孔麗麗，蔣海青

（中國計量大學 現(xiàn)代科技學院，浙江 義烏 322002）

當前，世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在加速進行，新的產(chǎn)業(yè)變革勢必對高等教育質(zhì)量提出更高的要求［1］。在工程教育認證和OBE教育理念相繼提出的背景下，以學生為主體逐漸成為課堂教學改革的重點方向［2］。以學生為主體的課堂，主動權(quán)應(yīng)在學生，重點在于課堂模式的革新。5E教學模式最初由美國生物學研究會（BSCS）提出，是一種全新的探究式教學模式［3］，它是以學生為主體，強調(diào)學生主動探索、自主思考、深入學習的能力。國內(nèi)5E教學模式主要應(yīng)用在中學生物課程教學中，在大學課程教學中的應(yīng)用較少，主要用在護理學基礎(chǔ)、路基路面工程、電力拖動控制系統(tǒng)等課程中［4-5］。

一、如何做才是以學生為主體

以教師為主導、以學生為主體，逐漸成為教學改革的主要方向。教師如何在課堂教學中做到以學生為主體，主要從以下幾個方面展開論述。

（一）在制定教學目標時做到以學生為主體

在教學目標設(shè)計上體現(xiàn)以學生為主體的思想，就必須在教學方案設(shè)計中設(shè)計一定的教學活動，并能在活動中反映學生能力和情感的變化。為促使這些變化的發(fā)生，教師要明確讓學生做什么，如何做。教案設(shè)計和學案設(shè)計要同步設(shè)計，體現(xiàn)教與學相互影響、相互促進的關(guān)系。在教案和學案設(shè)計中要注意：根據(jù)知識點內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，進行知識歸納梳理；在方法和思路上引導學生將知識點進行串聯(lián)，構(gòu)建知識框架；圍繞教學目標和學生認知規(guī)律，精選恰當?shù)膶嵺`活動，進一步實現(xiàn)能力提升。

（二）在課堂時間安排上做到以學生為主體

傳統(tǒng)“一言堂”模式，以教師講授為主，教師一講到底，滔滔不絕，學生只是聽眾，而不能成為課堂參與者，學生的主體地位缺失。要想讓學生成為教學的主體，在課堂上應(yīng)多給學生思考、討論、交流、練習的時間。教師應(yīng)把主要精力和時間放在激發(fā)學生的學習興趣上，放在對學生適時、適度的指導上，這樣才能發(fā)展學生的智力和創(chuàng)造力，才能把重心從教轉(zhuǎn)移到學，才能使學生從學會轉(zhuǎn)移到會學，獲得獨立自主地去探求和掌握新知識的本領(lǐng)，才能使學生始終處于自覺、積極的學習狀態(tài)中。

（三）在課堂組織形式上做到以學生為主體

傳統(tǒng)的教學中學生處于被動接受的狀態(tài)，很少能有自由學習、自由討論的組織形式。要改變這種現(xiàn)狀，教師必須在課堂教學中把學習的主動權(quán)交給學生，實現(xiàn)學生從“被動者”到“主動者”的角色轉(zhuǎn)換。例如在教學中，可以變換學生的座位形式，由“秧田型”變化為“圓桌型”，由全班整齊劃一的學習活動轉(zhuǎn)化為同桌議論、小組討論、全班交流，甚至走出課堂。也可以將講的任務(wù)交給學生，適時讓學生講，在此過程中，教師要重點發(fā)現(xiàn)學生對知識點的理解偏差。教學形式應(yīng)往多樣化方向發(fā)展。

（四）在教學過程中做到以學生為主體

一個好的教學過程，應(yīng)時時以學生為主體。在課堂導入階段，要能激起學生的極大興趣，激發(fā)他們的求知欲，盡量多方法、多形式結(jié)合，如故事導入、情景導入、質(zhì)疑導入、復習銜接導入、任務(wù)驅(qū)動導入、游戲?qū)?、實驗導入等方法，展示實物、標本、模型、圖片、實驗，或放映幻燈片、錄像等多種形式。

教學中，優(yōu)化課堂互動，使學生進入深度討論?？梢圆捎脦熒巧Q，使用“學生提問—學生討論—學生講解—教師補充”的形式。在學生講解中，教師容易發(fā)現(xiàn)學生的薄弱之處，教師補充講解能實現(xiàn)知識進一步升華。

設(shè)置真實情境，在實踐中獲得真知。理工科的教學內(nèi)容往往包含較多抽象的概念和公式，學生對這類知識學習的興趣不高。若能結(jié)合學生已有的知識和生活經(jīng)驗，創(chuàng)設(shè)富有吸引力的實踐內(nèi)容，在理論與實踐之間架起一座橋梁，則可使學生能夠積極動手實踐，自主探索。在這樣的教學環(huán)境中，學生始終保持一種全身心參與的主動性和積極性，他們的潛力能得到充分發(fā)展。

精心設(shè)計課堂結(jié)尾，讓知識得到拓展。結(jié)尾既要能給本節(jié)課做好總結(jié)，又要能引發(fā)學生對后續(xù)新知的探索欲。首先，教師可以對學生的自主學習與討論進行點評和總結(jié)，這樣學生能夠清楚地知道自己本堂課掌握的程度和不足，有利于學生課后的復習和補缺。其次，教師要在總結(jié)中滲透下一節(jié)課內(nèi)容的信息，以激發(fā)學生對下一節(jié)課的期待。

（五）在評價環(huán)節(jié)做到以學生為主體

在評價環(huán)節(jié)體現(xiàn)學生的主體地位，就需要構(gòu)建多元化、多維度評價體系。應(yīng)做到：評價標準張弛有度，答案不能過于死板，只要合理就應(yīng)給予肯定；不僅要有結(jié)果評價，更要有過程評價，尤其對活動中積極參與、表現(xiàn)良好的學生給予好評和鼓勵，這樣能發(fā)揮評價的激勵作用；將學生從評價客體變?yōu)樵u價主體，不僅僅教師去評價，還要有學生自評和小組互評。評價必須與教學的實際過程整合在一起，成為教學的一部分，并貫穿于整個教學過程的每個環(huán)節(jié)。

二、5E教學模式的理論內(nèi)涵

5E教學模式將課堂分為五個環(huán)節(jié)，分別是吸引、探究、解釋、遷移和評價。因五個步驟的英文單詞首字母都是“E”而得名［6］。5E教學模式強調(diào)以學生為主體，注重學生動手操作的實踐能力，要求學生能運用調(diào)查實驗的方法解決實際問題。在課堂教學上，主要是讓學生通過小組討論、合作學習的方式獲得對知識的理解和建構(gòu)。

（一）5E教學模式的五個環(huán)節(jié)

1.吸引。通過創(chuàng)設(shè)問題情境來吸引學生，并引起學生新舊知識的認知沖突，激發(fā)學生主動探究的興趣，實現(xiàn)學生主動建構(gòu)知識的目的。創(chuàng)設(shè)問題情境時最好能與學生的實際生活、已有的舊知識、即將學習的新知識聯(lián)系起來。從實際學習、生活出發(fā)，探索激發(fā)學生興趣的問題或?qū)嶒灐?/p>

2.探究。探究是5E教學模式的中心環(huán)節(jié)，知識的獲取和掌握都在該環(huán)節(jié)完成。學生作為探究主體，教師的主要作用是引導，引導學生進行真實有效的探究實踐，應(yīng)用原有知識概念和技能探索解決新問題的途徑和方法。教師要認真觀察學生的行為，傾聽學生的反饋，鼓勵學生開展合作式學習，可以通過分組討論、實驗探究、場景研究等方式開展。在此過程中，學生要參與探究活動，記錄數(shù)據(jù)、給出預言與假設(shè)，盡可能讓學生暴露出存在的問題，為下一步打好基礎(chǔ)。

3.解釋。解釋是5E教學模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是檢驗學生是否真正理解的重要方式。這一階段的主要目的是將新知識、過程或方法明確化，進一步幫助學生建立起新舊知識的聯(lián)系，從而將所學新知轉(zhuǎn)化為個體內(nèi)化的經(jīng)驗和認知。教師要提供充分的機會讓學生描述探究過程和所觀察到的現(xiàn)象，引導學生利用科學術(shù)語來解釋自己對知識的理解，教師根據(jù)學生解釋過程中所表露的問題，再進行補充講解。這更符合以學生為主體的理念。

4.遷移。遷移是對新知識的延伸、拓展環(huán)節(jié)。其主要目的是促進學生將新知識用于新的問題場景中，以達到概念轉(zhuǎn)化和應(yīng)用的效果。在教師的引導下繼續(xù)發(fā)展學生對新知的理解和應(yīng)用技巧，并與已有知識建立聯(lián)系，構(gòu)建更大的知識網(wǎng)絡(luò)。在遷移環(huán)節(jié)，應(yīng)重視理論與實踐的結(jié)合，通過實踐進一步增加理論知識的深度和廣度，學生要能夠為新問題提供解決方案、設(shè)計實驗、解決問題、得出結(jié)論，達到學以致用的目的。這一環(huán)節(jié)，教師著重引導、部分解釋，主要讓學生實踐。

5.評價。評價是5E教學模式的總結(jié)環(huán)節(jié)。在這一階段教師和學生用正式或非正式的方法評價學習者對新知識的理解及應(yīng)用能力。評價貫穿5E教學模式的各個環(huán)節(jié)。若采用非正式的評價方式，可以在每個環(huán)節(jié)進行評價；若采用正式評價方式，可以結(jié)合線上教學平臺進行在線測驗。同時要注重過程評價和終結(jié)評價的結(jié)合。同時可開展學生自我評價和學生之間互評。

5E教學模式的每個教學環(huán)節(jié)都充分體現(xiàn)了學生的主體地位，強調(diào)知識建構(gòu)的過程，激發(fā)學生的認知興趣和科學思維，突出知識的遷移應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這與我國工程教育人才培養(yǎng)模式不謀而合，未來將成為科學類課程課堂教學的主流教學方式。

（二）5E教學模式的基本特征

“一中心·一動力·一內(nèi)容”可概括為5E教學模式的基本特征［7］。一中心，是以學生活動為中心，強調(diào)學生對知識的主動構(gòu)建，而不是被動灌輸和接受。學生是學習的主體，教師承擔指導者和幫助者的角色。一動力，是新舊知識概念之間的認知沖突作為知識建構(gòu)的動力，教師課前應(yīng)充分了解學生對已有知識的認知情況，通過創(chuàng)設(shè)新舊知識的認知沖突，激發(fā)學生主動探究的意愿。一內(nèi)容，指建構(gòu)和應(yīng)用知識是5E 教學模式的主要內(nèi)容，學習知識的最終目的是更好地應(yīng)用知識解決問題，通過知識的遷移和拓展，實現(xiàn)知識的應(yīng)用。

三、以學生為主體的5E教學模式實踐

以“單片機”課程為例開展5E教學模式實踐應(yīng)用。具體教學內(nèi)容：并行I/O的編程及應(yīng)用。本節(jié)要達到的教學目標：學生在掌握單片機并行I/O基本原理的前提下，會設(shè)計并行I/O硬件電路和軟件程序，并能用此解決實際問題。結(jié)合5E教學模式，詳細設(shè)計了本節(jié)課的教學設(shè)計。

（一）吸引——設(shè)疑導入，走進新知

1.教師活動。學生在上節(jié)課已經(jīng)學習過并行口的結(jié)構(gòu)原理。情景設(shè)問：單片機的并行口能做什么？生活中或者學科競賽中用過單片機的并行口嗎？以生活中交通燈為例，引出并行口的應(yīng)用場景。

2.學生活動。針對預留問題，學生展開小組討論，并發(fā)表觀點，說說身邊哪些功能或者設(shè)備部件是用單片機的并行口實現(xiàn)的。

（二）探究——親歷過程，探究釋疑

1.教師活動。引導學生利用已學知識點“單片機的外部引腳功能”，以外接一盞LED燈和一個按鍵開關(guān)為例，完成并行I/O口電路接線。根據(jù)已經(jīng)學過的C語言編程基礎(chǔ)，引導學生搭建并行I/O口編程的程序框架。設(shè)置學生任務(wù)：嘗試實現(xiàn)一盞LED燈的點亮和熄滅。

2.學生活動。在實驗板上找到并行I/O口的位置，試著在某一個并行I/O口上接一個LED燈和一個按鍵開關(guān)。嘗試在集成開發(fā)環(huán)境Keil中編寫并行口的部分程序。學生要記錄探究過程和數(shù)據(jù)，并進行合理的假設(shè)和推理。

（三）解釋——師生共探，深解新知

1.教師活動。首先，在教師引導下，鼓勵學生用自己的理解和語言進行闡述，接著，教師進行更詳細的補充和知識點的講述。設(shè)置學生任務(wù)：實現(xiàn)8盞LED燈的閃爍。

2.學生活動。學生用自己的理解和語言講述是如何接線和如何搭建程序架構(gòu)的。根據(jù)老師下達的任務(wù)，學生動手實際操作，在實驗板上接線，在開發(fā)環(huán)境里編程，進行調(diào)試。

（四）遷移——新知延伸，應(yīng)用拓展

1.教師活動。鼓勵學生舉一反三，應(yīng)用到實際中，以智能洗衣機程序完成后燈的閃爍和蜂鳴器報警為例。此時，教師只需少量知識講解，重點在方法引導，絕大部分實踐內(nèi)容都由學生獨立完成。

2.學生活動。學生進行知識點的擴展延伸，在實驗板上搭建LED燈和蜂鳴器的電路，在開發(fā)環(huán)境里編程。學生進行并行I/O的提升練習，強化知識的理解和應(yīng)用。

（五）評價——多維評價，共同提升

1.教師活動。用正式或非正式的方法評價學生對新知識的理解及應(yīng)用能力。在5E教學的任何環(huán)節(jié)都可以隨時進行評價。將定性評價和定量評價、過程評價和終結(jié)評價等多個維度的評價方式相結(jié)合。例如，將教師提問、小組討論、記錄學生的動手操作能力、實驗結(jié)果、展示報告和紙筆評價等多種形式相結(jié)合。

2.學生活動。5E教學模式鼓勵學生自評和生生互評。學生在教師的評價中進行反思、改進、提升。評價并不局限于結(jié)果，更重視探究的過程、學生的參與程度。

通過評價，教師能確定學生是否有效掌握相關(guān)知識技能，是否達到教學目標。

四、教學效果分析

在“單片機”課程中應(yīng)用5E教學模式開展教學，取得了良好的學習效果。學生課堂參與度和積極性較以前明顯增強，課前、課后的自學能力提升。學生在學習和探索過程中得到成長，動手實踐能力得到鍛煉，面對實際工程問題，能主動探索解決方法。學生敢于發(fā)表自己的觀點，相比于傳統(tǒng)“一言堂”模式，5E教學模式的課堂氛圍更加活躍。在分組討論、小組實踐中，每位學生的團隊協(xié)作能力得到提升鍛煉。在教師不斷引導下，結(jié)合啟發(fā)、提問、指導、參與討論和評價等方式，學生不斷強化對新知的掌握程度，通過知識點的重構(gòu)，達到新舊知識的統(tǒng)一，最終形成正確的知識體系。

另外，在本課程實踐中將5E教學模式與項目教學法相結(jié)合，使教學效果更加顯著。5E教學模式是從教學主體維度對教學過程的劃分，項目教學強調(diào)學生動手實踐，在5E模式的探究、遷移階段穿插項目教學法，實踐項目的實施能更好地助力學生對知識的探究和遷移，這對工科專業(yè)中實踐性很強的課程效果更佳。

結(jié)語

傳統(tǒng)教學模式已無法適應(yīng)工程教育的發(fā)展，新型教學模式亟待探索實踐，并用在本科教學改革中。圍繞以學生為主體研究5E教學模式的主要環(huán)節(jié)和基本特征，將其應(yīng)用在課程教學中，設(shè)計了詳細的5E教學流程，并對教學效果進行了總結(jié)分析。任何教學方法本質(zhì)上都只是實現(xiàn)教學目標的一種手段或途徑，5E教學模式作為一種以學生為主體的探究式教學模式，也需要與其他教學方法結(jié)合使用，以達到更好的效果。