摘要:6E教学模式以5E教学模式为基础,包括参与、探索、解释、工程、深化、评价这六个环节。该模式以学生为本,注重学生的自主、合作探究,有利于学生在转变学习方式的同时获取知识和技能,习得学习方法,发展核心素养。《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》要求引导学生自主学习,倡导学习方式多样化。为落实此要求,教师要积极应用6E教学模式实施高中物理教学。在教学过程中,教师可以六个环节为立足点,应用多种方式引导学生体验不同的活动,促使其获得良好发展。文章以“重力和重心”这节课为例,详细论述应用6E教学模式实施物理教学的策略。
关键词:高中物理,6E教学模式,教学策略
6E教学模式是在建构主义、“做中学”理论和情境认知学习理论的指导下提出的一种以生为本的教学模式。该教学模式在5E教学模式的基础上增加了一个新环节——工程。“参与—探索—解释—工程—深化—评价”是落实6E教学模式的基本环节[1]。有效应用6E教学模式,一方面可以使学生掌握学习主动权,另一方面可以使学生在体验情境的过程中,提出具有探究性的问题,并自主或合作设计探究方案,体验探究活动,顺其自然地建构知识和技能。同时,《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)中要求引导学生自主学习,倡导学习方式多样化。6E教学模式与《课程标准》要求相契合,可以助推《课程标准》落地生根。对此,高中物理教师应积极应用6E教学模式实施物理教学。
一、参与:创设情境,调动兴趣
参与环节重在通过创设教学情境调动学生兴趣,促使学生主动参与课堂教学。所谓教学情境,即教师依据教学内容、学生学习情况和生活经历,利用语言描述、图片展示、视频播放等方式营造出的具有积极情感倾向的场景[2]。有效的教学情境可以吸引学生注意力,驱动学生自觉联系情境与自身已有经验,明确课堂任务,有针对性地进行主动探究。
例如,在观看古装电视剧或电影时,部分学生对其中出现的舂米装置产生了浓厚的兴趣。鉴于此,在“重力与重心”这节课的讲授过程中,教师可依据学生经历及其兴趣点,利用多媒体设备播放舂米装置的工作视频。学生认真观看并理解舂米装置的工作过程:当流水进入装置的一端时,此端会下降,进而带动捶物端下降,让木锤对谷物进行捶打。在观看视频的过程中,部分学生积极思考,提出疑问:“为什么舂米装置会循环工作?”这一问题引发其他学生产生了探究兴趣。面对学生的疑问,教师由此引出本节课内容,并与学生共同探寻问题答案。通过使用古代生产工具创设教学情境,紧密结合物理知识和现实生活,点燃了学生的学习兴趣。学生在体验情境的过程中活跃思维,提出质疑,有利于其进行深入探究。
二、探索:多样方式,学生探究
探索环节重在通过教师运用多样方式,驱动学生自主、合作探究。6E教学模式强调帮助学生建立整体认知。因此,教师应站在整体角度,深入分析新知教学内容,设计并提出与教学内容密切相关的问题或实验任务,驱动学生探究和解决问题,从而实现从碎片化的知识点向连贯性认知的转变。
(一)提出问题,驱动学生探究
1.学生自主探究
自主探究是学生解决问题的重要方式。尽管高中生的物理认知水平尚处于初级阶段,但他们已经积累了一定的学习经验和方法,具备自主解决问题的潜力。因此,教师应在尊重学生的基础上,结合教学内容提出问题,并给予其自主探究的机会。
“重力与重心”这节课旨在引导学生认知力的作用效果、大小、方向和作用点,了解重力的受力物体、施力物体、大小和方向,知道重力的方向、作用点和重心的确定方法。基于此,在学生进入课堂后,教师可以提出系列问题:“力是什么?力的方向有哪些?怎样确定力的大小?力的作用点在哪?力会产生怎样的作用效果?”“什么是重力?重力的受力物体是谁?重力的施力物体是谁?如何确定重力的大小?重力的方向是怎样的?重力作用在哪里?”“重心是什么?重心在哪里?如何确定重心?”在学生了解问题内容后,教师鼓励他们自读教材,搜寻关键信息,建立一定的认知。
2.学生合作探究
受多种因素影响,在自主解决问题的过程中,大部分学生会遇到种种困难。因此,教师需引导学生与小组成员展开交流,共同克服困难、解决问题。例如,在规定的自主探究时间结束后,教师可以鼓励学生走进异质小组,按照水平从低到高的顺序,依次展现自主探究成果,尤其要分享自己遇到的探究问题。在异质小组中,高水平的学生会认真倾听、思索他人的自主探究成果和问题,并结合自身探究情况提出方法和解决思路。在相互帮助的氛围中,大多数学生能够成功解决大部分问题,更深入地理解和认知新知识。在自主、合作探究的过程中,学生迁移已有经验,积极剖析问题和教材,探究答案,建立了一定的物理认知。同时,大部分学生能够因此锻炼阅读能力、问题解决能力、交流能力等。
(二)实验操作,学生探究
操作实验是在“做”中迁移已有认知、解决问题、强化认知的活动,包括“提出问题—形成猜想—提出假设—操作实验—验证猜想”等步骤[3]。教师应依据学情提出实验操作任务,驱动学生进行自主、合作探究。在此过程中,教师还需依据教学内容提出问题,驱动学生灵活迁移认知,提高认知水平。
在学生解决所有问题、认知基础知识后,教师提出问题:“如何确定一个物体的重心?怎样确定一个形状不规则的物体的重心?”以此激发学生的探究积极性。大部分学生联想课堂学习内容,建立猜想,并主动与小组成员进行交流,形成统一猜想,同时就此提出假设。基于学生的自主、合作探究情况,教师在讲桌上摆放纸板、细线、螺丝钉等物品,鼓励学生上台操作,展现物体重心及其确定方法。有的学生使用了悬挂法。在其操作时,教师和其他学生认真观看,并提出问题,如“悬挂的木板受到了哪些力?”。学生结合实验操作情况,描述出重力和绳子的拉力。基于此,教师追问:“重力和绳子的拉力之间有什么关系?”“一般情况下,我们可以怎样利用这种关系?”学生认真观察实验现象,逻辑清晰地作答。之后,教师从整体角度梳理实验方法和现象,归纳相关的物理知识,助力学生强化认知。通过体验实验操作活动,学生获得了迁移认知的机会并在不断迁移认知中,顺利解决了问题,增强了已有认知,同时积累了实验经验,锻炼了实验操作能力,提升了思维的灵活性和逻辑性。
三、解释:集体交流,获得答案
解释环节重在让学生展示探究成果,并进行集体交流,集思广益地解决问题。学生的物理学习水平不同,其问题解决情况自然也不同。教师需在尊重学生差异的基础上组织集体交流活动,随机选择几个小组,鼓励其呈现问题答案。在此过程中,其他学生认真倾听,指出错误或遗漏之处,并提出完善建议。同时,教师给予适时引导。
在每组完成信息交流活动后,教师组织集体交流活动。在活动中,各组代表发挥逻辑思维作用,迁移已有认知,组织语言,认真阐述问题答案。随后,教师和其他学生对此进行评价。如有小组代表提出:“重力的大小可通过二力平衡原理进行测定,可以使用弹簧秤,也可以用公式G=mg求解。该公式中g的大小与物体所处位置有关。”教师给予学生代表肯定并提出问题:“看来,大家都知道了重力是什么及其测量方法。那么,我们现在说的重力和平时说的‘称重’中的‘重’一样吗?”学生回想本节课所学和生活经历,对比重力和重量的概念,从而加深对两者概念的理解。通过物理解释,学生可以在完善物理认知的同时,锻炼思辨能力和表达能力,获得良好发展。
四、工程:工程制作,物理应用
工程环节重在引导学生联系工程制作和物理实验,实现理论与实际的结合,增强物理认知。尤其,进行工程制作的过程正是学生发现问题、探究问题、解决问题的过程[4]。在此过程中,学生的科学探究素养可以得到发展。基于此,教师要依据学生的认知情况,提出工程制作任务,为学生提供实践机会。
在“重力和重心”这堂课上,教师紧扣课堂导入情境,提供木板、绳子、纸板、胶带等材料,引导学生与小组成员合作制作舂米装置。该活动具有较强高的创新性,迅速调动了学生的兴趣,他们主动迁移已有认知,讨论舂米装置的工作原理。在达成统一认知后,学生集思广益,主动介绍自己的制作设想和方法等,并由此展开激烈交流,明确制作方案,再步骤清晰地操作材料,制作出舂米装置。在获得作品后,学生自发地搭建展示舞台,展现作品,并介绍其中蕴含的物理知识、制作方法等。通过参与工程制作活动,学生做到了学以致用,有利于其在加深物理认知的同时,发展科学探究素养。
五、深化:随堂练习,扩展知识
深化环节重在引导学生通过体验随堂练习活动,丰富物理知识。随堂练习是学生应用物理所学知识的活动,有利于学生了解自身的课堂学习情况,进而有针对性地查漏补缺。物理学科具有生活性,旨在引导学生回归生活,灵活运用物理知识和方法解决生活中的问题[5]。因此,教师要紧扣现实生活和课堂教学内容之间的联系,有针对性地设计随堂练习,助力学生拓展知识。
在“重力和重心”这节课上,学生先后体验了不同的活动,逐步了解了力、重力、重心的相关内容,尤其在情境的作用下感受到了物理与生活的关系。基于学生的学习情况,教师可利用电子白板展现练习题。(1)除舂米装置使用了重心的相关知识外,大家在生活中所见的哪些物品也使用了重心知识?(2)请学有余力的学生尝试用类似的原理设计出一个简单的模型。学生根据自身水平,选择难度适当的练习题。在完成练习题时,他们通过回想课堂学习内容和现实生活,采用口头作答、工程制作的方式展现练习题结果。教师根据学生的作答情况有针对性地进行评价和指导。同时,教师可紧扣现实生活,介绍其他相关内容,促使学生进一步丰富生活认知。通过体验随堂练习活动,学生加深了对物理课堂学习内容的理解,积累了生活经验,锻炼了物理应用能力和科学探究能力,有利于其积极体验现实生活。
六、评价:多元评价,贯穿始终
评价环节贯穿教学始终[6]。简言之,教师要紧抓课堂教学过程,依据学生学习表现,有针对性地使用恰当的过程性评价方式激励学生深入探究,并由此获得良好发展。一般情况下,教师可以应用的过程性评价方式有口头评价、赏识评价、随堂练习、提出反思任务等。教师需依据实际情况,自主选择恰当的评价方式。
在课堂教学结束之际,教师可以从全局视角引导学生反思:“在这节课上,大家学到了哪些知识?这些知识有哪些用处?”学生回想课堂学习过程,联想所学的物理知识点及其探究方法。在此过程中,部分学生发现自己的学习漏洞,尝试操作实验,或向他人求助,弥补学习漏洞,进一步完善知识体系。同时,部分学生增强了自主反思意识和能力,有助于其进行自我评价。
七、结束语
综上所述,6E教学模式是学生掌握物理知识、锻炼多样能力、发展物理学科核心素养的重要助力。因此,教师应在《课程标准》的指导下,充分发挥6E教学模式的价值,以其六个环节为立足点,结合具体的物理教学内容,使用恰当的教学方式,引导学生体验多样的探究活动,促使其在建构物理认知的过程中顺其自然地发展能力,提升核心素养发展水平,从而增强物理教学效果。
参考文献
[1]谭雪梅,朱长明.指向核心素养的高中物理探究式教学:以“受迫振动6E共振”教学为例[J].物理之友,2023,39(4):39-42.
[2]杨斯杰.基于“6E”设计型学习模式培养高中生物理科学探究素养的实践研究[D].银川:宁夏大学,2022.
[3]王鑫.基于科学探究素养培养的高中物理5E探究式教学研究[D].开封:河南大学,2022.
[4]南亚亚.在高中物理教学中基于6E教学模式培养学生STEAM素养的应用研究[D].银川:宁夏大学,2022.
[5]杨斯杰,高永伟,南亚亚等.基于6E设计型学习模式的物理实验教学[J].物理教学探讨,2021,39(12):60-63.
[6]周盼.基于STEM教育理念的高中物理教学设计及实践研究[D].西安:陕西师范大学,2020.
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