浅谈5E教学模式在小学科学课堂上的应用

北新实验小学  孙紫菱 

摘要 当前探究式教学法是小学科学课堂中最为提倡的方法，文章以5E教学法为例，阐述了小学科学课堂的几个基本环节及其主要操作方式，文章还以大量鲜活的教学实例介绍了如何更有效地应用5E教学法帮助学生实现概念转变。同时，文章也谈到5E教学法在不同学段运用时的部分修正。

关键词： 5E教学模式；小学科学；概念转变

当前，探究式教学法是小学科学课堂中最为提倡的方法，现存的科学教学模式和策略已有很多，然而，教师不能奢望仅仅通过引进一些教学模式，按着指定的程序环节按部就班的操作就能培养学生的科学素养，小学科学课程标准指出，科学素质一般包括：对自然现象的好奇心和求知欲，运用基本的科学知识和技能认识自己和周围世界的能力，具备进行科学探究所必需的科学思维和方法，与自然界和谐相处的生活态度等。^[1]因而科学素养的形成是一个长期的、循序渐进的动态过程，不考虑学生科学概念、不根植于孩子灵魂的依样画葫芦似的套用教育模式将永远无法培养学生的学素养。现已5E教学模式为例，简要概述如何运用5E教学模式构建出真正的“科学课”。

一、5E教学模式的基本理念

5E教学模式最早是由美国《生物科学课程》教材中提出的。它包括参与（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）、评价（Evaluation）五个部分，对于大多数科学老师来说，5E教学模式为科学教学提供了一个很好的模式。

1、参与

参与环节是决定学生是否有动力开展后续活动的关键，一个有趣的引入或者一项充满挑战的任务，都能激发学生的探究欲望，但是一个好的起始环节的标志是既让学生明白学习任务又能激发学生学习兴趣。笔者发现在非公开课或非示范课中，直接由一个实验现象引出问题的方式不仅能迅速抓住学生眼球，也能让学生明确学习主题。比如在五年级下册《马铃薯在液体中的沉浮》一堂课的引入环节中，教师直接出示“同一个马铃薯在不同液体中沉浮不同”的现象，学生的关注点迅速集中到两杯液体，同时被激发出想要对两杯液体探个究竟的欲望。

2、探究

一旦学生明确学习任务后，便可以开始探究了。在小学中低段探究主要是指科学的观察和操作简单的实验。在探究的过程中，教师在每个小组最好只停留30-60秒，只给学生必要的指导，使他们不至于完全没有成果。这里，笔者认为教师要特别“小心地”回答学生在这个过程中提的问题，笔者发现，一部分学生如果在前一个“参与”部分没有集中注意力，到了这个环节，就不知道如何开展探究活动，如在《马铃薯在水中的沉浮》这一课“液滴加热”的实验环节中，有学生在实验开始后会问：“滴几滴盐水进行加热啊？”、“老师，铁片加热完毕后放在哪里啊？”等问题，类似这样的问题，老师不要轻易回答，因为这会给学生造成一种心理暗示，实验前的讨论意义不大，听不听无所谓，因为老师会告诉我们怎样做实验。遇到这类问题时，老师不妨反问：“你是怎样的想的？”“你的观点是什么？”然后，再决定给予学生帮助还是让学生自己去解决。

需要注意的是，在一个班级中，总有那么一两个“不循常规”的小组，比如在上《液体的热胀冷缩》一课的实验探究环节中，当学生发放在现热水中的圆底烧瓶里的红色液柱已经到达玻管最顶端时，我告诉他们把烧瓶放置于冷水中，观察液柱变化，可是仍有小组想知道，已经升到顶端的液柱如果继续上升会如何继续变化，我没有制止他们，但我要求他们完成整个实验后再来观察这一现象。兰本达曾说过：“材料的的结构不仅使孩子们能自由选择去做出有意义的发现，它也使这种自由受到一定的限制。这是一种在一个相互作用系统之内——这个世界一小片现象之内的——的自由。”^[2]我们常常在强调要给予学生探究的自由，但其实这样的自由是受发放材料的限制的，我们的目的是希望学生的探究不要“跑偏”，但是仍然有学生注意到“材料之外”的现象，在我的课堂上，当我确定学生已完成课堂实验的前提下，我允许他们在一定程度上“自由发挥”。

3、解释

在5E教学模式的解释环节，教师指导学生解释上一阶段的观察结果和上一阶段产生的问题，这一环节很重要，因为学生的解释程度会告诉老师他们对本节课主题的掌握程度，对于学生的实验汇报，教师要认真倾听，对某些概括程度高的汇报要特别拿出引起全班同学注意，对某些创造性的发现要特别鼓励，对于犯了概念性错误的解释也可以特别拿出让其他同学发表意见，展开讨论，必要的时候根据学生的汇报情况因势利导，介绍科学概念，教师要组织好这一环节，确保每位同学都在认真倾听，互相分享。

过程与方法是今天科学教育的核心内容……它在基础教育层次上的价值不仅是……更重要的是，通过让孩子们学习科学对事实的尊重、科学对观察的依赖、科学对结论的谨慎、科学对错误的勇于修正、等这些科学教育特有的内容。^[3]因而，当学生在对观察到的现象进行解释时，教师一定要提醒学生出示解释的依据，并帮助他们区分什么是事实，什么是观念；什么是不相关的事实，什么是相关的经验。

4、迁移

玛丽·巴德·罗曾经指出，概念应用是探究教学中常常受到忽略的部分，只有在概念应用的过程中才能达到科学的理解。以《马铃薯在水中的沉浮》一课为例，学生通过液滴加热实验发现能使马铃薯浮起来的液体中还加入了一些白色颗粒状物质，虽然并不能推断那一定就是盐，但是学生已经发现“在水中加入某种物质才能使马铃薯浮起来”，那么加食盐能使马铃薯浮起来吗？加多少食盐才能使马铃薯浮起来呢？这些都是学生想要迫不及待去解决的问题，因而“调制一杯使马铃薯浮起来的液体”的活动便显得很有必要了，学生在这一活动中会体会到“只有一定浓度的食盐水才能使马铃薯上浮”。到此为止，马铃薯沉浮的秘密才算解开，通过上述2项活动，学生对这一知识点将记忆深刻。

总之，迁移的意义在于运用前面学到的新知识，解决各种新颖有趣的问题，使他们加深对新知识的理解。^[4]如果缺少这一环节，学生可能在短时间内能够记住实验结论，但是由于他们“知其然，而不知其所以然”，他们内心仍然可能对这一概念持怀疑态度，因为他们缺少了对实验结论进行“验证”这一步。帮助学生建构新的概念从来都不是一件容易的事，因为就算面对种种指向结论的证据，他们仍然可能选择怀疑。

5、评价

评价的目的在于鼓励学生继续对研究主题保持浓厚兴趣或者引导课堂探究向教师期望的方向前进。评价的方式是多元的，本文所谈论的评价是一种非正式评价，即对学生行为或回答的反馈，而不是阶段性的纸笔测验或行为任务，这里的评价贯穿课堂始终，包括教师对学生的评价，小组内的评价及小组间的评价。评价是非常重要的，它会强化学生好的行为，让学生明确努力的方向。

二、5E教学模式中的概念转变

学生对很多现象都有自己独特的解释，对于很多原理也有前概念，而且这样的解释和前概念是很难轻易被改变的，科学教师是希望学生能够用正确的概念替换学生原有的不完善的概念，尽管这样很难。

以《气体的热胀冷缩》一课为例，我以“不小心被按瘪的乒乓球，放在热水中，一会儿后又能恢复原状，你怎样解释这一现象？”这一问题引起学生注意，并了解学生的前概念。接着在“研究气球皮为什么鼓起来”的探究环节，我密切关注学生的探究过程，并在解释环节认真倾听他们的对话，试图掌握他们对“气球迅速鼓起来”这一现象做出的解释。事实则是很少学生认为以上例子中乒乓球和气球的变化时因为气体的热胀冷缩，他们坚信气体受热后有一种“热气”会推挤乒乓球和气球。为了在教学中实现概念转变，仅仅指出学生的错误概念或仅仅提供正确的解释不够的，教师应该鼓励学生通过观察和研究测试自己的观点。^[5]我鼓励学生寻找“热气”存在的证据，并重复气球实验，多次仔细观察。这个过程可以使学生认识到自己的不完善的解释，从而不满足于自己的解释，在这个基础上，教师就可以抓住机会，正式将“气体分子模型的理论”介绍给学生，并让学生上台模拟气体分子，用肢体动作展示出高温气体和低温气体的运动状态，学生在这种直观形象的表演的刺激下，再结合自己前面观察到的现象，将新旧概念加以对比，就更容易主动建构，整合知识。

三、5E教学模式在小学科学高段教学中的修正

5E教学模式为小学科学工作者提供了一种很好的教学范式，但正所谓教无定法，没有一种方法对任何学习内容的教授都是高效的，就算采用同一教学模式，教授不同的教学内容，其侧重点也会有所不同。

幼儿园到二年级的学生在摸索和试误中发现问题的答案。对这个年龄段的儿童来说，描述性的探究最适合他们。三四年级的学生可以做兼有描述性和分类性的简单实验。五六年级的学生可以为解决他们的问题，设计和进行更复杂的实验性研究。^[6]因而，笔者认为，在小学高段的科学教学中，“参与-探究-解释-迁移-评价”的5E教学模式可以修正为“参与-(设计)-探究-（评价）-解释-迁移-评价”。笔者在教学中发现，对于五六年级的学生来说，他们的动手能力增强了，实验技能也增长了，在这个阶段，培养学生解决问题的能力便显得更加重要，在小学低段，科学教学对学生最终要的一项技能的训练便是“观察”，尽管在教学中，我们也指导学生进行简单的分类（能被磁铁吸的和不能被磁铁吸的）和设计简单的对比试验（液滴赛跑实验）。到了五六年级，“观察”仍然是我们需要对学生继续训练的最重要的技能，但教材中开始较高比例的出现“实验设计”的部分，也就是说，在这个阶段，学生需要学习通过进行简单的假设来设计“公平的实验”。

以《气体的热胀冷缩》一课为例，如何设计实验来探究气体是否有热胀冷缩现象才是本节课的重点，因为，气体的热胀冷缩现象是很明显的，只要实验方案设计合理便很容易观察到现象。所以对于这一类的教学内容，在探究环节前嵌入一个“实验设计”的环节，对于帮助学生积极解决问题是很有益的。在设计刚开始时，学生不会很快想到完整的实验方案，但是通过全班同学的共同讨论，可以确定实验设计的基本思路（即要取封闭空间内的空气为研究对象）。因为，获得不同想法的最好来源是对其他不同想法进行讨论，而不是期待学生个别的去独自发展他们的概念（个体的建构），对想法的交流和辩论过程将有助于学生在重构他们自己的概念时考虑到其他人的意见。^[7]

参考文献

[1].中华人民共和国教育部：《小学科学课程标准》修订稿.

[2].张红霞：《科学究竟是什么》，教育科学出版社：2003年版，第30页.

[3].兰本达等：《小学科学教育的“探究-研讨”教学法》，人民教育出版社：1984年版，第 70页.

[4].阿瑟·A.卡琳等：《教作为探究的科学》，人民教育出版社：2008年版，第133页.

[5].阿瑟·A.卡琳等：《教作为探究的科学》，人民教育出版社：2008年版，第142页.

[6].阿瑟·A.卡琳等：《教作为探究的科学》，人民教育出版社：2008年版，第104页.

[7]温·哈伦：《科学教育的原则和大概念》，科学普及出版社：2011年版，

第50页.