融合5E 教学模式的单元整体教学探究——以《水和水的溶液》复习课为例

陈 姝|浙江省杭州市丁荷中学

单元整体教学强调学习的系统性，5E（Engagement、Exploration、Explanation、Elaboration、Evaluation，即引入、探究、解释、迁移、评价）教学模式强调学生的主体性，当科学复习课以实验课的形式进行时，二者的作用可以达到最大化。此过程可以使学生自主构建科学模型，从而逐步提升自主探究能力。在5E 教学模式中，通过直观角度的观察、微观层面的分析双重视角，教师可以顺利激发学生的探索主动性，并通过单元整体内容的复习，引导学生在寻找解决问题的一般途径的过程中形成自我内化后的批判性高阶思维。

一、单元整体教学的特征

单元整体教学指将单元内的教学内容按照知识的内部逻辑结构进行排序，并按照它们的内在联系有机组合成一个个知识模块，然后依序进行层递式的教学。在实施单元整体教学的过程中，教师应着重关注有关内容相互间的关联性，将传统教学设计中被分割为单一的小课时拓宽为具有联系的一个大单元，帮助学生拓展系统性创新思维［1］。

（一）知识结构的系统性

单元整体教学最核心的特征是知识结构的系统性，它能将所有的知识点通过一条完整的线索贯穿起来。不同于传统教学将单元分割成若干个知识点，单元整体教学的内容较广，知识面较大，能够从教学的本质出发，强化知识点与知识点之间的逻辑共同点，帮助学生建立整体思维框架［2］。由此，学生可以在一个完整的视角下更好地建立起对一个单元甚至一门学科整体内容的认识，从而学会用批判性思维探索知识的内部关系。

（二）知识认知的循序渐进

单元整体中包含相同概念的多种知识点，但这不是简单的单元拼凑。不论是实验还是理论，单元整体教学都要从学情出发，帮助学生突破认知的难点。因此在进行有机整合时，教师需要注重内容之间的逻辑顺序，按照由浅入深的原则进行排序，讲究学习过程的循序渐进，按照学生学习的认知规律，有层次地教学。

（三）共性与个性的协调

单元与单元之间存在内容深度与广度的差异，即使同一单元，其新授课与复习课的教学方式也存在着很大的不同。因此，教师需要按照具体内容对教学方式进行调整，深入挖掘单元背后的核心素养，从单元间共性与个性相结合的角度开展教学。以浙教版义务教育教科书《科学》八年级上册第一章《水和水的溶液》为例，整个单元前半部分讲解水以及与水有关的物理知识，后半部分讲解与水有关的化学知识。新授课教学的重点在于单元整体中“原因、原理”的探索，复习课教学的重点则在于应用与迁移层面的能力培养。因此，单元整体复习课教学需要协调单元的共性与个性。

二、融合5E 教学模式的单元整体教学实施框架与概念体系构建

5E 教学模式强调以学生为主体，以教师为主导，进行多维度教学。将其融入单元整体教学，可发挥一加一大于二的作用。

（一）实施框架

笔者在实践中将5E教学模式与单元整体教学结合，经过多年摸索，总结出了融合5E教学模式的单元整体教学的有效实施方式，其框架为“三路径七进阶”（如图1所示）。

图1 融合5E教学模式的单元整体教学“三路径七进阶”框架

依托此框架，笔者在教学前先梳理单元内容，并根据《义务教育科学课程标准（2022 年版）》中的“实施建议”，寻找情境素材，优化单元内容结构，细化教学、单元、核心素养三大目标。同时，笔者通过前测，确定学生素养目标达成的起点，然后结合学情分析学生在达成素养目标过程中可能遇到的障碍点。对于障碍点，笔者设置相关的教学环节与实验，并设定障碍点突破后学生可能达到的素养目标延伸点，帮助学生形成高阶思维。具体教学中，笔者首先明确针对教学内容的重点活动和次要活动，再设计与实际生活有密切联系的生活情境，引导学生从情境中解决实际问题、提高科学思维，最后围绕教学策略，设计单元评价体系，优化评价过程。

（二）概念体系构建

单元是由若干节具有内部逻辑或者因果联系的课时构成的教学单位，是若干有关联的学习内容的集合。单元整体教学可以由同一章节内的连续性教材内容统整成主题类单元，也可以由跨章节的非连续性但内部具有某种因果逻辑联系的内容组合构成专题类单元。以《水和水的溶液》为例，基于单元整体视角对单元内的概念进行统整和分解，可构建如图2所示的概念体系。

图2 《水和水的溶液》概念体系

在单元概念体系的构建中，笔者结合5E教学模式，探査学生对物理、化学概念的前认知，让其经历自主实验探究的过程，实现对科学理论知识的构建，从宏观与微观相结合的层面提升对科学本质的认知。

三、融合5E 教学模式的单元整体教学实施路径

在单元整体教学中，教师应以激发学生的求知欲为基点，构建科学的知识认知体系，让学生通过观察与动手实践等了解科学与生活的联结点。而融入5E 教学模式，以任务驱动的方式，为学生搭建实践、创造和自我展示的平台，可让学生在情境化的学习过程中，将枯燥的知识学习和无目的的动手操作，变成与生活接轨的探究实践活动，进而提升核心素养。

（一）整合单元教材知识体系，确定5E 教学目标

单元整体的特点是教学内容的完整性、教学活动前后关系的逻辑性，而5E 教学模式强调学生学习的主体性，因此笔者从学生学习的认知与进阶两个角度出发，根据观念、思维、探究、态度四个维度确定教学内容的进阶目标［3］。融合5E教学模式的单元整体教学目标分解示例如图3所示。

图3 融合5E教学模式的单元整体教学目标分解示例

（二）关注单元思维进阶，形成一体化5E教学环节

溶液中溶质的质量分数隶属于化学范畴，笔者让学生先从宏观上理解溶质、溶液、溶剂等概念，再通过溶解度的概念定量地引出溶质的质量分数。这样不仅能让学生学会通过定量的角度分析化学概念，也能为后续学习“化学方程式”“物质的量浓度”等打下基础。笔者结合5E教学模式，按照“创设学习情境→体验探究过程→归纳实验结果→进阶迁移→形成评价体系”的流程，对《水和水的溶液》复习教学进行一体化设计（如图4所示），让学生最大程度地参与实验探究的整个过程，进而提升核心素养。

图4 5E教学模式下《水和水的溶液》复习教学一体化设计

1.依托单元线索，确定引入环节

引入环节可分为三个流程：观察生活、提出问题、联系旧知。笔者选取日常生活中与学生联系紧密的奶茶，从当前大众关注的甜度出发，将奶茶中“少甜、少少甜、少少少甜”等字样单独提取出来，让学生通过定性的角度描述甜度。然后提出问题“生活中的甜度是科学语言中的什么物理量”，引导学生在具象化描述甜度的基础上，从定量的角度描述溶质的质量分数。最后，笔者让学生回顾“溶液的配制”这一基础实验，复习溶质质量分数的相关计算，并动手配制一定浓度的溶液，为后续进行密度的探究打基础。由此，可让学生养成从定性角度入手，对生活中的科学现象进行初步的探讨后再进行定量测定的习惯，从而有利于发展学生透过现象看本质的推理能力。

2.结合单元概念，精析探究过程

在单元整体视域下，探究是5E 教学活动的主要环节之一，其主体是学生，教师主要应发挥引导的作用。因此在探究的过程中，笔者主要是让学生分析实验情境的科学原理，然后通过组内设计方案与组间交流讨论的形式，实现对问题的发现与解决。

情境：观察在不同浓度的盐水中鸡蛋的沉浮状态，自行设计方案，探究所配制溶液的密度，从而判断鸡蛋在该溶液中的沉浮状态。

［生］设计实验方案，根据阿基米德公式F浮＝G排＝m排·g=ρ液·g·V排，通过已有的工具测量出重物的体积与浮力，再计算出溶液的密度。

虽然测量溶液的密度还有一种方法，即测量溶液的质量与体积后以密度公式计算，但是学习过浮力知识后，学生基本都采用阿基米德公式来测量。一方面，这说明学生对于阿基米德原理的应用十分熟练；另一方面，从项目化的角度来看，这说明学生已经初步具备自制密度计的能力。

学生自行设计记录表格，收集待测数据，通过计算平均值的形式减小误差。在此过程中，笔者没有给学生提供探究的固定思路与模板，而是让学生独立思考，通过小组合作探究的方式，结合整个单元主题内容设计实验思路。笔者还从多个角度展示学生思维探究过程中碰撞出的问题，提高学生的高阶思维与应用能力。

3.应用单元知识，提升解释逻辑性

基于探究，笔者引导学生进行小组间讨论，得出定量结果及实验过程中需要注意的事项。在这一过程中，学生需要对实验结果与标准值的出入进行合理的解释。对学生的解释，笔者关注学生能否运用科学原理对结果进行表征，重视其解释是否具备逻辑性与完整性等特点。这一环节不仅能体现学生的知识统筹能力，而且能引导学生从宏观的实验现象进阶到微观的原理解释，从宏观与微观双重视角全面分析问题。

4.迁移单元整体情境，进阶迁移能力

与思维有高阶与低阶的区分类似，学习迁移能力的培养也可分为低阶应用与高阶应用。低阶应用主要针对学生能否将某单元的基础内容转化为实际生活中的应用产物，高阶应用则不仅是对理论的应用，而且是针对现有的情境设计延伸点，提出改进的方法。

低阶应用：这节课从配制溶液到测量浮力再到计算液体密度，形成了一条完整的实验链。学生在此基础上可以自制密度计，将学习的理论知识与实验操作知识转化为实际的应用产物。

高阶应用：学生能够基于这节课所学知识，提出新的问题，如“影响溶液密度的因素有哪些”等，从而充分地将溶液的浓度、浮力、密度等知识相结合并融会贯通，体现单元整体教学的价值。

笔者将物理、化学等相关内容融合在一起，使学生在单元活动中享受到科学探究的乐趣，亲历用知识分析、解决实际问题的过程，从而有效培育和发展其科学核心素养。

5.依托单元概念，形成教学评价体系

在单元整体教学中，教师应遵循评价设计先于教学实施、评价为学习活动服务的理念。评价不应局限于教师对学生的评价，也应该有学生自评与学生之间的互评等。

如这节课的评价主要针对探究、解释、迁移这三个环节。探究环节，以组间评价为主，学生小组间对各自的实验方案进行评价，指出其优点（科学性、可行性、方便性等）及有待改进的方向。解释环节，先综合运用三种评价方式，针对学生实验数据的处理方式与能力进行评价，要求对实验误差（测量体积时的误差、量取液体时视线的误差、砝码是否生锈等）进行科学解释，再由教师对学生的知识构建能力进行评价。迁移环节以教师评价为主，主要是对学生知识应用能力进行评价，即评价学生能否将所学知识应用到实际生活中，并对生活中的现象进行解释、推导。

在评价的过程中，师生不仅可以使用评价表进行量化评价，而且可以通过“希沃白板”将现代信息技术与科学学科融合，从而发挥出评价的更大作用。

综上，融合5E教学模式的单元整体教学，可以将零散的知识整合起来，帮助学生形成系统的认知体系，理解各个知识点之间的联系与层层递进的关系，生成高阶网络，将抽象、微观的知识内化。在教学中，笔者充分体现学生的主体地位，引导学生基于真实情境，通过引入、探究、解释、迁移、评价五个环节，培养尊重事实和证据、崇尚严谨和务实的求知态度，形成运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力，取得了良好的效果。在后续教学中，笔者会继续探索5E 教学模式与单元整体教学融合实施的路径，助力学生提升核心素养，成为优秀的人才。