谢志规
柳州铁一中学，广西 柳州 545007
摘 要：本文以“电势”教学为例，阐述在“5E”教学模式下，通过课堂问题情境设计，激发学生学习兴趣，引导学生主动探究，在旧知基础上建构新知识，提高学生高阶思维，实现深度学习，落实核心素养。
关健词：“5E”教学模式、物理教学、电势、建构主义、深度学习
“5E”教学法最早起源于生物学科的教学，是由美国生物科学课程研究所（BSCS）开发的一种建构主义教学模式，后因其完备的实用性受到教育界的高度关注，是美国科学课堂的主流教学方法之一。
一、“5E”教学模式的基本内涵
“5E”教学模式将学习过程分为五个环节：吸引(Engage)、探究(Explore)、解释(Explain)、迁移(Elaborate)和评价(Evaluate)，由于各环节均以英文字母“E”开头，因此称为“5E”教学模式。
1.吸引(Engage)
“吸引”是“5E”教学模式的起始环节。老师通过创设问题情境，引起认知冲突，激发学生主动探究的欲望。老师可以把学生分成若干小组，分配学习任务，提出课程目标，让他们带着项目去体验和探究。
2.探究(Explore)
“探究”是“5E”教学模式的核心环节。老师通过创造条件，给学生自由探究的时间和独立思考的空间，提供学生必要的相关知识和背景材料，提出指导性建议，培养学生推理、归纳等科学思维，使学生在发现和解决问题中体验到探究的乐趣。
3.解释(Explain)
“解释”是“5E”教学模式的关键环节。老师通过创设民主、和谐的课堂氛围，把课堂的主体地位还给学生，给他们提供解释探究过程、展示探究结果的机会，充分尊重他们的想法和意见，及时给予适当鼓励，保护学生自信心。
4.迁移(Elaborate)
“迁移”是“5E”教学模式的引伸环节。老师通过引导，把学生已有的认知与新的问题建立起联系，通过知识迁移建构新的知识网络。也可以让学生学会运用获取的新知识来解决新的问题，拓展课堂内涵的深度和广度。
5.评价(Evaluate)
“评价”是“5E”教学模式的反思环节。教学评价应贯穿整个教学的始终。在课前，需要对学生的学情进行评价，有助于确定教学的起点；在课中，要及时了解学生的学习进展和存在的问题，及时进行反馈，为学生的主体发展服务；在课后，应当对学习内容和学习过程进行总结性评价，有助于了解学习目标的完成情况，同时，引导学生对自身学习情况和学习态度进行反思和评估。最后，精选与授课内容相匹配的练习题供学生练习，也为教师提供一个评估自己教学过程和效果的机会。
“5E”教学模式起源于生物学科，流行于国外，是否适合物理教学，是否适用我国的基础教育呢？笔者做了一些尝试。
二、“5E”教学模式在物理学科的应用
下面以普通高中课程标准实验教科书《物理》人教版选修3-1中“电势能和电势”教学内容为例，来介绍“5E”教学模式在高中物理教学中的应用，重点放在学生感到困难的“电势”这一概念的教学。
1.吸引：创设问题情境，激发学生兴趣
老师创设情境：图1中，在A处释放小球，小球在重力作用下，会自发地从A“滚”到B，这是大家熟悉的事实，我们知道A点的“地势”比B点高，可见重力场中有“势”的高低。
老师抛出问题，吸引学生：电场中有没有“势”呢？
2.探究：提出研究项目，引导主动探究
探究活动1（第一小组）：在匀强电场中（如图2），从A点由静止释放一个正电荷，假设电荷只受电场力作用，通过分析电荷的运动情况，判断A、B两点电场“势”的高低？说出你的理由。
探究活动2（第二小组）：在匀强电场中，从B点由静止释放一个负电荷，假设电荷只受电场力作用，通过分析电荷的运动情况，判断A、B两点电场“势”的高低？说出你的理由。
3.解释：汇报探究过程，分享研究成果
学生解释1(第一小组学生)：在图2中A点放一个正电荷，只受电场力作用，电荷会由A点“滚”到B点，从这一事实可知电场也有“势”的高低。
老师肯定：是的，这种“势”叫“电势”。
第一小组学生继续：因为电荷自发由A点“滚”到B点，通过与重力场“地势”类比，我们认为A点电势比B点高。
学生解释2(第二小组学生)：在图2中B点由静止释放一个负电荷，只受电场力作用，电荷会由B点“滚”到A点，从这一事实可知B点电势比A点高。
两个小组的学生通过探究分析，得出两个截然相反的结论，引发学生强烈的思维碰撞。
老师“火上浇油”：在重力场中，我们知道地势的高低与放入该点的物体无关。同样道理，在同一电场中，电势的高低应与电场本身有关，与电荷无关，你们的结论到底谁对谁错呢？
让两个小组自由辩论。
4.迁移：促进旧知迁移，保障新知建构
当然，学生的辩论不分仲伯，原因是他们还没有很好地进行知识迁移。
学生旧知：地势与重力做功
在重力场中，“水往低处走”，这是常识，我们可以通过水流的方向判断地势的高低。反过来，如果两点之间水不流动，那么这两点的地势就一样高，这样的点构成的面就是水平面。而水是沿重力线的方向流动的，因此，我们可以用重力线的方向来判断地势的高低：沿着重力线方向地势逐渐降低。
物体从A点运动到B点，重力做的功,与运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关。,是一个与物体无关，只与重力场有关的物理量，我们把叫地势差。
知识迁移：电势与电场力做功
在同一电场中，正、负电荷仅在电场力作用下定向移动的方向虽然不同，但产生的电流却是相同的，我们可以通过电流的方向判断电势的高低。电流沿着电场线的方向流动，因此，我们可以用电场线的方向判断电势的高低：沿着电场线方向电势逐渐降低。
图3
如图3，电量为q的电荷从A点运动到B点，电场力做的功，可见，电场力做功除与电量q有关外，还与场强和电荷沿电场线移动的距离有关，沿电场线移动的距离越大，初、末位置之间的“落差”就越大，电场中的这种落差就是电势差，可用表示，则。如果选B点为零电势参考点，A点的电势就等于A、B两点的电势差，即：。
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最后，让学生列表总结，使学生充分利用以前学习到的知识和概念，在新的情境下运用和解决问题，完成由旧知到新知的建构。
5.评价：诊断学生认知，评估教学效果
最后，提出三个问题让学生讨论，检视他们对新概念的理解：
问题1：电势大小与零参考点的选择是否有关？电势差呢？
问题2：电势与电荷是否有关？电势能呢？
问题3：电势的正负表示什么？如何选择零电势参考点？
三、“5E”教学模式的变革意义及实践价值
1.重视学生知识建构
“5E”教学模式符合建构主义理论， “5E”教学改善了师生的人际关系，发挥学生的主体作用，老师在教学中仅仅是引导者和帮助者。老师尊重学生已有经验，指导学生通过探究，用自己的语言解释所发现的问题，由已有认知迁移到新的问题，在旧知的基础上“长出”新的知识。因此，学生学习的过程，是主动建构的过程。
2.促进学生深度学习
“5E”教学模式的每个教学环节充分挖掘了学生的主体地位，激发学生的认知兴趣和思维，强调学习的过程，突出知识的创新和应用，与深度学习的理念有着异曲同工之妙，不仅能够给予国内科学教育提供启发和借鉴，而且能够促进深度学习的落实和实践，推动教育的变革。
3.落实立德树人的学生发展目标
在“5E”教学模式下，学生通过小组讨论、合作学习，改善了人际关系，培养学生有效沟通和协作能力，让学生学会合作；通过探究活动，培养学生科学素养，端正严谨的治学态度，让学生学会求知；学生用自己的语言解释所发现的问题、介绍自己的经验或疑惑，利用同伴互助克服所碰到的困难，让学生学会分享；通过自我评价、小组互评活动，培养学生创新精神和批判思维，让学生不迷信权威，学会反思。因此，“5E”教学真正落实了培养学生核心素养的发展目标。
与传统的教学模式相比，利用“5E”教学模式，将课堂教学侧重点由知识的灌输转移到培养学生的能力上，让学习回归本源，实现科学思维的构建，有效解决了教学中重视知识，轻思维培养；关注结果，忽略探究过程的弊端，有力地提升了课堂教学的实效性，促进学生能力发展。
参考文献：
[1] 吴成军、张敏著：美国生物学“5E”教学模式的内涵、实例及其本质特征，《课程·教材·教法》，2010年第6期
[2]林辉庆、邱建友著：“电势”的教学设计，《物理教学》2010年第7期
[3]人民教育出版社、课程教材研究所、物理课程教材研究开发中心，《普通高中课程标准实验教科书：物理》（选修3-1）
作者简介：谢志规，男，中学高级教师，柳州铁一中学副校长，主管教学和科研工作。在教学一线30余载，对高考改革、课程建设、物理教学有一定研究。主持或参与多个部级、省级课程，有多篇论文发表。