“5E”培训策略在中学理科教师实验教学能力培训中的运用——以“高中生物教师实验教学能力”培训为例

张 云，林颖韬，郭春芳

（福建教育学院理科研修部，福建 福州 350025）

中学物理、化学、生物等理科学科都是以实验为基础的自然科学。实验教学能为学生提供亲身参与实践的情境，承载着激发学生产生“主动参与、探究发现、交流合作”的学习行为和认识取向的教育价值，因此是培养学生科学素养、领悟科学研究方法的重要途径。[1]2012年教育部正式颁布了我国基础教育初中各学科课程标准，其中理科课程的课程目标明确强调：学生应通过理科课程的学习，初步学会科学探究的一般方法，具有较强的实验基本操作技能、分析和解决实际问题的能力，以及交流与合作的能力。这表明强化实验教学是中学理科新课程改革的重要思路。但限于我国国情和传统的实验教学观念的影响，教师长期以来把实验作为传授科学知识和训练实验技能的工具，缺乏科学探究的意识和能力，这无疑成为影响理科学科新课程改革成效的重要因素。《国家基础教育课程改革纲要（试行）》明确要求“中小学教师继续教育应以基础教育课程改革为核心内容”，因此加强对理科教师实验教学能力的培养就显得尤为紧迫。[2]

2006年福建省进入新课程改革，各地市教育主管部门曾多次委托教师培训机构组织过以“提升理科教师实验教学能力”为主题的培训工作，希望改变上述状况。但遗憾的是，现有的培训模式仍多采用“讲授法”，授课专家侧重实验教学理念或实验操作技能的讲授。这表明在倡导更新教师教育理念的培训课堂，却仍然以与新课程理念背道而驰的“灌输”教学模式进行培训，势必导致参训学员理论与实践的严重脱节，培训成效也就无从谈起。可见，探索新的培训模式，真正促进教师专业成长，是新课程改革教师培训工作的核心环节。[3]为改变现状，笔者所在培训团队从高中生物学科的具体特点出发，针对学员的实验教学培训需求，进行了将“5E”培训策略引入“高中生物教师实验教学能力培训”的实践探索，以期对中学理科教师实验教学能力培训提供借鉴经验。

一、“5E”培训策略的内涵和构建

培训团队构建的“5E”培训策略借鉴了1980年由美国生物科学课程研究机构提出的“5E”教学模式。“5E”教学模式是一种基于建构主义教学理论的模式，是一种重要的探究式教学模式，在国外及台湾地区的科学教育领域受到高度关注。[4]该教学模式的一般环节是“吸引（Engagement）——探究（Ex⁃ploration）——解释（Explanation）——迁移（Elabora⁃tion）——评价（Evaluation）”。由于上述5个环节都是以英文字母“E”开头，所以称之为“5E”教学模式。国外开展的实证研究表明，“5E”教学模式比传统的教学模式更有利于学习者学业成就的提高，也更能提高学习者的学习兴趣[5]；尤其对生物学等理科教学，其知识体系中存在着大量神奇现象和专业性概念，更适合运用该教学模式进行教学实践。[6]

“5E”教学模式以学生活动为中心，尤其注重“探究”和“迁移”2个环节中的学生活动。学习者要在与自然或实验现象、教师以及其他学习者等周围因素的互动中通过动手和动脑思考活动不断修正、重组和细化他们的原有认识，而这些活动正是现行的理科课程标准中所强调的科学探究的主要形式。[7]科学探究要求学生能够提出和识别问题、设计和实施研究方案、分析资料和证据、运用证据进行解释，以及表达和交流。“5E”教学模式恰恰能够培养学生科学探究各方面的能力。两者在理念和实施的层面上是一致的，其对应关系参见图1。[8]因此，运用“5E”教学模式进行教学，可以多方位地培养学习者的科学探究能力，有利于课程目标的落实。

图1 “5E”教学模式与科学探究能力的关系

基于“5E”教学模式的内涵与适用性，根据“5E”教学模式的教学环节，培训团队在“高中生物教师实验教学能力培训”中构建并使用了“5E”培训策略（参见表1）。

表1 “高中生物教师实验教学能力培训”的“5E”培训策略（各课程通用）

简言之，培训团队构建的“5E”培训策略是：培训教师先把培训学习要点设计为研究问题（“吸引”环节），学员手、脑并用进行问题的研究（“探究”环节），以此为据完成知识体系的构建（“解释”环节），并能应用于拓展的新情境（“迁移”环节），最后通过评价重温培训知识要点（“评价”环节）。

二、实施“5E”培训策略要点

由表1分析可见，“5E”培训策略是把学习者形成认识的活动组织成主动参与探究问题过程的一种理科教学策略，其始终以学员为中心，强调学员的主动学习，学员间的合作探究、表达交流，培训教师不再一味地进行理论、实践知识的灌输，而是成为活动的组织者和引导者，这不仅有利于改变学员对理科教育的态度，而且也有利于在职教育中对其实验教学能力的培养。培训团队通过具体的教学实践，认为在运用“5E”培训策略时应注意落实以下措施：

（一）抛砖引玉——强化研究问题的实用性和针对性

采用“5E”培训策略的培训是一种以研究问题为中心的任务驱动式培训。研究表明，任务驱动式培训是一种能很好地极具实验性、实践性与操作性的培训课程的方法，适用于研究团队承办的“高中生物教师实验教学能力培训”。在培训课程中，研究团队以不同的研究问题作为培训的驱动式任务。在实践中，培训团队创设的研究问题均来源于学员训前的需求调研。如培训中的“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验课程，培训团队就拟定了如下的研究问题：影响“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验效果的可能因素有哪些？谈谈您为提高观察效果所采取的做法（提示：可从实验材料、取材时间、解离、漂洗、染色、漂洗、压片等操作环节给予分析）；“细胞的增殖”一节的教学难点是“真核细胞有丝分裂过程各个时期染色体行为和数目的变化以及DNA数量的变化”，您是采用怎样的教学策略来突破的？再如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验课程，所给出的研究问题是“教材所提供的探究酵母菌有氧呼吸、无氧呼吸装置有哪些缺陷，请尝试设计出更为合理的实验方案”。不难看出，培训课程中所拟定的研究问题多落实于教师对实验教学的困惑与疑难点，如具体的教学组织策略、影响实验成功率的操作要点、实验疑难现象分析、实验设计与改进创新等，这不仅很好地切合了学员培训需求，而且赋予学员自主选择和参与的权利，因此极大激发了学员的参训热情。

（二）他山之石——成就高效合作学习小组

培训教师在发布好研究问题后，要及时组织学员成立合作学习小组。合作学习小组是从知识的社会建构性出发、鼓励学习者之间经验交互的一种共同体[9]，是学员相互学习的载体，其以真实的实践活动为依托，让每个成员都有平等的机会参与到问题的研究中，对同一问题从各自的视角进行解析，成员之间通过多维度、多层次的研讨，成为贡献自己学术力量的学习者。合作离不开个体的责任心，这是确保能通过合作学习解决研究问题的关键。为此，培训团队在培训实践中还采取了如下几点做法：

1.小组人数不宜过多，人数越少成员的责任感越强，建议将同一或邻近地市的3名学员划归为一个学习单位。

2.组长承担着督促者和组织者的角色，因此必须选出一位能充分发挥核心作用的组长，这可以通过组内成员的自荐产生。

3.培训教师要进行随机检查，要求成员向培训教师、小组或其他组汇报所在小组的工作，观察并记录每个成员对小组的贡献。

4.小组要进行学习过程监控，在培训课程结束时形成反思。反思的内容可以包括：在小组合作学习过程中解决了什么研究问题？在完善或更新解决方案或实验计划过程中，进行了哪些修正？最终形成的方案是什么？以自评或互评的方式评价成员对方案的形成做出了哪些贡献？

（三）适度指导、关注评价——不做“灌输型”“包办型”培训教师

“5E”培训策略的实施，突出了学员的主体地位，但不意味着要弱化培训教师的主导地位。培训教师仍然是学习的组织者、指导者和推动者。培训教师从训前就要积极引导学员参与活动的全过程，以使学员完全融入活动素材的准备、方案或计划设计、对活动的观察和分析以及对方案计划的改进等各个环节。

“5E”培训策略强调的是培训教师“宜少而精”的指导，过多的“灌输”“包办”难免束缚学员思维、制约其手脚。在培训实践中，首先，培训教师要树立以“学习者发展为中心”的教学理念，积极为学员提供信息、活动素材，启发思路，引导质疑、探究和创新；其次，培训教师要在学员“探究”过程中，注意发现问题，及时并适度点拨，以便在探究结束时，更好地引导学员进行总结；再次，在“探究”过程和结果上，培训教师不能越俎代庖，将学员的研究引向既定的结论，而应该少一些条条框框的约束，多呈现出一些“不确定”，帮助学员克服传统的“依葫芦画瓢”实验教学观和行为习惯，激发其创新意识；最后，培训教师还要及时对合作学习小组及小组成员生成过程性及总体性评价，以使学习者在获得个人价值和社会价值的切身体验时，激发其不断地将外部期待转化为内在动力。

三、“5E”培训策略的训后价值

（一）有助于改变学员对学科实验教学的态度

受传统实验教学观念的影响，训前有相当高比例的高中生物教师实验教学观仍停留于重视知识巩固、轻视对学生分析能力及动手能力培养的层面上。一般的实验课都是由教师先进行讲解，再由学生对照着操作步骤按部就班地进行，实验课堂索然无味。而在实施“5E”培训策略的培训课堂，重视的是研究问题的解决过程，而非纯粹知识要点或结论的获得。在培训过程中，学员必须通过动手实践、合作学习小组成员互助、研讨交流、相互质疑等形式，在培训教师适度指导下，寻求出合理地解决问题的思路、方法，并能运用收集的证据对现象和情境进行分析和解释。显然，这是一种充满活力而又具有挑战性的课堂。二者鲜明的反差对比，对学员传统的实验教学观无疑是一种巨大冲击，因此有助于其实验教学观的改变。

（二）有助于落实对学员实验教学技能和实验操作技能的培养

“5E”培训策略是一种重要的探究式培训策略。其最大的优点是在培训教师适度指导和帮助下，允许学员自主探究。探究的过程实质上就是能力发展的过程。在探究中，学习者要进行资料的收集、方案的设计与实施、现象的分析和推理以及结论的表达和梳理，循序渐进中帮助学习者发展了多种技能，因此有助于落实对学员实验教学技能和实验操作技能的培养。

（三）有助于推动培训教师的专业发展

“5E”培训策略的实施，需要培训教师充分把握培训课堂，包括把握时间以及学员的活动发展进程，同时对学员可能出现的问题要做好充分的预设，对于开放性的问题要学会适度把握开放程度，熟练地运用引导、提问等教学技能，这对培训教师而言，无疑是崭新的挑战，因此培训教师更要有紧迫感，不断强化自身专业的深度发展。

四、结语

“5E”培训策略操作性强，运用于中学理科教师实验教学能力培训，一方面有利于理科教师更新学科实验教学观念，创新实验教学方法，提升实验教育教学技能；另一方面也能切实提高教师培训工作成效，因此不失为优化培训课堂教学效果的可行策略。目前，“5E”培训策略作为“福建省高中生物教师实验教学能力培训”的一个有效尝试，若能与其他培训策略进行整合，弥补其耗时较多的不足，也许能发挥出更大的培训效应，但这还需要进一步的实践探索。▲