基于5E 教学模式的中学物理教学探究

路启明

（甘肃省通渭县第一中学，甘肃通渭 743300）

中学阶段是培育学生物理素养的关键时期，而在新课改背景下，传统的物理课堂教学模式却暴露出一些不足，需要抓紧弥补。5E 教学模式不仅契合物理的学科特点和教学需求，也顺应了学生的认知发展规律，能够提高学生学习物理的兴趣，促进学生的思维能力和探究技能协调发展。教师应该基于5E 教学模式及其构成要素，对物理课堂进行教学设计，紧扣课程目标，优化5E 教学模式的每一个环节，吸引学生主体参与，提升课堂的生成性和探究性，从而促进学生对物理知识技能的系统化掌握。

一、5E 教学模式的构成和内涵

5E 教学模式最早是由美国生物学课程研究（BSCC）提出的，它的理论基础是构建主义教学和概念转变理论，该模式一共由五个教学环节构成，分别是引入（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）和评价（Evaluation），由于这五个环节的英文首字母都是“E”字符开头，所以被简称为5E 教学模式［1］。该模式强调以学生为中心，科学地规划课堂教学的每个阶段，五个环节之间是相互联系、环环相扣的关系，倡导学生通过小组合作探究的方式，循序渐进的过程，对课程知识进行理解和构建，这与新时期教学改革的宗旨不谋而合，在中学物理教学中具有非常高的实践价值。

二、基于5E 教学模式的中学物理教学优势

（一）有助于优化物理课堂教学的流程

对于中学物理教学来说，想要达到课程目标，必须合理地规划课堂教学流程，才能使教学内容安排得更加紧致，促进学生的深度学习。就以往的物理课堂教学而言，教师对教学流程的设置存在一些不科学之处，比如缺乏有效的引入和铺垫，就直接为学生讲解新知识，或者省略掉拓展迁移的环节，导致学生只掌握了基础知识，却不了解实际应用的方法，降低了学生的物理学习效果。基于5E 教学模式开展中学物理教学，最突出的优势就是有助于优化课堂教学的流程。5E 教学模式还被称为5E 学习环，就是把课堂教学过程作为一个闭环，涵盖新知的引入、探究解释、迁移应用、评价反思等各个层面，既重视结果，也关注过程。教师在备课阶段可以根据物理课程目标和5E 教学模式的构成，精心规划教学流程，合理地分配和管理时间，安排教学内容和步骤，解决教学流程残缺不全的问题，从而确保课堂容量和学生的训练量，增加教学收效。

（二）有助于促进学生物理认知结构的构建

有研究表明，学生在物理学习中面临的主要难点是认知结构存在缺陷，具体表现为物理知识、信息储备量匮乏，对物理概念的组织程度欠佳，有序化程度较低，物理知识表征不够完善，开放性亟待提升，等等。5E 教学模式高度尊重学生的认知规律，基于该模式开展中学物理教学，有助于弥补学生认知思维等方面存在的缺陷，促进学生物理认知结构的构建。在5E 教学模式中的引入环节，教师可以创设范围广、概括程度高的具体情境，给学生提供足够的信息量，使学生不受前概念的干扰，更加轻松地理解新知识；在探究和解释环节，教师可以引导学生进行独立思考与合作讨论，把零散的知识点结构化、条理化，形成比较完整的知识网络；在迁移环节，教师可以根据物理知识创建新的应用场景，让学生在理解的基础上做到学以致用，同时与其他已有概念建立某种联系，从而实现知识的转化，提升学生构建物理认知结构的质量。

（三）有助于增强学生的物理探究技能

物理新课标要求学生在学习中经历科学探究的过程，具备初步的科学探究能力，以及运用多种方法进行研究的意识，能独立思考、尊重事实、敢于质疑和创新。中学物理教学改革的主要发展点，是培养学生的探究素养。传统的满堂灌、讲授式教学模式无法满足学校开展探究性训练的需求，导致学生相应技能的提升非常缓慢。5E 教学模式在机制上，与解决问题的探究过程十分类似，能够让学生在做中学，师生的课堂地位发生实质性的翻转，学生的探究主体性得以彰显。基于5E教学模式实施中学物理教学，有助于强化学生的物理探究技能。比如在5E 教学的核心环节——探究环节中，教师以具体的问题或任务为引领，指导学生合作识别问题，分析资料和证据，设计和实施研究方案，学生通过探寻、思想碰撞、实践、印证，获得推理、预测、观察、记录等探究技能的提升，发展了物理教学中的探究性教学，使学生保持参与探究的兴趣和激情，完善物理知识技能体系。

三、基于5E 教学模式的中学物理教学策略

（一）引入：创设情境，感受新知

5E 教学模式的起始环节是引入，该环节类似于教学导入和暖场铺垫，主要作用是激发学生对新知的学习兴趣。“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”学习物理新课之前，学生不免会出现注意力不集中、有畏难情绪等情况，学生有较高的学习兴趣是有效教学的前提。引入的关键点在于吸引学生的眼球，或引发学生的认知冲突，采用情境创设法能够迅速地激发学生的求知欲。因此，在基于5E 教学模式的物理教学中，教师应该聚焦引入环节，通过情境创设的方式提出需要学习的关键知识，吸引学生主动参与思考和学习，从而使其感受新知，为后续的探究做好准备［2］。

创设情境的方法多种多样，包括生活情境、问题情境、多媒体情境、复习情境，等等，上述情境创设手段可以叠加和整合运用。教师在这里必须坚持“三个联系”，即情境与物理课程要点、教学任务相联系，与学生的现实生活相联系，与原有的物理知识和概念相联系，比如教师可以立足物理新课标和学生的最近发展区，依托生活经验、生活实例、物理学史等，创设基于现实的趣味情境，还可以配合生活实物、信息化素材，展示相关的情境认知资料，引导学生对情境内容展开思考和讨论，使学生产生新旧概念之间的认知冲突，进而唤起学生学习新知、消除困惑的迫切感，

（二）探究：设计任务，合作释疑

探究是5E 教学模式的第二个环节，学生对物理知识的获取、技能技巧的掌握，都在本环节完成，所以探究在5E 教学模式中占据中心地位。探究环节的主要目标是指导学生对特定的物理课程内容进行研究，使学生通过观察、分析、操作和研讨，验证猜想并形成结论，使学生获得丰富的感性认识，习得新的技能。想要学生开展真实而有效的探究，教师需要围绕物理课程的三维目标，采用任务驱动型的教学方法，为学生营造自主、开放的环境，组织学生以小组为单位，结合任务的要求和导向进行合作释疑，使学生亲历知识的形成过程。

首先，从探究环节的任务设计来说，教师应该依据学生在引入环节产生的认知冲突，设置问题分析、场景研究、实验研究等类型的任务，比如引入的情境和物理实验现象有关，教师就可以发布实验研究型任务，学生以小组合作的形式，根据已有的知识和背景资料，对实验原理或结果作出合理的科学猜想，组内成员各自发表观点，通过不断地研讨和修正，设计定性或定量研究实验的步骤，分工完成实验操作，观察实验现象并整理数据，最后发现并总结规律，验证假设、化解疑问。其次，从探究环节的指导来说，教师是学生合作学习的引导者和促进者，教师一方面要避免直接把探究的结果告诉学生，或手把手地教学生该怎么做；另一方面要善于观察学生的探究表现，倾听学生的声音，及时点拨学生的新发现或遭遇的困难。对学生的探究行为进行反馈、跟踪和调适，斧正一些不科学的研究思路和方法，从而引领学生自主、合作释疑，实现物理探究技能的最大化发展［3］。

（三）解释：师生共议，深化理解

5E 教学模式的第三个环节是解释，主要是指学生在经历物理探究活动之后，把获取到的知识经验抽象化、理论化，用语言的形式表达出来。解释环节的作用是能够检验学生对所学内容的掌握效度，帮助学生建立物理新旧知识之间的联系，使学生把知识转化为个体内化的经验和认知。在基于5E 教学模式的物理教学中，教师应该重视解释环节，采取师生共议的方式，带领学生严谨、准确地解释相关问题，从而促进学生对物理知识的理解，达到“知其所以然”的程度［4］。

在此环节，教师应该根据物理探究的过程和结果，提炼出其中的核心问题或典型现象，给学生创造充足的课堂发言机会，采用小组内交流和小组代表发言两种形式，鼓励学生描述所观察到的现象，解释现象的成因和原理，使物理新概念、探究的过程和方法，变得清晰明确、易于理解。与此同时，在师生共议的过程中，教师还应该注意学生表述时的语言逻辑，引导学生把各种证据联系起来，构成完整的证据链，使解释更有说服力，有助于学生构建规范、严密的知识体系。此外，如果学生的解释用语不够严谨，教师可以结合探究环节中的理论和图示，加以修改和补充，向学生渗透标准的物理语言和科学的逻辑，指导学生有章有据地解释说明物理现象以及产生这些物理现象的原因，从而强化学生的解释能力，实现深入理解新知的目标。

（四）迁移：设疑启思，系统构建

5E 教学模式的第四个环节是迁移，此环节是物理学习的拓展和延伸，主要包括拓宽知识面和学以致用两方面内容。在该环节中需要对学生的物理知识技能不断精化，要求学生从理解走向应用，把理论和概念，与实际问题联系起来，产生实践性的学习经验。在物理教学的迁移环节，教师应该根据学生的探究所得，从生活实际出发，设置新的情境问题，引导学生深度思考，运用新知识解决新问题，从而使学生充分地理解和内化新知识，完成物理知识结构的构建［5］。

首先，以拓展知识面为目的实施迁移时，教师可以采用横向迁移的办法，把物理知识与其他学科的内容衔接起来，设计举例子的情境问题。比如让学生列举物理实验与化学实验，确定思路、操作方法等方面的相似之处，引导学生梳理和比较不同学科实验流程的异同，巩固学生的实验技能，培养学生的科学探究思维和素养，强化学生的跨学科学习意识。其次，在基于学以致用的目标实施迁移时，教师可以应用纵向迁移法，侧重学生对前后物理知识的衔接，比如搜寻生活中的物理现象呈现给学生，引导学生综合运用旧概念和新概念，详细、全面地说明物理现象的原理和背后的规律，并尝试列举自己见过的类似现象，促进学生融会贯通，感知物理在生活中的广泛性和实用性，从而锻炼学生的迁移和应用能力，升华物理课堂教学的效果。

（五）评价：全面评价，总结反思

评价是5E 教学模式中的重要环节，也是物理课堂教学中不可或缺的内容。5E 教学的评价从性质上来说，分为过程性评价和终结性评价；从实施方式来说，分为两个部分，一部分以即时评价的方式渗透于前述的四个环节中；另一部分以总结评价的方式放在课堂的结尾处。在5E 教学模式下的物理评价阶段，教师应该坚持过程性评价与终结性评价相结合，即时评价与总结评价于一体的原则，对学生的物理学习过程和成果展开全面、细化的评价，给学生提供反思提升的机会，从而实现教学目标，达成5E 教学模式的圆满实践［6］。

首先，从过程评价来说，学生每结束一个主题或一个环节的学习后，教师都应该根据学生的表现，及时地给出点评，并予以恰当的指引和鼓励，提出思考和探究的建议，校正一些不科学的观点和思路，防止学生陷入学习的误区，促进每个环节的开展和衔接，使学生边学习、边完善，发挥评价的诊断和调控功能。其次，从教学尾声的终结评价来说，教师应该重点引领学生自评和互评，利用实验记录、展示报告等，组织学生从认知收获、操作表现、合作能力等角度切入，先自我评价、反思不足，再评价他人、挖掘优势，互相取长补短。教师最后再结合探究过程和学生的参与程度，总结评定学生对物理知识技能的掌握情况，以及在情感、态度、价值观等方面的表现，通过多元评价帮助学生优化自身的物理学习策略。

综上所述，基于5E 教学模式开展中学物理教学，有助于优化课堂教学的流程，促进学生物理认知结构的构建，增强学生的物理探究技能。教师应该从5E 教学模式的构成要素出发，按照引入、探究、解释、迁移、评价五个环节，精心设计和开展教学活动，带领学生在真实情境下自主探索、协作研讨，使学生通过感受新知、合作释疑、深化理解、系统构建、总结反思等过程，获得完整的物理知识技能，彰显5E 教学模式的实践价值。