摘要：本文结合实际教学案例，阐述了在STEM教育理念下，借助基于建构主义开发的5E教学模式开展小学科学课堂教学。探索“5E”教学模式在小学科学课堂教学中的应用策略，使学生经历引入-探究-解释-迁移-评价的完整课堂教学过程，促进学生核心素养发展。

关键词：STEM；5E教学模式；教学设计

一、聚焦核心素养 发展STEM教育

STEM（科学、技术、工程、数学）教育强调多学科的融合，倡导问题解决驱动的跨学科整合学习，是许多国家科学课程改革的方向。从2016年9月13日教育部颁布《中国学生发展核心素养》，以培养“全面发展的人”为核心。到2022年3月25日教育部出台的《义务教育科学课程标准（2022版）》，增加了技术（T）与工程（E）两项内容，基于STEM这一综合性强、实践度高的教育理念，提升学生的核心素养。

二、5E教学模式  促进STEM教学

（一）何为”5E”教学模式？

“5E”教学模式是美国生物学课程研究（BSCS，1989）开发的一种基于建构主义教学理论的模式，其基本内涵是在课堂教学中让学生经历引入（Engagement）、探索（Exploration）、解释（Explanation）、迁移（Elaboration）、评价（Evaluation）等五个教学环节，发展学生认知水平，它是一种致力于引起学生学习兴趣的有效的教学模式和教学方法。

（二）“5E”教学模式对发展学生核心素养的影响

STEM教育强调的是实践、动手、制作、活动，高度契合新课程标准（2022版）提出的跨学科学习的要求，在STEM教育理念下运用“5E”教学模式设计小学科学课堂，能使小学科学课堂教学内容变得更为丰富，激发学生学习科学的兴趣，培养学生的创新思维，发展学生科学综合知识的运用能力，提升学生的核心素养。

三、结合教学案例 阐述课程设计

（一）研读课程标准 制定教学目标

基于STEM教育理念，运用“5E”教学模式设计一个融合科学、技术、工程、数学等学科内容的课堂教学活动——《设计与制作：风帆小车》。其中STEM元素具体体现在：

科学（S）：感知风帆小车的运动距离可能与帆的形状、大小、材质等因素有关。

技术（T）：掌握制作简易帆的工序，能够利用自制的帆测量小车的运动距离。

工程（E）：体会“提出问题——设计方案——进行交流——改进方案——制作测试”的工程技术流程。

数学（M）：能够利用工具正确测量小车的运动距离，并记录实验数据。

由于风帆小车的设计和搭建涉及到不同领域的多个概念和实践，本课的教学设计主要针对于个别主要的概念和实践。探究基于STEM理念，运用“5E”教学模式，通过设计、交流、制作、测试等工程技术流程的学习，发展学生核心素养的方法。依据课程标准中对学生学业具体要求，围绕核心素养，特制定了以下教学目标：

科学观念：

1.知道能利用风力为风帆小车运动提供动力。

2.知道影响风帆小车运动快慢的因素。

科学思维：设计并制作风帆小车结构模型。

探究实践：

1.在设计风帆小车时能考虑制作风帆的材料，风帆的形状、大小、安装的位置与角度。

2.能根据自己的设计，用材料制作风帆，让风帆小车运动得更快。

态度责任：能体会到产品的设计与制作需要不断改进和完善，在测试中反思自己的设计制作，并不断改进。

（二）运用“5E”教学模式  融入教学过程

1.引入（Engagement）：联系生活 明确任务

引入环节是“5E”教学模式的起始环节，是学生对STEM课程的初体验环节，目的是为引起学生对学习任务产生浓厚的学习兴趣，激发学生进行主动探究，联系生活实际，创设问题情境。向学生们展示生活中常见的两辆同品牌汽车（一辆为绿牌电动车，一辆为蓝牌汽车）的图片，引导学生观察思考车牌颜色有什么明显不同？并解释原因。

2.探究（Explore）：自主探究 交流合作

探究是“5E”教学模式的核心环节。是学生自主解决问题的过程，学生通过观察现象、合作交流等形式建立新概念的认知。可以根据引入环节产生的新旧知识认知冲突，引导学生进行探究。出示材料，确定目标。学生讨论交流帆的结构，知道帆是由两部分组成的既布蓬和桅杆。

（3）学生小组交流展示，分析实验数据

总结活动经验，思考并讨论：为什么大家的风帆小车行驶的距离有的长？有的短？寻找影响风帆小车行驶距离的因素。根据实验数据分析，影响风帆小车行驶距离的因素可能有风的大小、帆的大小、帆的安装角度、帆的材料……

3.解释（Explain）：交流探讨  内化所得

解释阶段是“5E”教学模式的关键环节。同时也是新概念的生成环节。解释即让尝试对探究的结论进行解释，旨在培养学生的跨学科素养和创新能力。

解释环节需要一定的逻辑推理，应注意鼓励和提醒学生根据已有的知识经验和探究环节的结果进行推理。重点集中在对探究过程和结果的展示及分析上。通过小组间的讨论和交流，让学生尝试用自己的理解阐述对风帆的大小、形状、材料等因素影响小车行驶距离的认知。如果学生推理有困难，可以适当的引导，借助学生的实验数据，帮助学生正确地理解概念。

4.迁移（Elaborate）：延伸拓展  迁移应用

新概念的迁移环节。既是对新概念的细化和内化，也是对跨学科知识的进一步融合。继续引导发展学生对风帆驱动小车运动的理解，扩充风能的基本内涵，并与其他已有的新能源及清洁能源概念建立联系、同时用风能概念解释新的情境或新的问题。

5.评价（Evaluate）：全面概括  注重过程

“5E”教学模式的评价（Evaluate）贯穿整个教学过程，重点关注学生的探究能力、创新能力、合作能力。教师可以采用正式或非正式的方法评价学生对新知识的理解及应用能力。目的在于确保学生活动的方向或促进学生对研究过程进行反思。同时，评价也为教师提供了一个评估自己教学过程和效果的机会。也提供给学生自我评价的机会，有助于学生能在一个任务中认知自己的思路、方法和操作技能。

STEM教育理念与“5E”教学模式两者融会贯通、相辅相成，一个作为理论基础，一个运用于实践，在培养学生科学知识和技能的基础上，共同促进科学教学设计模式的创新与完善，激发了学生学习科学的兴趣，提高了学生课堂学习效率，促进了学生学科核心素养的发展。

参考文献：

[1]俞颜佳.基于5E学习环的技术与工程实践——以“小小工程师”单元为例[J].湖北教育（科学课），2023（03）：57-59.

[2]林祺.基于5E学习环的小学科学技术与工程领域教学策略例谈[J].福建教育，2020（14）：52-54.

[3]俞菲.依托STEM教育理念  提升学生科学探究能力[J].小学生（上旬刊），2023（05）：136-138.