基于學(xué)生探究的小學(xué)科學(xué)5E教學(xué)模式研究

【摘要】文章采用文獻(xiàn)分析法和行動(dòng)研究法從深化學(xué)生探究的視角研究小學(xué)科學(xué)5E教學(xué)模式的構(gòu)建，首先分析了當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中學(xué)生探究學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，然后闡述了5E教學(xué)模式對(duì)探究式學(xué)習(xí)的有效性，其能夠促進(jìn)探究過程的結(jié)構(gòu)化和層次化，最后按照吸引、探究、解釋、遷移和評(píng)價(jià)的步驟提出了教學(xué)模式構(gòu)建的具體策略?！娟P(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；5E教學(xué)模式；探究式學(xué)習(xí)；策略科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)科重要的研究方式，小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也提倡要以探究為主帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)、探索。教師要重視學(xué)生的探究學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生在科學(xué)探究的過程中形成科學(xué)素養(yǎng)，落實(shí)核心素養(yǎng)的目標(biāo)。但是目前很大一部分教師在教學(xué)實(shí)踐中沒有很好地落實(shí)探究式學(xué)習(xí)，存在重知識(shí)輕探究的現(xiàn)象，教學(xué)效果不理想。5E教學(xué)模式能夠解決當(dāng)前科學(xué)教學(xué)學(xué)生探究過程不連貫、思維體驗(yàn)感低等問題，因此，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)5E教學(xué)模式的研究，構(gòu)建促進(jìn)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中學(xué)生探究學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀小學(xué)科學(xué)是一門重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力的學(xué)科，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)是落實(shí)學(xué)科目標(biāo)的關(guān)鍵，新課標(biāo)也將探究式教學(xué)作為科學(xué)課程的重要理念之一。當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)存在著重知識(shí)、輕探究的問題，教師在課堂上更為關(guān)注學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的掌握，忽視了學(xué)生的探究學(xué)習(xí)。部分教師雖然也會(huì)設(shè)計(jì)一些學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中缺乏探究性，沒有經(jīng)歷提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)等過程，缺乏完整的探究活動(dòng)。二、5E教學(xué)模式對(duì)探究式學(xué)習(xí)的有效性1.兩者教學(xué)本質(zhì)相同。5E教學(xué)模式是美國(guó)生物學(xué)課程研究所開發(fā)的一種教學(xué)模式，一共設(shè)置了五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，即吸引、探究、解釋、遷移和評(píng)價(jià)，圍繞問題的解決讓學(xué)生思考、體驗(yàn)和探索，在實(shí)踐活動(dòng)中將問題解決。探究是5E教學(xué)模式的核心環(huán)節(jié)，構(gòu)建5E教學(xué)模式要求教師要圍繞科學(xué)課程的核心知識(shí)和目標(biāo)設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，能夠有效推進(jìn)學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)[1]。探究式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)、探究過程，讓學(xué)生像科學(xué)家一樣思考、探究，經(jīng)歷探究的各個(gè)環(huán)節(jié)，在此基礎(chǔ)上掌握相應(yīng)的知識(shí)和技能。兩者強(qiáng)調(diào)的都是學(xué)生的探究活動(dòng)，有著相同的教學(xué)本質(zhì)。2.兩者教學(xué)流程相似。5E教學(xué)模式包含了吸引、探究、解釋、遷移和評(píng)價(jià)這五個(gè)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生在每個(gè)環(huán)節(jié)都要完成相應(yīng)的任務(wù)，在層層遞進(jìn)中讓探究更具層次化和結(jié)構(gòu)化。探究式學(xué)習(xí)包含了提出問題、假設(shè)、制訂計(jì)劃、驗(yàn)證以及得出結(jié)論等環(huán)節(jié)，兩者之間具有多處的重合、交叉?？茖W(xué)探究的第一個(gè)要素就是“提出問題”，5E中的第一個(gè)環(huán)節(jié)是“吸引”，強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣，吸引學(xué)生參與到實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，而提出問題是常見的吸引學(xué)生的方式，5E中的環(huán)節(jié)和科學(xué)探究的要素具有重合性，兩者具有相似的教學(xué)流程[2]。3.兩者的教學(xué)特點(diǎn)一致。5E教學(xué)模式以建構(gòu)主義教學(xué)理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中分析和解決問題，小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也指出，要讓學(xué)生成為課堂的主體，要求教師圍繞學(xué)生“學(xué)”的過程設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)感，兩者的教學(xué)理念一致，并且都圍繞“探究”展開，有著一致的教學(xué)特點(diǎn)。5E教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究，立足學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，在激發(fā)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上啟發(fā)學(xué)生的思維，提出相應(yīng)的問題，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，以探究活動(dòng)為中心，讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的過程，促進(jìn)探究過程結(jié)構(gòu)化和層次化。三、小學(xué)科學(xué)5E教學(xué)模式的構(gòu)建策略1.吸引：創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)探究動(dòng)機(jī)。吸引是5E教學(xué)模式的第一個(gè)環(huán)節(jié)，是為后續(xù)的探究做準(zhǔn)備。問題是探究的源頭，教師可以創(chuàng)設(shè)問題情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而讓學(xué)生產(chǎn)生探究的欲望和動(dòng)機(jī)[3]。教師可以在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)營(yíng)造具有問題性的氛圍，立足學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活創(chuàng)設(shè)情境，以熟悉的生活場(chǎng)景、現(xiàn)象激發(fā)興趣，同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生帶著之前的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)入學(xué)習(xí)情境中。教師創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，不僅要注重情境本身和教學(xué)內(nèi)容的契合性，還應(yīng)該對(duì)學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)、頭腦中已有的舊概念進(jìn)行探究，在新舊概念之間產(chǎn)生沖突，從而對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望。比如，在“饅頭發(fā)霉了”這一節(jié)的教學(xué)中，教師開展探究式學(xué)習(xí)，帶領(lǐng)學(xué)生探究物體發(fā)霉的根本條件。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)、立足學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活創(chuàng)設(shè)問題情境，先提出貼合學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活的問題：“同學(xué)們，你們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中見過發(fā)霉的東西嗎？”這個(gè)問題一提出來學(xué)生紛紛回答“見過”，并參與到熱烈的討論中，闡述自己以前見過哪些發(fā)霉的東西。接著教師繼續(xù)提問：“你們以前見過的霉菌是什么樣子的？”這個(gè)問題主要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步回憶自己見過的霉菌，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在學(xué)生回憶并闡述的過程中，教師通過多媒體課件展示各種物質(zhì)發(fā)霉的圖片，提升學(xué)生的探究欲望。教師通過創(chuàng)設(shè)生活化的問題情境已經(jīng)讓學(xué)生產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，但這還不夠，教師接著提出一個(gè)問題：“這些物質(zhì)是在什么情況下發(fā)霉的呢？”這個(gè)問題的提出是對(duì)學(xué)生已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探究，大部分學(xué)生面對(duì)這個(gè)問題都陷入了沉思，也有一些同學(xué)指出“物質(zhì)放太久了就會(huì)發(fā)霉”，教師通過學(xué)生的反饋探究學(xué)生的前概念、知識(shí)基礎(chǔ)，幫助教師了解學(xué)生對(duì)物體發(fā)霉條件相關(guān)知識(shí)的掌握程度，為接下來的探究學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。2.探究：搭建學(xué)習(xí)支架，促進(jìn)自主探究。探究是5E教學(xué)模式的第二個(gè)環(huán)節(jié)，也是科學(xué)教學(xué)的核心環(huán)節(jié)。探究式學(xué)習(xí)要凸顯學(xué)生的主體性，讓學(xué)生成為課堂的主體，圍繞問題進(jìn)行探索，在探究的過程中構(gòu)建知識(shí)體系，形成相應(yīng)的能力和素養(yǎng)。小學(xué)生的能力有限，讓學(xué)生自主探究并不意味著就對(duì)學(xué)生放任不管，教師要充分發(fā)揮自身的啟發(fā)、引導(dǎo)作用，為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架。教師要從兩個(gè)層面提供支架，一個(gè)是準(zhǔn)備充足的實(shí)驗(yàn)探究材料和設(shè)備，提供科學(xué)探究的條件，另一個(gè)就是啟發(fā)學(xué)生，設(shè)置層層遞進(jìn)的問題為學(xué)生提供思維支架，給學(xué)生的自主探究提供導(dǎo)向，同時(shí)將學(xué)生的思維引向深處，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。比如，在“溫度計(jì)的秘密”這一課的教學(xué)中，這一課以溫度計(jì)的溫度變化為引子，帶領(lǐng)學(xué)生探究各種液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。在學(xué)生自主探究的環(huán)節(jié)，教師要提供滿足學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的條件，準(zhǔn)備溫度計(jì)、熱水、冷水、錐形瓶、燒杯以及水、醬油、酒精等各種液體，保證探究活動(dòng)能夠順利推進(jìn)。教師在學(xué)生的探究活動(dòng)中發(fā)揮啟發(fā)和引導(dǎo)作用，通過層層遞進(jìn)的問題為學(xué)生的探究提供支架。教師先通過溫度計(jì)的變化引出探究活動(dòng)，讓學(xué)生用溫度計(jì)測(cè)量燒杯中熱水、冷水的溫度，提出探究性的問題：“通過測(cè)量你發(fā)現(xiàn)了什么？”學(xué)生紛紛指出“測(cè)量熱水的溫度時(shí)，溫度計(jì)的液柱高度升高了，而測(cè)量冷水溫度時(shí)，溫度計(jì)的液柱高度降低了”，教師接著提問：“為什么溫度計(jì)的液柱會(huì)隨著溫度的變化而變化呢？”以這個(gè)問題鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑、猜想，讓學(xué)生利用提供的實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，對(duì)自己的猜想進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生在探究過程中遇到思維障礙時(shí)，教師要加以引導(dǎo)，如教師可以提出以下問題：①溫度計(jì)的構(gòu)造是怎樣的呢？②怎樣觀察液體冷熱對(duì)液體的影響呢？通過這些問題為學(xué)生的探究提供支架，引導(dǎo)學(xué)生觀察溫度計(jì)的構(gòu)造，用使用材料模仿溫度計(jì)的構(gòu)造組裝實(shí)驗(yàn)裝置，并創(chuàng)造冷、熱兩種環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)觀察和總結(jié)的環(huán)節(jié)中，教師也可以適時(shí)點(diǎn)撥，并提出以下問題：①水、醬油、酒精在受熱的時(shí)候發(fā)生了怎樣的變化？②通過這些現(xiàn)象你可以得到什么結(jié)論？引領(lǐng)觀察液體在不同環(huán)境的變化，對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象進(jìn)行觀察、總結(jié)。3.解釋：解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析探究結(jié)論。解釋是5E教學(xué)模式的第三個(gè)環(huán)節(jié)，教師可以利用解釋環(huán)節(jié)引領(lǐng)學(xué)生分析探究結(jié)論，開展研討活動(dòng)，在解釋和研討中促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)科學(xué)知識(shí)的深層次理解。探究式學(xué)習(xí)不僅僅要關(guān)注學(xué)生的探究過程，還要關(guān)注學(xué)生經(jīng)過探究獲得的知識(shí)、技能，讓學(xué)生解釋現(xiàn)實(shí)生活中的科學(xué)現(xiàn)象，讓學(xué)生將事實(shí)證據(jù)理論化、抽象化，在這個(gè)過程中構(gòu)建學(xué)科概念，深度把握科學(xué)知識(shí)。教師要給學(xué)生提供解釋的氛圍和平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生展示探究環(huán)節(jié)的過程、結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生積極表達(dá)自己對(duì)科學(xué)概念的認(rèn)識(shí)和科學(xué)知識(shí)的理解。通過解釋環(huán)節(jié)，教師能夠了解學(xué)生自主探究的程度和效果，把握學(xué)生的思維特點(diǎn)[4]。教師讓學(xué)生展示探究結(jié)論和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，要關(guān)注學(xué)生的科學(xué)推理過程，積極引導(dǎo)學(xué)生并循循善誘，讓學(xué)生能夠?qū)ψ约旱奶骄苛鞒踢M(jìn)行梳理，從而推理得到正確的觀點(diǎn)，形成正確的結(jié)論。比如，在“鐵生銹”這一內(nèi)容的教學(xué)中，探究式學(xué)習(xí)主要是讓學(xué)生探究鐵生銹的條件，由于鐵生銹需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因此教師需提前布置探究任務(wù)，學(xué)生記錄探究的過程和現(xiàn)象，課堂上進(jìn)行總結(jié)。在分析探究結(jié)論的環(huán)節(jié)，部分學(xué)生遇到了障礙。教師讓學(xué)生闡述自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同學(xué)們七嘴八舌闡述自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如“放在水中的鐵釘生銹了”“放在干燥空氣中的鐵釘沒有生銹”“浸泡在上層有油的水中的鐵釘生銹不嚴(yán)重”“在空氣和水交界的地方鐵釘生銹最嚴(yán)重”……對(duì)于學(xué)生的這些發(fā)現(xiàn)，教師給予肯定，接著讓學(xué)生總結(jié)自己的探究結(jié)論，這時(shí)候部分學(xué)生就沉默了，有的學(xué)生直接表示自己只觀察到了現(xiàn)象，不知道為什么。這時(shí)教師要引導(dǎo)學(xué)生梳理自己的探究過程，先讓學(xué)生思考這個(gè)實(shí)驗(yàn)要探究的問題是什么，然后引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考鐵生銹可能和哪些因素有關(guān)，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生重新梳理，從探究問題“鐵生銹和什么因素有關(guān)”出發(fā)重新推理，很快就能夠從各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中推斷出鐵生銹和氧氣、水都有關(guān)，對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋，最后得到結(jié)論“鐵生銹和水、氧氣的同時(shí)存在有關(guān)”。4.遷移：交流探究結(jié)果，解決現(xiàn)實(shí)問題。遷移是5E教學(xué)模式的第四個(gè)環(huán)節(jié)，是學(xué)生遷移運(yùn)用知識(shí)的環(huán)節(jié)。教師可以組織學(xué)生圍繞探究結(jié)果進(jìn)行交流討論，并立足學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活提出新的問題，引導(dǎo)學(xué)生遷移運(yùn)用知識(shí)解決新情境中的問題，在這個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的遷移運(yùn)用，同時(shí)也能夠幫助教師檢驗(yàn)學(xué)生是否對(duì)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)形成深層次的理解。遷移運(yùn)用知識(shí)將科學(xué)教學(xué)和學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系在一起，讓學(xué)生牢固自己的概念體系，并能夠運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題，體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)的實(shí)用性[5]。教師要科學(xué)設(shè)置科學(xué)問題，注意問題的難度和梯度，注重問題的變式遞進(jìn)，讓學(xué)生在解決問題的過程中建立對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)知。教師可以設(shè)計(jì)問題鏈，突出問題的層次化、系統(tǒng)化，這樣更有助于學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)框架。比如，在“鐵生銹”這一內(nèi)容的教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)、探究、總結(jié)等階段得出“氧氣和水同時(shí)存在會(huì)導(dǎo)致鐵生銹”這一結(jié)論后，教師就可以立足現(xiàn)實(shí)提出一些問題，讓學(xué)生解決問題。教師可以用多媒體展示現(xiàn)實(shí)生活中不同場(chǎng)景中鐵生銹的照片，比如鐵鍋生銹以及菜刀生銹等照片，讓學(xué)生解決“如何防止這些鐵生銹”這一問題，學(xué)生從剛才的探究結(jié)論出發(fā)，想到要阻止鐵和氧氣、水的接觸來防止生銹，因此紛紛表達(dá)了自己的解決方案，有的學(xué)生說“用完菜刀之后將表面的水擦干”，有的學(xué)生說“鐵鍋炒完菜可以抹一層油”……學(xué)生解決問題的方法五花八門，在這個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)知識(shí)的深度理解，并提高了學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。5.評(píng)價(jià)：引入多元評(píng)價(jià)，促進(jìn)反思提升。評(píng)價(jià)是5E教學(xué)模式的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，教師要引入多元評(píng)價(jià)，通過評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)反思，在反思中發(fā)現(xiàn)自己的不足，并針對(duì)性查缺補(bǔ)漏。教師也可以反思教學(xué)過程中存在的不足和問題，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在反思中提升自己的教學(xué)水平。教師要引入多元評(píng)價(jià)體系，不僅要注重教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的評(píng)價(jià)，還要鼓勵(lì)學(xué)生自我評(píng)價(jià)、同伴互評(píng)，讓評(píng)價(jià)更加科學(xué)、全面。在學(xué)生自評(píng)環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)自己的探究過程進(jìn)行重新審視，加深對(duì)知識(shí)的理解，還能夠從中總結(jié)出一套科學(xué)探究的方法和思路，促進(jìn)學(xué)生的能力提升和素養(yǎng)發(fā)展。學(xué)生在互評(píng)的過程中能夠?qū)W習(xí)他人的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，讓科學(xué)探究的思維更加開闊。比如，在“溫度計(jì)的秘密”這一課的探究學(xué)習(xí)中，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)反思，從“我是否參與到探究過程