“5E\"教學模式下跨學科實踐課程的設計與實施

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148（2025）8-0093-4

在傳統教學中，分科教學憑借邏輯嚴密的知識體系，擁有不可替代的優勢。學科內各部分知識聯系緊密，幫助學生循序漸進地搭建知識框架，從而能夠深入地理解并把握學科的整體結構。然而，長期的分科教學致使學生獲得的知識是割裂的，在面對實際生活中復雜的問題時，無法有效運用，而跨學科實踐的出現，恰好彌補了這一不足。《義務教育物理課程標準（2022年版）》將物理課程內容分為五個一級主題[1，跨學科實踐位列其中。此外，《義務教育課程方案》要求各門課程至少拿出 10% 的課時開展跨學科主題學習[2]，這表明跨學科實踐課程的地位越來越高，但是作為新出現的課程，它在實際的教學中還不夠普遍，教師在實施中也存在著困難。本文基于“5E”教學模式，以“物體的顏色”一節課為例，進行跨學科實踐教學設計，探索跨學科實踐課程的實施路徑。

1 理論分析

跨學科實踐課程就是在教學中提出社會生活中的實際問題，整合所學的知識和方法去解決，最終以項目報告、實物模型、創意作品等形式形成成果。跨學科學習離不開學科學習，并不是為跨而跨，因此跨學科實踐要立足本學科內容，依據具體的情境適當地進行延伸和拓展。同時，跨學科實踐強調實踐活動，重視學生的親身體驗、自主建構及問題解決，通常以自主探究、小組合作等形式開展。這與“5E\"教學的過程不謀而合，“5E\"教學法分為五步：吸引、探究、解釋、遷移、評價[3]。“5E\"教學模式是以學生自主探究為中心的建構主義教學模式[4，突出了學生的主體地位，注重其科學探究能力的發展，強調其知識的建構和應用。

為了將“5E\"教學模式與跨學科實踐課程有效融合，筆者設計了基于“5E\"教學模式的跨學科實踐課程的教學流程（圖1）。引人部分通過創設情境引出問題，在激發學生興趣的同時明確研究的內容和主題；探究部分通過小組或個人實驗探究，培養科學探究能力的同時促進學生對知識的自主建構；解釋部分通過應用知識解釋現象，使學生能夠深入理解知識，體會物理知識在生活中的應用；遷移部分通過開展實踐活動，使學生直面現實中復雜的問題，促進學生運用跨學科知識解決實際問題，評價部分，針對學生的成果展示，以互評、自評等形式開展，促進學生的反思與提高。

圖1基于“5E\"教學模式的跨學科實踐課程流程圖

2 教學內容分析

筆者查閱了最新各版本教材關于物體顏色這節課的內容設置，不同版本教材中本節課的標題不同，比如，人教版為“光的色散”北京版為“物體的顏色”教科版為“走進彩色世界”，雖然名字不同，但內容相差不大。其中，北師大版教材與其他教材不同的是設置本節課為一節跨學科實踐課程，標題為“設計舞臺燈光秀”，通過燈光秀的設計，使學生將物理知識與日常生活進行聯系，在深化理解的同時發展其創新思維，但是該內容需要學生動手制作舞臺和衣服，任務較重，不利于充分發揮學生的想象力。因此，為了突出物理學科的特點，發展學生的創造力和想象力，筆者延續本節課燈光秀的設計，在教材內容基礎上進行二次創新，運用“5E\"教學模式進行本節課的教學設計。

3 課堂教學流程

3.1 引入：創設情境，引出問題

故事情境：利用提前準備好的彩色圖片（如圖2所示，只有紅、綠、藍、黑四種顏色）和自制暗箱（如圖3、圖4所示，內置紅、綠、藍三色二極管），通過變換燈光顏色，使圖片出現不同的場景，并用手機將其投屏到班級多媒體上，以看圖說話的形式講述“綠色大棚的故事”。

通過情境引入提出核心問題：“為什么一幅圖就能呈現三個不同的場景呢？為什么綠色的大棚不利于農作物的生長呢？”使學生對物體的顏色有一個感性的認知，激發學生的好奇心與求知欲，明確本節課所要研究的問題。

圖2彩色圖片

圖3暗箱內部

圖4暗箱外部

3.2 探究：實驗探究，得出新知

3.2.1 光的色散與單色光、復色光

問題引導：為什么白光照射下圖片色彩斑斕，而當只有綠色、紅色、藍色光照的時候只能看到其中一部分，白光和這幾種光有什么區別呢？

實驗演示：用手電照射三棱鏡，展示光的色散現象，揭示白光是由七種顏色混合而成。

問題引導：白光可以分解成七種顏色，那么其中的每一種色光能不能分解？

實驗演示：取一張有狹縫的卡紙，將色散后的光通過狹縫得到單一顏色的光，再經過三棱鏡，觀察折射的光的顏色與入射光顏色相同，通過觀察得出單色光不可再分解（圖5）。

設計意圖：通過實驗使學生能夠區分出單色光和復色光，并知道色散的現象。重歷牛頓的“實驗的十字架”[5]，體會本實驗的簡單和精妙之處。

圖5分解單色光

3.2.2 不透明物體的顏色提出問題：圖片上的顏色由什么決定？

猜想：基于光的反射，將問題轉化為可探究的問題“圖片上的顏色是由反射色光決定的嗎？”

實驗方法：控制變量法，即自變量為照射光的顏色，控制變量為物體的顏色，因變量為所看到的物體的顏色。

實驗過程：學生分小組合作探究，將卡紙放在暗箱內，改變箱內燈的顏色，觀察卡紙的顏色（表1），并得出結論，即不透明物體的顏色由反射色光決定。

表1不同色光照在不同顏色卡紙上觀察到的顏色

設計意圖：將問題轉化為可探究的問題，通過控制變量法，明確自變量、因變量和控制變量，將思維過程可視化。

3.2.3 透明物體的顏色

利用相同的方法，將問題轉化為可探究的問題，將不同顏色的透明卡紙放在白光前，觀察透過的光的顏色，得出結論，即透明物體的顏色由透過的色光決定。

3.3 解釋：應用知識，解釋現象

根據實驗探究所得總結結論，清楚不透明物體和透明物體所呈現的顏色的決定因素，并回到最初的問題，即為什么一幅圖就能呈現三個不同的場景呢？為什么綠色的大棚不利于農作物的生長呢？使學生根據所得的知識解釋其中的原理，更深入地理解物體的顏色。

3.3.1 一幅圖呈現三種圖案

當用紅光照時，紅色的太陽和白色的農夫反射紅光，其余的部分吸收紅色的光從而呈現黑色；

用綠光照時，綠色的大棚和白色的農夫反射綠光，其余部分吸收綠色的光從而呈現黑色；用藍光照時，藍色的植物和白色的農夫反射藍光，其余部分吸收藍光從而呈現黑色。

3.3.2 綠色大棚不利于植物的生長

綠色植物是不透明的物體，對綠光的吸收能力較弱，被大量反射回來，所以人們看到的是綠色，而對其他顏色的光吸收能力較強，能夠有效地進行光合作用；而綠色的大棚是透明的物體，只能透過綠色的光，但是綠色的光不利于光合作用，因此綠色大棚不利于植物的生長。

3.4 遷移：實踐活動，形成成果

設置任務：小組合作用不同顏色的畫筆畫一幅畫，配合燈光的顏色，使之呈現不同的畫面并講一個小故事。一個有趣的活動，讓學生把物理與真實世界聯系起來，感受到應用物理知識的成就感以及創作故事的樂趣。在這個過程中學生經歷構思、試錯、完善，促進學生對知識的理解、轉化和應用，加深學以致用的意識。

學生作品展示：

① 龜兔賽跑的故事（圖6）。

圖6龜兔賽跑故事圖組

② 漁夫釣魚的故事（圖7）。

圖7漁夫釣魚故事圖組

③ 小貓看太陽的故事（圖8）。

圖8小貓看太陽故事圖組

3.5 評價：課堂展示，評價交流

實踐活動是以小組合作的形式完成，最后由組長進行成果展示，通過控制暗箱中不同色光的開和關，一邊搭配不同的場景一邊講故事，讓同組的同學進行自評，其他組的同學進行他評，主要從作品完成度、燈光效果、藝術表現、故事性四個維度進行評價（表2）。該過程在提高審美能力的同時，也培養了學生的批判性思維，從而促進其反思。

表2作品評價表

4教學啟示

4.1 立足學科知識

學科知識是開展跨學科學習的前提條件，也是跨學科學習知識的生長點，扎實的學科知識是跨學科學習取得成功的必要條件[6。因此，教師在開展跨學科實踐課程的過程中不能忽略學科的知識教學，否則將舍本逐末、本末倒置，很容易上成一節純手工課或成果展示課，導致學生活動開展得如火如荼，但是學到的內容卻微乎其微。因此，學科知識是本位，教師要精準把握知識教學與實踐活動之間的平衡。

4.2 打破教材的局限

教材具有普適性，在實際教學過程中，可以對教材內容進行調整和加工，同時跨學科實踐活動內容也并不是固定的和唯一的。筆者對比了最新的各個版本的教材發現，不同版本教材設置的跨學科實踐課程隸屬于不同的主題，而且在同樣的主題下可能設置不同的實踐活動。因此，教師可以自己設計和開發具體活動，自己制作教具，以滿足個性化教學需求。作為教材和學生的連接者，教師要綜合考慮學生特點、學校特色、實驗設備等因素，以設計出適合本校學生的跨學科實踐課程。

4.3 聚焦高層次認知能力的培養

修訂版的布魯姆教育目標分類學提出學生的認知過程分為六階段：記憶、理解、應用、分析、評價、創造[7]，其中，記憶、理解和應用屬于低層次的能力，而分析、評價、創造是要重點培養的學生能力。本節課的跨學科實踐活動充分發揮了學

生的想象力和創造力，將心中的故事以燈光秀的形式呈現出來，實現物理與藝術、光與色彩的創意交融。當學生形成具體成果時，評價工作便有了可依托的載體，通過小組互評與個人自評相結合的多元評價形式，多角度剖析作品的優勢與不足，培養學生的批判性思維。

4.4 對時間進行合理規劃

跨學科實踐課程的每一個教學環節的任務都比較重，比如新知探究、實踐操作、成果展示等，要想讓教學有條不紊地進行，就一定要合理地分配時間，否則學生對各個環節的參與都停留在表面，最后導致知識不牢固、作品不完整、展示不充分、反思不深入。因此，本節課不涉及三原色以及色光的混合，同時在講授過程中重點突出探究不透明物體的顏色，簡化透明物體的顏色的講解，使內容詳略得當并重點突出，為實踐活動預留了充足的時間。

跨學科實踐在教育中占據著舉足輕重的地位，對培養適應時代需求的復合型人才發揮著不可替代的作用。教師要積極探索跨學科課程在實際教學中的實施路徑，將新興的跨學科實踐課程和傳統的分科課程有機融合，使兩種課程取長補短，發揮出最大的效果和優勢。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育課程方案（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[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，2010，30（6）：108-112.[4]胡久華，高沖.5E教學模式在我國的教學實踐及其國外研究進展評析[J].化學教育，2017，38（1）：5-9.

[5]邁克爾·懷特.最后的煉金術士：牛頓傳[M].陳可崗，譯.北京：中信出版社，沈陽：遼寧教育出版社，2004.

[6]程龍.重申跨學科學習的學科立場[J].全球教育展望，2023，52（3）：25-34.

[7]張燕，黃榮懷.教育目標分類學2001版對我國教學改革的啟示[J].中國電化教育，2005（7）：16-20.

（欄目編輯 李富強）