“5E”教学模式与“深度学习”理念融合的教学实践与研究

[ 摘 要 ]“5E”教学模式主要由引入、探究、解释、精致与评价五个环节所组成，每个环节都含有丰富的教学价值与意义，它是促进深度学习的抓手，是学生理性思考问题的基础.文章以“变量与函数”的概念教学为例，具体从如下方面展开教学与分析：引入环节，创设情境，激趣启思；探究环节，提供支架，合作交流；解释环节，整合问题，构建概念；精致环节，应用变式，知识迁移；评价环节，总结归纳，反思提升.

[ 关键词 ]“5E”教学；探究；评价

深度学习是指学习者在理解的基础上，批判地接纳并建构新知，灵活实现知识的迁移，获得良好的决策能力的学习过程.“5E”教学模式是一种关注学科本质的教学模式，是引导学生批判地理解与思考问题的教学方式，对发展学生的探究能力、迁移能力、科学精神等具有直接影响.将深度学习理念与“5E”教学模式有机地融合在一起，不仅能有效激活学生的思维，还能发展学生的数学核心素养.

“5E”教学模式的发展历程

20世纪中叶，美国物理学家组织了SCIS（科学课程改革研究）项目，同期开发了SCIS课程；1967年，亚特金（J. Myron Atkin）在SCIS项目基础上提出由“初步探究—概念引入—概念应用”所组成的学习环模式；1989年，BSCS（美国生物学课程研究会）将亚特金提出的学习模式进行完善与发展，增加了引入、评价两个环节，形成“引入—探究—解释—精致—评价”五个环节，鉴于这五个环节的首字母均为E，因此，称之为“5E”教学模式.近期，又有学者尝试在“5E”中增加激发与拓展两个环节，形成“7E”模式（见图1）.

“5E”教学模式和深度学习的关系

初中数学教学存在如下几种现象：学生缺乏学习主动性，对知识的理解浮于浅层；数学思维差，无法理解并灵活应用所学知识解决实际问题等.深度学习理念在这些背景下应运而生.实践证明，深度学习不仅能让学生批判、理性地理解新知，还能实现知识的正迁移，让学生对问题做出更好的决策.

深度学习主要存在如下特点：（1）学生在课堂中表现出积极的主动性；（2）是一种理解性学习；（3）学生处于高认知水平；（4）学生能基于宏观的角度建立知识间的联系，完善知识体系；（5）能自主解决场景下的一些问题，形成创造意识.

“5E”教学模式受概念转变理论与建构主义理论的启发，是由五个相对独立又互相联系的环节所组成的一种闭环式教学，它的教学目标与深度学习有着高度一致性.实践证明，“5E”教学模式是落实深度学习的一种手段，尤其是五个环节和深度学习的特征有着高度相关性，将两者有机融合在一起能有效促进学生的人际关系、知识领域与自我发展，这也是践行“过程化”教育的方法，对推动教育改革具有重要意义.

实施策略

（一）教学分析

概念是数学的灵魂，概念学习对锻炼学生的数学思维、发展学生的数学能力具有重要意义.“变量与函数”的概念教学是后续数学学习的基础，在整个初中数学课程中占有重要地位.根据2022年版课标的要求与实际学情，笔者设定本节课的学习任务主要是带领学生应用“5E”教学模式，实现对函数概念的深度学习，让学生能应用函数观点来解决一些实际问题.

本节课蕴含了丰富的内容，如与核心素养相关的逻辑推理素养、抽象素养、模型观念与创新意识等，教学的关键在于引导学生主动理解并发现两个变量间存在怎样的对应关系，建构函数概念，完善认知结构.

（二）教学过程

1.引入——创设情境，激趣启思

“5E”教学模式中的引入（Engagement）作为第一个环节，其目标是有效激发学生的探索欲，让学生对教学内容产生好奇心.与学生生活相关的情境可让学生对即将接触的知识产生积极的情感倾向或认知冲突，从而兴趣满满地去探索与发现.本节课中，笔者结合2022年版课标要求与实际学情，以学生耳熟能详的《西游记》中的一个场景作为情境背景，以激发学生的兴趣，引发学生思考.

《西游记》中有这样一个桥段：唐僧师徒四人在取经路上，孙悟空在地上画一个保护圈让唐僧待在里面等他化缘回来.如果唐僧想要扩大活动范围，他每往外多走1米，那么这个保护圈的周长需要增加多少呢？

针对这个问题，学生结合自身对圆的认识进行了分析，并获得结论.趁学生充满探索兴趣时，教师提出问题：“以上情境中拥有几个量？这些量之间有什么联系吗？”

设计意图 《西游记》是初中生特别感兴趣的著作，书中的场景、情节对不少学生而言如数家珍.将此作为情境素材，不仅能快速调动学生的学习热情，还能让学生对变量与变量间的联系产生探索欲，为函数概念的揭晓做铺垫.学生从情境中发现、提出、思考与解决问题，为“四能”的发展奠定基础.

2.探究——提供支架，合作交流

探究（Exploration）是“5E”教学模式的核心，此环节注重对学生主动性与创造性的培养，注重激发学生的探究意识与行为.教师可在此环节借助一些辅助性的素材引导学生分析与思考问题，通过合作交流激活学生思维的创造性.

素材1 为了美化城市家园，街道洒水车每天上午都会浇灌学校外面的绿色植被.若洒水车的行驶速度为60米/分，行驶时间t分别为2、5、8、11分钟时，路程s分别对应多少米？

问题1 该情境中有哪些数值分别是变化与固定的？

问题2 洒水车的行驶速度、行驶时间与行驶路程之间存在怎样的关系？

素材2 某部电影的总票房是27.517亿元.已知该部电影票的售价为37元/张，某影院首场售出电影票150张，那么该场次该电影的票房收入是 ；第二场售出电影票206张，该场次该电影的票房收入是 ；第三场售出电影票x张，那么本场次该电影的票房收入是 .

待学生自主探索出以上问题的结论后，教师可趁机提出如下探究问题：

问题3 将以上两个情境中涉及的量按照一定的标准进行分类，说明分类理由.

问题4 以上两个生活素材分别含有两个变量，请同学们在独立思考的基础上以小组为单位进行合作学习，共同探讨如下问题：同一个变化过程中的两个变量之间拥有怎样的联系？如果给定一个变量确定的值，另一个变量是不是拥有唯一的值和它对应？

设计意图 从两个生活素材出发，学生结合自身已有的认知结构对教师提出的问题进行探索与交流，为引出变量和常量的概念奠定基础.同时，这两个素材的提出也为函数表达方式的提出做了铺垫.

在教师的引导下，学生亲历独立思考、合作探究的过程，在观察与分析中不仅深刻理解了新知，还有效训练了学生的数学思维，提升了学生的直观想象素养与抽象素养，这些都是发展数学核心素养的基础.

3.解释——整合问题，构建概念

解释（Explanation）为概念形成的关键环节.教师可引导学生对探究问题进行科学、合理的解释，用规范的数学语言描述概念.结合学生对问题3的讨论结果，教师引导学生自主对变量与常量的特征进行归纳总结.同时为学生提供充足的时间与空间，带领学生用规范的数学语言来精准描述什么是函数，并鼓励学生自主辨析概念，必要时借助案例辅助总结.

在此过程中，教师可充分关注学生的状态，必要时做好补充与引导，让学生从根本上理解什么是自变量、因变量.当学生对函数概念有了初步认识后，教师可提出如下问题：通过以上探索，大家都明确了函数中存在唯一对应的关系，也就是确定了一个变量的值，那么另一个变量有一个唯一值和它呈对应的关系，这是变量之间“一一对应”的关系，那么变量之间是否存在“一对多”的关系呢？

设计意图 解释环节的教学设计，主要是根据学生在探究环节所获得的结论，进一步揭露变量与变量及常量间的关系，让学生能整合探究结论，获得精准的函数概念，达到深度学习的目的，避免对概念出现模糊的认识.“一对多”问题的提出，意在借助反例引发学生自主辨析函数的概念，从真正意义上掌握其内涵与外延.此环节同样对发展学生的数学抽象素养与逻辑推理能力等具有重要意义.

4.精致——应用变式，知识迁移

精致（Elaboration）即知识的迁移过程，是帮助学生更好地内化与巩固新知的环节.学生在教师的点拨下应用新构建的概念来解决一些实际问题，可提高学生的应用意识.

将学生进行两两分组，其中一名成员列举两个变量间的函数关系，另一名成员判断同伴所举的例子是否满足函数的概念.整个互动共安排四轮，每一轮可举三个例子.在学生顺利完成后教师提出变式供学生自主思考.

变式 说一说以下变化关系中，有哪几个式子中的y为x的函数，并说明理由.

①xy=5；②x2+y2=12；③x= y=7；④|| y =x；⑤y=|| x；⑥y=x2-4x+7.

设计意图 游戏互动，一方面调动了学生的学习积极性，另一方面为实现深度学习奠定基础.变式问题的提出，意在考查学生对概念的掌握情况.此环节有效发展了学生用数学的眼光观察、用数学的思维思考与用数学的语言表征现实世界的能力（简称“三会素养”）.

5.评价——总结归纳，反思提升

评价（Evaluation）的目的在于引发学生对课堂教学进行反思，对知识与思想方法进行总结，以完善认知结构.本节课的评价，可要求学生从如下几个问题去分析与反思：①本节课学了什么内容？掌握函数概念的关键是什么？②教学重点与难点分别是什么？③通过本节课的学习，获得了哪些数学思想与方法？④能否应用本节课新建构的知识来解决实际问题？

教师提出问题后，给予学生充足的时间进行思考与分析，也可以通过小组讨论的方式获得结论，并要求学生在反思的基础上表达自己的见解与看法，教师则在适当的时候给予补充.此过程中，尤其要关注学生语言的规范性与逻辑性.

设计意图 几个问题的提出意在引导学生从宏观与微观两个角度对本节课进行总结与分析，让学生通过自评与互评进一步夯实知识基础，提炼思想方法，为后续学习更多的知识做铺垫.反思过程也是促进学生个体发展的过程，对提升学生的自我意识与价值观具有重要意义，这也是践行深度学习的具体表现.

几点思考

（一）调动学生学习的主动性

2022年版课标明确了学生在课堂中的主体地位，教师作为课堂的组织者与引导者，关键是把控好课堂的方向，而真正的学习者是学生本人.因此，将“5E”教学模式与“深度学习”理念有机融合的关键在于调动学生学习的主动性，让学生从自身的认知发展规律出发，自主建构、理解并应用概念.

（二）培养学生的探究精神

概念教学不仅仅是知识与技能的教学，更重要的是各种数学能力与核心素养的培养.培养学生的探究精神是深度学习的目标，也是“5E”教学的任务，教师可借助丰富的素材创设情境，并提出相应的问题引发学生探究，让学生通过自主探索获取概念.问题是数学的心脏，教师所提出的每一个探究问题都要有明确的指向性，要能引发学生思考，启发思维，要让学生通过探究活动全面地认识数学概念，获得数学探究精神.

（三）多元评价促进深度学习

单一的评价方式只能看到学生对知识和结论的掌握情况，无法发现学生在学习过程中的表现.而师生、生生间的互评，家庭或社会参与的多元化评价，可有效激发学生的潜能，让学生不断地反思、反省自身的学习过程，这对促进学生的全面发展具有重要意义.本节课中，教师以几个问题引发学生反思，并针对性地对学生进行客观、公正的评价，促使深度学习真实发生.