“5E”教学，小学科学课堂教学的五部曲

王家友

一、一个案例引发的思考

曾经看过一个美国小学科学的教学案例，这个案例名叫《电池和小灯泡》，是由美国一位名叫乔伊斯·杰克逊的小学科学教师设计的。

课的开头，乔伊斯讲了一个故事，故事中有三个在森林露营的人需要照明工具才能走出这片森林，回到他们的大本营。他们只有一根铜线、一个灯泡和一节电池。这个能帮助别人的情境的出现一下子吸引了极具爱心的学生们的注意。在接下来的活动中，学生们积极地沉浸在探究活动中，其目的只有一个，就是利用仅有的材料尽快地组装好一个照明工具，帮三位露营的人回到大本营。有些学生很快就完成了任务，没有完成任务的学生也不气馁，因为他们不愿轻易放弃帮助别人的机会。在这种乐于助人精神的感召下，完成快的学生就会下位去帮助没有完成的学生，也有些学生主动去向已经完成任务的学生请教。在这种互帮互助的温馨的氛围里，学生陆陆续续完成了制作简易照明工具的任务。接着学生们进行了演示和展示，事情到此远没有结束。乔伊斯老师又接着创设了一个任务：还有其他人员也要学习这种简易照明工具的组装方法，他们有的打来电话寻求帮助，有的想要图纸。这个任务的提出一下子将学生的思维由具体操作提升为较为抽象的语言描述和图像表达。通过语言和图像表达，学生们的抽象思维得到了一定的发展。在学生经历了那么多的活动之后，得出了多种连接方法。在此基础上，乔伊斯老师不慌不忙地引导学生认识了电路这个重要的科学概念。之后她和学生们还一起探究了灯泡内部的结构。到此为止，关于电池和灯泡的学习暂告一段落。

这个案例设计之所以吸引我，是因为它在某种程度上充分体现了当前国际范围内儿童科学教育的先进理念：

1.科学是对世界的解释，科学的理解由问题开始，在问题的引发下人们进行探究，最后对所研究的问题进行合理的解释，这个解释在一定的范围内是有效的，是动态的。

2.儿童时期是一个特殊的时期，他们对世界充满了好奇，他们是天生的探究者，科学课正好能满足儿童的好奇心和探究欲望。

3.儿童是通过自己的理解来学习科学的，而不是别人的说教。

4.教师应该通过创设安全的、民主的、丰富的、具有一定挑战性的情境吸引儿童参与到科学学习中来，其主要方式是和学生一起探究。

5.学好科学不仅能使自己对所感兴趣的问题进行解释，而且在生产和生活中会有广泛的应用。

这些先进理念在这个案例中得以充分体现，而这个案例的设计背景就是在“5E”教学模式下进行的，于是我对“5E”教学模式产生了浓厚的兴趣。

二、“5E”教学模式的由来

“5E”教学模式源于美国《生物科学课程》教材（BSCS，1989），由参与（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）、评价（Evaluation）这五个基本的教学环节构成。因为5个单词的英文开头字母都是E，所以命名为5E教学模式。

20世纪50年代以来，美国人一直关注科学教育的质量，某种程度上是源于对苏联抢先发射人造卫星的一种应激反应。20世纪60年代早期物理学家卡普拉斯主持并开发出了SCIS课程。他们在SCIS教师用书中提出了由“初步探究”“概念引入”和“概念应用”三个环节构成的学习环教学模式。20世纪80年代，随着认知理论的发展，BSCS认为若要有效地进行科学教学，并帮助学生构建科学概念，教师不仅要让学生进行探索，更重要的是要先了解学生针对特定教学内容的前概念。此外，教师在教学过程中还应及时了解学生的概念构建进程。在最后又增加了“评价”教学环节。1989年，BSCS基于以上考虑，在原有学习环教学模式的基础上，进一步提出了基于建构主义理论和概念转变理论的“5E”教学模式。

在“5E”教学模式提出之前的教学策略主要是发现式教学模式，它是一个很有吸引力的模式，它能很好地激发学生学习科学的兴趣和激情。但它也存在一些弊端，因为过分强调开放探究而在建构和应用科学知识以及有计划地发展探究能力方面有所忽略。在“5E”教学模式中，有更清晰的目标以及希望学生学到的特定的概念和解释，它的步骤更加详细，每一步都有目标和进入下一步的准备，能更好地培养学生的探究能力。

三、“5E”教学模式的具体环节

1.参与

这是“5E”教学模式的第一步。该环节的目标可以细分如下：（1）明确研究主题，激发学生兴趣。（2）充分了解学生对该研究主题的前概念，帮助学生将已学过的知识与现在的活动目标联系起来。（3）进行必要的安全提示。安全必须放在首位，所以，在正式进行探究活动之前，必须进行安全提示。

2.探究

这是“5E”教学模式的主体。在此环节，教师为学生提供安全的、民主的、时间充分的、材料丰富的课堂，必要时为个别学生提供一定的支架式服务。学生根据选定的研究范围自主操作材料、进行观察、相互交流，形成初步的观点（还不能算作概念，只能是初步的解释）。通过这样的师生活动就为后面进行解释、形成概念积累了具体经验。

3.解释

在此环节，首先让学生描述观察到的现象，解释现象产生的原因，其他学生认真倾听并适时提出质疑。教师要鼓励学生用自己的语言进行解释，并适时询问学生这样解释的理由。在学生广泛参与的基础上适时规范地讲解学生所需要的科学概念，并鼓励学生用新概念进行新的解释。这样，新概念的学习与上一阶段的真实经验联系了起来。也就是教师帮助学生在探究事实的证据的基础上学习新概念，运用新概念进行描述和解释，回答最初提出的问题。

4.迁移

迁移活动为学生在新的情境中应用新学习的科学概念和技能提供了机会。在这一阶段，学生扩展自己的概念，并运用前一阶段刚刚获得的科学概念，在新的环境和新的问题情境中去实践、验证、应用和巩固。

玛丽·巴德·罗曾经指出：“概念应用是探究教学中常常被忽略的部分，只有概念应用过程中才能达到科学的理解。”

5.评价

评价是学习环中的重要环节，但不是一个特定的阶段，它贯穿整个教学过程。此环节目标在于促进学生的学习和教师的教学。评价是由教师、学生共同完成的。评价分为正式评价、非正式评价和自我评估三个形式。

四、基于“5E”教学模式的教学设计

《食物链和食物网》

（一）参与，提出关于周围环境中动植物之间的食物关系问题。

课前由谜语引出生物之间存在吃与被吃的关系，了解学生对于食物关系的相关经验。

师：这是一片大草原，来了一群羊，打一水果，说说你的理由。

师：接着又来了一群狼，再打一水果。

师：说说它们之间是什么关系？

（二）探究，用卡片进行探究，利用自己的发现描述周围环境中的食物关系。

1.寻找花园里的食物关系

师：在刚才的谜语中，隐藏着生物之间吃与被吃的关系，自然界中的其他生物是不是都存在这种吃与被吃的关系呢？我们一起到花园里来找一找。

学生可以先选择几张卡片，组成一些食物关系，并在组内交流。

2.描述花园里的食物关系

师：在这些生物之间存在着哪些吃与被吃的关系呢？谁来说一说。

学生基于自己的观察和理解进行展示、汇报。

资源预设：①文字表示；②卡片排序表示的；文字加箭头的。（这里有的箭头指向是不同的，这种情况符合学生的认知）

3.整理花园里的食物关系

师：动物为了生存，需要食物，他们吃食物的目的就是为了获取能量，比如草被蚂蚱吃，草蕴含的能量就被蚂蚱吸收，草蕴含的能量就流向了蚂蚱。蚂蚱被鸟吃，蚂蚱的能量就流向了鸟。鸟被蛇吃，鸟的能量就流向了蛇。为了表示这种能量的流动，科学上就用下面的符号来表示：

花→蚜虫→瓢虫→小鸟

学生尝试用这样的符号来表示食物关系中的这种能量流动。

（三）解释，利用丰富的资源，引导学生归纳概括，用科学概念进行解释。

1.揭示科学概念

师：科学上，我们把自然界中这种链状的食物关系叫作食物链。这些食物链中的动物和植物又扮演什么角色呢？我们通过视频来了解一下。（播放视频）

师：视频看完了，那在黑板上的这条食物链中谁是生产者？谁是消费者？

2.运用新概念进行解释

师：刚才在花园环境中研究了食物链的相关知识，那在其他环境中，又会有哪些食物链呢？（给出两种环境：草原、池塘）

师：请同学们选择其中的一种环境来研究，找出其中的一条食物链。并且标出谁是生产者？谁是消费者？

学生汇报，教师出示两条食物链。

3.食物链相关解释的拓展（分解者、循环、消费者的分级、能量级）

观察讨论，思考下列问题。

师：这么多不同的食物链，有没有相同的地方呢？

（从植物开始，到食肉动物结束；周而复始，环环相扣；能量在流动的过程中不断地消耗，所以能量不可能无限制地传递下去，有一个限制；太阳能是非常重要的；分解者也十分重要）

（四）迁移，在类似环境下建立食物网概念。

1.出现水田里的环境

师：拿出你的练习纸，在给定的这些生物中找一找存在哪些食物链，动手连一连，画一画。

2.介绍食物网，展示学生的资源

师：他画的这些食物链和我们之前画的单一的食物链有什么不同的地方吗？在科学上，我们把这种由多条食物链相互交叉形成的网状食物关系叫作食物网。

3.将食物网和食物链进行比较

（五）评价，保护生态平衡，课外拓展。

1.用食物链的知识解释“螳螂捕蝉黄雀在后”这一成语。

2.青蛙到哪里去了？

（阅读材料略）

夏天到了，每当这个时候稻田里的青蛙就呱呱地叫个不停，近几年来青蛙越来越少了。青蛙到底到哪去了呢？你如何看待这件事。

五、结语

客观地说，就目前现状而言，我国儿童科学教育无论是在研究领域还是在实践领域都还是一个相对薄弱的环节。在科学教育的实践中，广大科学教育工作者也面临着诸多的困惑与问题，许多在教学一线的教师对科学教育存有不少的迷惑。基于这样的现实背景，我认为十分有必要引进“5E”教学模式。先引进来，再利用它，然后在实践过程中改造它，使它能更加适合我国的小学科学教育，更好地为我们的科学教育服务。