基于學生探究的小學科學5E教學模式研究

鄭會戰

【摘要】文章采用文獻分析法和行動研究法從深化學生探究的視角研究小學科學5E教學模式的構建，首先分析了當前小學科學教學中學生探究學習的現狀，然后闡述了5E教學模式對探究式學習的有效性，其能夠促進探究過程的結構化和層次化，最后按照吸引、探究、解釋、遷移和評價的步驟提出了教學模式構建的具體策略。

【關鍵詞】小學科學；5E教學模式；探究式學習；策略

【中圖分類號】G623.6【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2024）07—0059—04

科學探究是科學學科重要的研究方式，小學科學課程標準也提倡要以探究為主帶領學生學習、探索。教師要重視學生的探究學習，設計探究活動，引領學生在科學探究的過程中形成科學素養，落實核心素養的目標。但是目前很大一部分教師在教學實踐中沒有很好地落實探究式學習，存在重知識輕探究的現象，教學效果不理想。5E教學模式能夠解決當前科學教學學生探究過程不連貫、思維體驗感低等問題，因此，小學科學教師應該加強對5E教學模式的研究，構建促進學生探究學習的教學模式。

一、小學科學教學中學生探究學習的現狀

小學科學是一門重培養學生科學素養、發展學生科學思維能力的學科，引導學生進行探究式學習是落實學科目標的關鍵，新課標也將探究式教學作為科學課程的重要理念之一。當前小學科學教學存在著重知識、輕探究的問題，教師在課堂上更為關注學生對科學知識的掌握，忽視了學生的探究學習。部分教師雖然也會設計一些學生實踐活動，但是學生在學習活動中缺乏探究性，沒有經歷提出問題、猜想假設、設計實驗以及實驗檢驗等過程，缺乏完整的探究活動。

二、5E教學模式對探究式學習的有效性

1.兩者教學本質相同。5E教學模式是美國生物學課程研究所開發的一種教學模式，一共設置了五個教學環節，即吸引、探究、解釋、遷移和評價，圍繞問題的解決讓學生思考、體驗和探索，在實踐活動中將問題解決。探究是5E教學模式的核心環節，構建5E教學模式要求教師要圍繞科學課程的核心知識和目標設計探究活動，能夠有效推進學生的探究式學習[1]。探究式學習強調學生的體驗、探究過程，讓學生像科學家一樣思考、探究，經歷探究的各個環節，在此基礎上掌握相應的知識和技能。兩者強調的都是學生的探究活動，有著相同的教學本質。

2.兩者教學流程相似。5E教學模式包含了吸引、探究、解釋、遷移和評價這五個環節，各環節環環相扣，學生在每個環節都要完成相應的任務，在層層遞進中讓探究更具層次化和結構化。探究式學習包含了提出問題、假設、制訂計劃、驗證以及得出結論等環節，兩者之間具有多處的重合、交叉?？茖W探究的第一個要素就是“提出問題”，5E中的第一個環節是“吸引”，強調激發學生的科學探究興趣，吸引學生參與到實踐操作環節，而提出問題是常見的吸引學生的方式，5E中的環節和科學探究的要素具有重合性，兩者具有相似的教學流程[2]。

3.兩者的教學特點一致。5E教學模式以建構主義教學理論為基礎，強調學生的主體性，引導學生在動手實踐中分析和解決問題，小學科學課程標準也指出，要讓學生成為課堂的主體，要求教師圍繞學生“學”的過程設計探究活動，增強學生的體驗感，兩者的教學理念一致，并且都圍繞“探究”展開，有著一致的教學特點。

5E教學模式強調學生的自主探究，立足學生的認知發展規律設計教學活動，在激發學生科學學習興趣的基礎上啟發學生的思維，提出相應的問題，引導學生經歷科學探究的過程，以探究活動為中心，讓學生親歷科學探究的過程，促進探究過程結構化和層次化。

三、小學科學5E教學模式的構建策略

1.吸引：創設問題情境，激發探究動機。吸引是5E教學模式的第一個環節，是為后續的探究做準備。問題是探究的源頭，教師可以創設問題情境激發學生的學習興趣，進而讓學生產生探究的欲望和動機[3]。教師可以在課堂導入環節營造具有問題性的氛圍，立足學生的現實生活創設情境，以熟悉的生活場景、現象激發興趣，同時調動學生已有的經驗，讓學生帶著之前的經驗進入學習情境中。教師創設情境時，不僅要注重情境本身和教學內容的契合性，還應該對學生已有的經驗、頭腦中已有的舊概念進行探究，在新舊概念之間產生沖突，從而對新知識的學習產生強烈的探究欲望。

比如，在“饅頭發霉了”這一節的教學中，教師開展探究式學習，帶領學生探究物體發霉的根本條件。在課堂導入環節，教師抓住學生的興趣點、立足學生的現實生活創設問題情境，先提出貼合學生現實生活的問題：“同學們，你們在現實生活中見過發霉的東西嗎？”這個問題一提出來學生紛紛回答“見過”，并參與到熱烈的討論中，闡述自己以前見過哪些發霉的東西。接著教師繼續提問：“你們以前見過的霉菌是什么樣子的？”這個問題主要引導學生進一步回憶自己見過的霉菌，調動學生的學習積極性。在學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發霉的圖片，提升學生的探究欲望。教師通過創設生活化的問題情境已經讓學生產生了濃厚的學習興趣，但這還不夠，教師接著提出一個問題：“這些物質是在什么情況下發霉的呢？”這個問題的提出是對學生已有的知識、經驗進行探究，大部分學生面對這個問題都陷入了沉思，也有一些同學指出“物質放太久了就會發霉”，教師通過學生的反饋探究學生的前概念、知識基礎，幫助教師了解學生對物體發霉條件相關知識的掌握程度，為接下來的探究學習奠定基礎。

2.探究：搭建學習支架，促進自主探究。探究是5E教學模式的第二個環節，也是科學教學的核心環節。探究式學習要凸顯學生的主體性，讓學生成為課堂的主體，圍繞問題進行探索，在探究的過程中構建知識體系，形成相應的能力和素養。小學生的能力有限，讓學生自主探究并不意味著就對學生放任不管，教師要充分發揮自身的啟發、引導作用，為學生搭建學習支架。教師要從兩個層面提供支架，一個是準備充足的實驗探究材料和設備，提供科學探究的條件，另一個就是啟發學生，設置層層遞進的問題為學生提供思維支架，給學生的自主探究提供導向，同時將學生的思維引向深處，發展學生的科學思維。

比如，在“溫度計的秘密”這一課的教學中，這一課以溫度計的溫度變化為引子，帶領學生探究各種液體具有熱脹冷縮的性質。在學生自主探究的環節，教師要提供滿足學生進行科學探究的條件，準備溫度計、熱水、冷水、錐形瓶、燒杯以及水、醬油、酒精等各種液體，保證探究活動能夠順利推進。教師在學生的探究活動中發揮啟發和引導作用，通過層層遞進的問題為學生的探究提供支架。教師先通過溫度計的變化引出探究活動，讓學生用溫度計測量燒杯中熱水、冷水的溫度，提出探究性的問題：“通過測量你發現了什么？”學生紛紛指出“測量熱水的溫度時，溫度計的液柱高度升高了，而測量冷水溫度時，溫度計的液柱高度降低了”，教師接著提問：“為什么溫度計的液柱會隨著溫度的變化而變化呢？”以這個問題鼓勵學生大膽質疑、猜想，讓學生利用提供的實驗材料設計探究實驗，對自己的猜想進行驗證。

學生在探究過程中遇到思維障礙時，教師要加以引導，如教師可以提出以下問題：①溫度計的構造是怎樣的呢？②怎樣觀察液體冷熱對液體的影響呢？通過這些問題為學生的探究提供支架，引導學生觀察溫度計的構造，用使用材料模仿溫度計的構造組裝實驗裝置，并創造冷、熱兩種環境進行實驗。在實驗觀察和總結的環節中，教師也可以適時點撥，并提出以下問題：①水、醬油、酒精在受熱的時候發生了怎樣的變化？②通過這些現象你可以得到什么結論？引領觀察液體在不同環境的變化，對實驗的現象進行觀察、總結。

3.解釋：解釋實驗現象，分析探究結論。解釋是5E教學模式的第三個環節，教師可以利用解釋環節引領學生分析探究結論，開展研討活動，在解釋和研討中促進學生對相關科學知識的深層次理解。探究式學習不僅僅要關注學生的探究過程，還要關注學生經過探究獲得的知識、技能，讓學生解釋現實生活中的科學現象，讓學生將事實證據理論化、抽象化，在這個過程中構建學科概念，深度把握科學知識。教師要給學生提供解釋的氛圍和平臺，鼓勵學生展示探究環節的過程、結論，引導學生積極表達自己對科學概念的認識和科學知識的理解。通過解釋環節，教師能夠了解學生自主探究的程度和效果，把握學生的思維特點[4]。教師讓學生展示探究結論和解釋實驗現象時，要關注學生的科學推理過程，積極引導學生并循循善誘，讓學生能夠對自己的探究流程進行梳理，從而推理得到正確的觀點，形成正確的結論。

比如，在“鐵生銹”這一內容的教學中，探究式學習主要是讓學生探究鐵生銹的條件，由于鐵生銹需要較長的時間，因此教師需提前布置探究任務，學生記錄探究的過程和現象，課堂上進行總結。在分析探究結論的環節，部分學生遇到了障礙。教師讓學生闡述自己的實驗現象，同學們七嘴八舌闡述自己的實驗現象，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重”“在空氣和水交界的地方鐵釘生銹最嚴重”……對于學生的這些發現，教師給予肯定，接著讓學生總結自己的探究結論，這時候部分學生就沉默了，有的學生直接表示自己只觀察到了現象，不知道為什么。這時教師要引導學生梳理自己的探究過程，先讓學生思考這個實驗要探究的問題是什么，然后引導學生針對每一個實驗現象思考鐵生銹可能和哪些因素有關，解釋實驗現象。學生重新梳理，從探究問題“鐵生銹和什么因素有關”出發重新推理，很快就能夠從各實驗現象中推斷出鐵生銹和氧氣、水都有關，對每一個實驗現象進行解釋，最后得到結論“鐵生銹和水、氧氣的同時存在有關”。

4.遷移：交流探究結果，解決現實問題。遷移是5E教學模式的第四個環節，是學生遷移運用知識的環節。教師可以組織學生圍繞探究結果進行交流討論，并立足學生的現實生活提出新的問題，引導學生遷移運用知識解決新情境中的問題，在這個過程中實現對知識的遷移運用，同時也能夠幫助教師檢驗學生是否對相關的科學知識形成深層次的理解。遷移運用知識將科學教學和學生的現實生活聯系在一起，讓學生牢固自己的概念體系，并能夠運用科學知識解決現實生活中的問題，體驗科學知識的實用性[5]。

教師要科學設置科學問題，注意問題的難度和梯度，注重問題的變式遞進，讓學生在解決問題的過程中建立對科學知識的認知。教師可以設計問題鏈，突出問題的層次化、系統化，這樣更有助于學生形成系統的知識框架。比如，在“鐵生銹”這一內容的教學中，當學生經歷實驗、探究、總結等階段得出“氧氣和水同時存在會導致鐵生銹”這一結論后，教師就可以立足現實提出一些問題，讓學生解決問題。教師可以用多媒體展示現實生活中不同場景中鐵生銹的照片，比如鐵鍋生銹以及菜刀生銹等照片，讓學生解決“如何防止這些鐵生銹”這一問題，學生從剛才的探究結論出發，想到要阻止鐵和氧氣、水的接觸來防止生銹，因此紛紛表達了自己的解決方案，有的學生說“用完菜刀之后將表面的水擦干”，有的學生說“鐵鍋炒完菜可以抹一層油”……學生解決問題的方法五花八門，在這個過程中實現了對知識的深度理解，并提高了學生運用學科知識解決現實問題的能力。

5.評價：引入多元評價，促進反思提升。評價是5E教學模式的最后一個環節，教師要引入多元評價，通過評價促進學生的學習反思，在反思中發現自己的不足，并針對性查缺補漏。教師也可以反思教學過程中存在的不足和問題，結合學生的學習過程和結果總結教學經驗，在反思中提升自己的教學水平。

教師要引入多元評價體系，不僅要注重教師對學生學習過程和結果的評價，還要鼓勵學生自我評價、同伴互評，讓評價更加科學、全面。在學生自評環節，學生對自己的探究過程進行重新審視，加深對知識的理解，還能夠從中總結出一套科學探究的方法和思路，促進學生的能力提升和素養發展。學生在互評的過程中能夠學習他人的優點，取長補短，讓科學探究的思維更加開闊。比如，在“溫度計的秘密”這一課的探究學習中，教師引導學生進行評價反思，從“我是否參與到探究過程中”“我通過探究活動有哪些收獲”“我哪方面能夠做得更好”等方面進行評價反思，讓學生形成反思性思維，并發現自己的不足，不斷提升自己。

綜上所述，5E教學模式的五個環節緊密相連，能夠循序漸進地引導學生探究、思考和總結，促進學生的探究學習。教師在具體的教學過程中，創設問題情境激發學生的科學探究興趣，搭建學習支架，促進學生自主探究，并引導學生對探究過程的現象、結論進行解釋，遷移運用科學知識解決現實問題，在遷移中促進對知識的深層次理解，引入多元評價，以評價反思促進學生的能力提升，全面提升科學課堂的教學效果。

參考文獻

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[2]閆麗麗.關于探究式學習方法在小學科學實驗教學中的應用研究[J].天天愛科學（教育前沿），2023（10）：111-113.

[3]曹燕琴.指向深度學習的小學科學5E教學模式[J].中小學教材教學，2022（06）：59-61.

[4]楊翠怡.“5E”教學模式下小學科學教具制作——以“影子的奧秘”綜合探究裝置為例[J].實驗教學與儀器，2023（02）：92-95.

[5]趙陳黎杰.支持學生深度學習的小學科學實驗教學策略[J].小學生（上旬刊），2023（10）：118-120.

編輯：張昀