教師是學生合作學習的引導者和促進者，教師一方面要避免直接把探究的結果告訴學生，或手把手地教學生該怎么做；另一方面要善于觀察學生的探究表現，傾聽學生的聲音，及時點撥學生的新發現或遭遇的困難。對學生的探究行為進行反饋、跟蹤和調適，斧正一些不科學的研究思路和方法，從而引領學生自主、合作釋疑，實現物理探究技能的最大化發展［3］。

（三）解釋：師生共議，深化理解

5E 教學模式的第三個環節是解釋，主要是指學生在經歷物理探究活動之后，把獲取到的知識經驗抽象化、理論化，用語言的形式表達出來。解釋環節的作用是能夠檢驗學生對所學內容的掌握效度，幫助學生建立物理新舊知識之間的聯系，使學生把知識轉化為個體內化的經驗和認知。在基于5E 教學模式的物理教學中，教師應該重視解釋環節，采取師生共議的方式，帶領學生嚴謹、準確地解釋相關問題，從而促進學生對物理知識的理解，達到“知其所以然”的程度［4］。

在此環節，教師應該根據物理探究的過程和結果，提煉出其中的核心問題或典型現象，給學生創造充足的課堂發言機會，采用小組內交流和小組代表發言兩種形式，鼓勵學生描述所觀察到的現象，解釋現象的成因和原理，使物理新概念、探究的過程和方法，變得清晰明確、易于理解。與此同時，在師生共議的過程中，教師還應該注意學生表述時的語言邏輯，引導學生把各種證據聯系起來，構成完整的證據鏈，使解釋更有說服力，有助于學生構建規范、嚴密的知識體系。此外，如果學生的解釋用語不夠嚴謹，教師可以結合探究環節中的理論和圖示，加以修改和補充，向學生滲透標準的物理語言和科學的邏輯，指導學生有章有據地解釋說明物理現象以及產生這些物理現象的原因，從而強化學生的解釋能力，實現深入理解新知的目標。

（四）遷移：設疑啟思，系統構建

5E 教學模式的第四個環節是遷移，此環節是物理學習的拓展和延伸，主要包括拓寬知識面和學以致用兩方面內容。在該環節中需要對學生的物理知識技能不斷精化，要求學生從理解走向應用，把理論和概念，與實際問題聯系起來，產生實踐性的學習經驗。在物理教學的遷移環節，教師應該根據學生的探究所得，從生活實際出發，設置新的情境問題，引導學生深度思考，運用新知識解決新問題，從而使學生充分地理解和內化新知識，完成物理知識結構的構建［5］。

首先，以拓展知識面為目的實施遷移時，教師可以采用橫向遷移的辦法，把物理知識與其他學科的內容銜接起來，設計舉例子的情境問題。比如讓學生列舉物理實驗與化學實驗，確定思路、操作方法等方面的相似之處，引導學生梳理和比較不同學科實驗流程的異同，鞏固學生的實驗技能，培養學生的科學探究思維和素養，強化學生的跨學科學習意識。其次，在基于學以致用的目標實施遷移時，教師可以應用縱向遷移法，側重學生對前后物理知識的銜接，比如搜尋生活中的物理現象呈現給學生，引導學生綜合運用舊概念和新概念，詳細、全面地說明物理現象的原理和背后的規律，并嘗試列舉自己見過的類似現象，促進學生融會貫通，感知物理在生活中的廣泛性和實用性，從而鍛煉學生的遷移和應用能力，升華物理課堂教學的效果。

（五）評價：全面評價，總結反思

評價是5E 教學模式中的重要環節，也是物理課堂教學中不可或缺的內容。5E 教學的評價從性質上來說，分為過程性評價和終結性評價；從實施方式來說，分為兩個部分，一部分以即時評價的方式滲透于前述的四個環節中；另一部分以總結評價的方式放在課堂的結尾處。在5E 教學模式下的物理評價階段，教師應該堅持過程性評價與終結性評價相結合，即時評價與總結評價于一體的原則，對學生的物理學習過程和成果展開全面、細化的評價，給學生提供反思提升的機會，從而實現教學目標，達成5E 教學模式的圓滿實踐［6］。

首先，從過程評價來說，學生每結束一個主題或一個環節的學習后，教師都應該根據學生的表現，及時地給出點評，并予以恰當的指引和鼓勵，提出思考和探究的建議，校正一些不科學的觀點和思路，防止學生陷入學習的誤區，促進每個環節的開展和銜接，使學生邊學習、邊完善，發揮評價的診斷和調控功能。其次，從教學尾聲的終結評價來說，教師應該重點引領學生自評和互評，利用實驗記錄、展示報告等，組織學生從認知收獲、操作表現、合作能力等角度切入，先自我評價、反思不足，再評價他人、挖掘優勢，互相取長補短。教師最后再結合探究過程和學生的參與程度，總結評定學生對物理知識技能的掌握情況，以及在情感、態度、價值觀等方面的表現，通過多元評價幫助學生優化自身的物理學習策略。

綜上所述，基于5E 教學模式開展中學物理教學，有助于優化課堂教學的流程，促進學生物理認知結構的構建，增強學生的物理探究技能。教師應該從5E 教學模式的構成要素出發，按照引入、探究、解釋、遷移、評價五個環節，精心設計和開展教學活動，帶領學生在真實情境下自主探索、協作研討，使學生通過感受新知、合作釋疑、深化理解、系統構建、總結反思等過程，獲得完整的物理知識技能，彰顯5E 教學模式的實踐價值。