“5E”教學(xué)，小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的五部曲

王家友

一、一個(gè)案例引發(fā)的思考

曾經(jīng)看過一個(gè)美國小學(xué)科學(xué)的教學(xué)案例，這個(gè)案例名叫《電池和小燈泡》，是由美國一位名叫喬伊斯·杰克遜的小學(xué)科學(xué)教師設(shè)計(jì)的。

課的開頭，喬伊斯講了一個(gè)故事，故事中有三個(gè)在森林露營的人需要照明工具才能走出這片森林，回到他們的大本營。他們只有一根銅線、一個(gè)燈泡和一節(jié)電池。這個(gè)能幫助別人的情境的出現(xiàn)一下子吸引了極具愛心的學(xué)生們的注意。在接下來的活動(dòng)中，學(xué)生們積極地沉浸在探究活動(dòng)中，其目的只有一個(gè)，就是利用僅有的材料盡快地組裝好一個(gè)照明工具，幫三位露營的人回到大本營。有些學(xué)生很快就完成了任務(wù)，沒有完成任務(wù)的學(xué)生也不氣餒，因?yàn)樗麄儾辉篙p易放棄幫助別人的機(jī)會(huì)。在這種樂于助人精神的感召下，完成快的學(xué)生就會(huì)下位去幫助沒有完成的學(xué)生，也有些學(xué)生主動(dòng)去向已經(jīng)完成任務(wù)的學(xué)生請(qǐng)教。在這種互幫互助的溫馨的氛圍里，學(xué)生陸陸續(xù)續(xù)完成了制作簡易照明工具的任務(wù)。接著學(xué)生們進(jìn)行了演示和展示，事情到此遠(yuǎn)沒有結(jié)束。喬伊斯老師又接著創(chuàng)設(shè)了一個(gè)任務(wù)：還有其他人員也要學(xué)習(xí)這種簡易照明工具的組裝方法，他們有的打來電話尋求幫助，有的想要圖紙。這個(gè)任務(wù)的提出一下子將學(xué)生的思維由具體操作提升為較為抽象的語言描述和圖像表達(dá)。通過語言和圖像表達(dá)，學(xué)生們的抽象思維得到了一定的發(fā)展。在學(xué)生經(jīng)歷了那么多的活動(dòng)之后，得出了多種連接方法。在此基礎(chǔ)上，喬伊斯老師不慌不忙地引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)了電路這個(gè)重要的科學(xué)概念。之后她和學(xué)生們還一起探究了燈泡內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。到此為止，關(guān)于電池和燈泡的學(xué)習(xí)暫告一段落。

這個(gè)案例設(shè)計(jì)之所以吸引我，是因?yàn)樗谀撤N程度上充分體現(xiàn)了當(dāng)前國際范圍內(nèi)兒童科學(xué)教育的先進(jìn)理念：

1.科學(xué)是對(duì)世界的解釋，科學(xué)的理解由問題開始，在問題的引發(fā)下人們進(jìn)行探究，最后對(duì)所研究的問題進(jìn)行合理的解釋，這個(gè)解釋在一定的范圍內(nèi)是有效的，是動(dòng)態(tài)的。

2.兒童時(shí)期是一個(gè)特殊的時(shí)期，他們對(duì)世界充滿了好奇，他們是天生的探究者，科學(xué)課正好能滿足兒童的好奇心和探究欲望。

3.兒童是通過自己的理解來學(xué)習(xí)科學(xué)的，而不是別人的說教。

4.教師應(yīng)該通過創(chuàng)設(shè)安全的、民主的、豐富的、具有一定挑戰(zhàn)性的情境吸引兒童參與到科學(xué)學(xué)習(xí)中來，其主要方式是和學(xué)生一起探究。

5.學(xué)好科學(xué)不僅能使自己對(duì)所感興趣的問題進(jìn)行解釋，而且在生產(chǎn)和生活中會(huì)有廣泛的應(yīng)用。

這些先進(jìn)理念在這個(gè)案例中得以充分體現(xiàn)，而這個(gè)案例的設(shè)計(jì)背景就是在“5E”教學(xué)模式下進(jìn)行的，于是我對(duì)“5E”教學(xué)模式產(chǎn)生了濃厚的興趣。

二、“5E”教學(xué)模式的由來

“5E”教學(xué)模式源于美國《生物科學(xué)課程》教材（BSCS，1989），由參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移（Elaboration）、評(píng)價(jià)（Evaluation）這五個(gè)基本的教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。因?yàn)?個(gè)單詞的英文開頭字母都是E，所以命名為5E教學(xué)模式。

20世紀(jì)50年代以來，美國人一直關(guān)注科學(xué)教育的質(zhì)量，某種程度上是源于對(duì)蘇聯(lián)搶先發(fā)射人造衛(wèi)星的一種應(yīng)激反應(yīng)。20世紀(jì)60年代早期物理學(xué)家卡普拉斯主持并開發(fā)出了SCIS課程。他們在SCIS教師用書中提出了由“初步探究”“概念引入”和“概念應(yīng)用”三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式。20世紀(jì)80年代，隨著認(rèn)知理論的發(fā)展，BSCS認(rèn)為若要有效地進(jìn)行科學(xué)教學(xué)，并幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念，教師不僅要讓學(xué)生進(jìn)行探索，更重要的是要先了解學(xué)生針對(duì)特定教學(xué)內(nèi)容的前概念。此外，教師在教學(xué)過程中還應(yīng)及時(shí)了解學(xué)生的概念構(gòu)建進(jìn)程。在最后又增加了“評(píng)價(jià)”教學(xué)環(huán)節(jié)。1989年，BSCS基于以上考慮，在原有學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了基于建構(gòu)主義理論和概念轉(zhuǎn)變理論的“5E”教學(xué)模式。

在“5E”教學(xué)模式提出之前的教學(xué)策略主要是發(fā)現(xiàn)式教學(xué)模式，它是一個(gè)很有吸引力的模式，它能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和激情。但它也存在一些弊端，因?yàn)檫^分強(qiáng)調(diào)開放探究而在建構(gòu)和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)以及有計(jì)劃地發(fā)展探究能力方面有所忽略。在“5E”教學(xué)模式中，有更清晰的目標(biāo)以及希望學(xué)生學(xué)到的特定的概念和解釋，它的步驟更加詳細(xì)，每一步都有目標(biāo)和進(jìn)入下一步的準(zhǔn)備，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

三、“5E”教學(xué)模式的具體環(huán)節(jié)

1.參與

這是“5E”教學(xué)模式的第一步。該環(huán)節(jié)的目標(biāo)可以細(xì)分如下：（1）明確研究主題，激發(fā)學(xué)生興趣。（2）充分了解學(xué)生對(duì)該研究主題的前概念，幫助學(xué)生將已學(xué)過的知識(shí)與現(xiàn)在的活動(dòng)目標(biāo)聯(lián)系起來。（3）進(jìn)行必要的安全提示。安全必須放在首位，所以，在正式進(jìn)行探究活動(dòng)之前，必須進(jìn)行安全提示。

2.探究

這是“5E”教學(xué)模式的主體。在此環(huán)節(jié)，教師為學(xué)生提供安全的、民主的、時(shí)間充分的、材料豐富的課堂，必要時(shí)為個(gè)別學(xué)生提供一定的支架式服務(wù)。學(xué)生根據(jù)選定的研究范圍自主操作材料、進(jìn)行觀察、相互交流，形成初步的觀點(diǎn)（還不能算作概念，只能是初步的解釋）。通過這樣的師生活動(dòng)就為后面進(jìn)行解釋、形成概念積累了具體經(jīng)驗(yàn)。

3.解釋

在此環(huán)節(jié)，首先讓學(xué)生描述觀察到的現(xiàn)象，解釋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，其他學(xué)生認(rèn)真傾聽并適時(shí)提出質(zhì)疑。教師要鼓勵(lì)學(xué)生用自己的語言進(jìn)行解釋，并適時(shí)詢問學(xué)生這樣解釋的理由。在學(xué)生廣泛參與的基礎(chǔ)上適時(shí)規(guī)范地講解學(xué)生所需要的科學(xué)概念，并鼓勵(lì)學(xué)生用新概念進(jìn)行新的解釋。這樣，新概念的學(xué)習(xí)與上一階段的真實(shí)經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系了起來。也就是教師幫助學(xué)生在探究事實(shí)的證據(jù)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新概念，運(yùn)用新概念進(jìn)行描述和解釋，回答最初提出的問題。

4.遷移

遷移活動(dòng)為學(xué)生在新的情境中應(yīng)用新學(xué)習(xí)的科學(xué)概念和技能提供了機(jī)會(huì)。在這一階段，學(xué)生擴(kuò)展自己的概念，并運(yùn)用前一階段剛剛獲得的科學(xué)概念，在新的環(huán)境和新的問題情境中去實(shí)踐、驗(yàn)證、應(yīng)用和鞏固。

瑪麗·巴德·羅曾經(jīng)指出：“概念應(yīng)用是探究教學(xué)中常常被忽略的部分，只有概念應(yīng)用過程中才能達(dá)到科學(xué)的理解?！?/p>

5.評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)是學(xué)習(xí)環(huán)中的重要環(huán)節(jié)，但不是一個(gè)特定的階段，它貫穿整個(gè)教學(xué)過程。此環(huán)節(jié)目標(biāo)在于促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)。評(píng)價(jià)是由教師、學(xué)生共同完成的。評(píng)價(jià)分為正式評(píng)價(jià)、非正式評(píng)價(jià)和自我評(píng)估三個(gè)形式。

四、基于“5E”教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

《食物鏈和食物網(wǎng)》

（一）參與，提出關(guān)于周圍環(huán)境中動(dòng)植物之間的食物關(guān)系問題。

課前由謎語引出生物之間存在吃與被吃的關(guān)系，了解學(xué)生對(duì)于食物關(guān)系的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

師：這是一片大草原，來了一群羊，打一水果，說說你的理由。

師：接著又來了一群狼，再打一水果。

師：說說它們之間是什么關(guān)系？

（二）探究，用卡片進(jìn)行探究，利用自己的發(fā)現(xiàn)描述周圍環(huán)境中的食物關(guān)系。

1.尋找花園里的食物關(guān)系

師：在剛才的謎語中，隱藏著生物之間吃與被吃的關(guān)系，自然界中的其他生物是不是都存在這種吃與被吃的關(guān)系呢？我們一起到花園里來找一找。

學(xué)生可以先選擇幾張卡片，組成一些食物關(guān)系，并在組內(nèi)交流。

2.描述花園里的食物關(guān)系

師：在這些生物之間存在著哪些吃與被吃的關(guān)系呢？誰來說一說。

學(xué)生基于自己的觀察和理解進(jìn)行展示、匯報(bào)。

資源預(yù)設(shè)：①文字表示；②卡片排序表示的；文字加箭頭的。（這里有的箭頭指向是不同的，這種情況符合學(xué)生的認(rèn)知）

3.整理花園里的食物關(guān)系

師：動(dòng)物為了生存，需要食物，他們吃食物的目的就是為了獲取能量，比如草被螞蚱吃，草蘊(yùn)含的能量就被螞蚱吸收，草蘊(yùn)含的能量就流向了螞蚱。螞蚱被鳥吃，螞蚱的能量就流向了鳥。鳥被蛇吃，鳥的能量就流向了蛇。為了表示這種能量的流動(dòng)，科學(xué)上就用下面的符號(hào)來表示：

花→蚜蟲→瓢蟲→小鳥

學(xué)生嘗試用這樣的符號(hào)來表示食物關(guān)系中的這種能量流動(dòng)。

（三）解釋，利用豐富的資源，引導(dǎo)學(xué)生歸納概括，用科學(xué)概念進(jìn)行解釋。

1.揭示科學(xué)概念

師：科學(xué)上，我們把自然界中這種鏈狀的食物關(guān)系叫作食物鏈。這些食物鏈中的動(dòng)物和植物又扮演什么角色呢？我們通過視頻來了解一下。（播放視頻）

師：視頻看完了，那在黑板上的這條食物鏈中誰是生產(chǎn)者？誰是消費(fèi)者？

2.運(yùn)用新概念進(jìn)行解釋

師：剛才在花園環(huán)境中研究了食物鏈的相關(guān)知識(shí)，那在其他環(huán)境中，又會(huì)有哪些食物鏈呢？（給出兩種環(huán)境：草原、池塘）

師：請(qǐng)同學(xué)們選擇其中的一種環(huán)境來研究，找出其中的一條食物鏈。并且標(biāo)出誰是生產(chǎn)者？誰是消費(fèi)者？

學(xué)生匯報(bào)，教師出示兩條食物鏈。

3.食物鏈相關(guān)解釋的拓展（分解者、循環(huán)、消費(fèi)者的分級(jí)、能量級(jí)）

觀察討論，思考下列問題。

師：這么多不同的食物鏈，有沒有相同的地方呢？

（從植物開始，到食肉動(dòng)物結(jié)束；周而復(fù)始，環(huán)環(huán)相扣；能量在流動(dòng)的過程中不斷地消耗，所以能量不可能無限制地傳遞下去，有一個(gè)限制；太陽能是非常重要的；分解者也十分重要）

（四）遷移，在類似環(huán)境下建立食物網(wǎng)概念。

1.出現(xiàn)水田里的環(huán)境

師：拿出你的練習(xí)紙，在給定的這些生物中找一找存在哪些食物鏈，動(dòng)手連一連，畫一畫。

2.介紹食物網(wǎng)，展示學(xué)生的資源

師：他畫的這些食物鏈和我們之前畫的單一的食物鏈有什么不同的地方嗎？在科學(xué)上，我們把這種由多條食物鏈相互交叉形成的網(wǎng)狀食物關(guān)系叫作食物網(wǎng)。

3.將食物網(wǎng)和食物鏈進(jìn)行比較

（五）評(píng)價(jià)，保護(hù)生態(tài)平衡，課外拓展。

1.用食物鏈的知識(shí)解釋“螳螂捕蟬黃雀在后”這一成語。

2.青蛙到哪里去了？

（閱讀材料略）

夏天到了，每當(dāng)這個(gè)時(shí)候稻田里的青蛙就呱呱地叫個(gè)不停，近幾年來青蛙越來越少了。青蛙到底到哪去了呢？你如何看待這件事。

五、結(jié)語

客觀地說，就目前現(xiàn)狀而言，我國兒童科學(xué)教育無論是在研究領(lǐng)域還是在實(shí)踐領(lǐng)域都還是一個(gè)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。在科學(xué)教育的實(shí)踐中，廣大科學(xué)教育工作者也面臨著諸多的困惑與問題，許多在教學(xué)一線的教師對(duì)科學(xué)教育存有不少的迷惑?；谶@樣的現(xiàn)實(shí)背景，我認(rèn)為十分有必要引進(jìn)“5E”教學(xué)模式。先引進(jìn)來，再利用它，然后在實(shí)踐過程中改造它，使它能更加適合我國的小學(xué)科學(xué)教育，更好地為我們的科學(xué)教育服務(wù)。