基于“5E”教学模式的创新意识培养教学研究-以“图形的密铺”为例

基于“5E”教学模式的创新意识培养教学研究——以“图形的密铺”为例摘要：“创新意识”是数学课程标准的十大核心概念之一，创新意识的培养是现代数学教育的基本任务。此设计针对小学高年级数学课程中的空间与图形领域内容，引入5E教学模式，以"密铺”为主题，基于"探究式学习”的教学理念，用5E教学模式贯穿并综合动手操作、合作探究、创设情境等教学方法，采用小组合作的学习方式，引导学生完成基于实物的一系列探究过程，在此过程中发展学生的合理想象，培养创新意识。关键词：创新意识；5E教学模式；小学数学；图形的密铺引言“5E”教学模式运用调查和探究的方法解决问题，强调通过小组合作促进学生对科学概念的理解和知识的构建。#这与新课标的教育理念相契合，是一种致力于引起学生学习兴趣、发展学生思维的有效教学模式和教学方法。创新是数学课程改革的标志性词汇，创新意识是学生素质教育的核心“图形的密铺”教学依托"5E”教学模式，促使学生在活动中通过观察思考、合作探究、实践创作，体会数学与生活的密切联系，在质疑、猜想、验证中发展思维、培育创新能力。传统的教学模式，对于学生获取知识很有效，但对于学习能力、学习兴趣的培养有所欠缺，甚至更大限度地束缚了学生的想象和创造力。为此，本文以冀教版教材五年级探索乐园中“图形的密铺”教学设计为例，对如何运用“5E”教学模式发展学生的创新意识进行探讨。学生还是原来的学生，学具还是原来的学具，但由于教学理念、教学方法的改变，形成了新的课堂模式和教学效果。一、'5E”教学模式基础理论“5E”教学模式是一种学习策略，主要是由Bybee带领的美国生物学课程项目组根据美国针对科学课程改善而开发的，是一种基于建构主义教学理论的模式，在开发过程中，项目组的成员对“学习环”不断进行修改和完善。$最终，将“5E”教学模式划分为参与(Engagement)、探究(Exploration)、解释(Explanation)、详细说明(Elaboration)和评价(Evaluation)五个具体阶段!(如表1所示)。阶段阶段参与(Engagement)

探究(Exploration)

解释(Explanation)

详细说明(Elaboration)评价(Evaluation)表1"5E#教学模式内容教师利用教学手段检查学生对原有的知识和概念的掌握情况，找出学生不熟悉的知识点

学生在学习的过程中提出的问题和产生的新想法学生展示探究过程中的学习成效

教师进一步解释概念，加深学生的理解

贯穿整个教学过程的多种方式的评价参与阶段通过活动使学生将新旧学习经验联系起来，了解学生的想法，激发学生兴趣，吸引学生参与。使教师关注学生在学习活动中的思考历程，找出学生因已经积累的一些生活经验或学习获得的知识对某种概念形成的错误的认识，教师找出学生误解的概念，活动的设计通常是结合学生的已有经验创设一定的情境，让学生把自己的已有经验和新知内容联系起来，促使他们将注意力集中到新知识的学习中来，纠正学生的错误理解，调动学生继续学习、探究的兴趣以及内生力。探究阶段“5E”教学模式的中心环节就是探究。在该阶段，教师主要对学生进行科学合理的引导，鼓励学生动手操作、思考问题，使学生获得知识、掌握技能以及技巧。使学生通过探究环节对第一环节的错误概念重新建立正确的认识并掌握。"探究过程中多采用小组合作的方式进行，每个学生

的生活经验、学习经验积累都是不同的，合作的过程是积极构建共同经验的过程，因此这个过程可以有效培养学生团结协作的意识。（三） 解释阶段该阶段主要是学生展示上一阶段的过程和结果，相当于概念创造的阶段，是5E模式的关键环节。学生尝试在自己掌握的知识的限定下，在自己的认知范围内科学合理地阐述概念。在该阶段,教师主要是应用恰当的教学工具和教学手段为学生呈现出科学的概念，介绍正式的词汇或者让学生用语言去描述他们对所进行过的探究的理解，目的是将学生的注意力集中到他们探究的概念上，同时，学生总结上一环节探究所得经验。教师可用多媒体教学手段辅助学生建立抽象概念。（四） 详细说明阶段该阶段类似于教学中的概念应用阶段。为了使学生能更有效掌握概念，加深对概念的理解，教师在该阶段主要为学生提供有助于学生掌握正确概念的教学情境和教学活动，促使学生积极主动的运用新概念解释周围世界或新情境中的问题。（五） 评价阶段该阶段不是特定在结束的阶段，而是贯穿整个“学习环”过程。在该阶段教师利用合理、多样化的科学方法评价学生对新概念的掌握程度和在实践中的应用能力，主要是为了了解学生对概念的掌握情况，鼓励学生自我评价，同时也便于教师掌握学生对所学新知的认识和理解。二、基于"5E”教学模式的"图形密铺”活动设计“图形密铺”属于空间与图形领域教学内容，基于“5E”模式的教学设计对于培养学生的想象和创新能力有积极的作用。A（一）教学设计背景小学高年级学生在前期的“空间与图形”学习中，积累了初步的探究性学习经验。密铺在生活中应用广泛，但多数学生并不会主动关注、延展思考。本节课主要研究规则图形的密铺问题，要求学生在理解密铺含义的基础上探索密铺的特点，通过观察、分析、比较、推理等方法，在合作中发现问题、提出问题，教师引导学生对心中疑问大胆猜想、动手尝试、进行验证，通过“做中学”发展学生合作探究的能力，培养空间想象力和创新意识。（二）教学设计过程和分析参与阶段。教师通过谈话激发学生的学习兴趣。首先教师设计一个场景：最近有个朋友邀请我去参观她的新家，她的新家装修得可漂亮了，你们想看看吗？课件出示新家浴室瓷砖、地板、壁画、阳台、墙面装饰、天花板。引导学生欣赏并观察装修图案，其次，教师提出问题（欣赏后有什么感受？发现了什么？装修图案由哪些图形拼成的，这些平面图形在拼的时候有什么共同特点？），学生从感官上感受图案的美，观察思考后交流,发现这些图案都是由一种或几种平面图形铺成的，回答问题（浴室墙面图案是由不同颜色的正方形铺成的;这些图案在铺的时候都没有缝隙，也不重叠）。再次，教师介绍“密铺”概念（由完全相同的一种或几种平面图形，既无空隙，又不重叠地铺在平面上的铺法,在数学上称为“密铺”。）提出问题“看到这个新名词，大家有什么疑问吗？”最后，学生提出心中疑问：“我们平时见到的图案都是密铺吗？哪些图形可以进行密铺？为什么有的图形能密铺?”等等。通过生活中常见却从未深入探究的图案入手,教师提出问题吸引学生进入学习状态，了解学生对已知图形的认知程度和观察分析能力。之后，揭示“密铺”定义，将新旧知识和生活经验联系起来，吸引学生对新知识充满好奇，但又不会感到过于陌生，鼓励学生对新概念提出心中疑问，为下一步认识“密铺”、探究特点作出铺垫。探究阶段。在探究阶段，学生们要小组合作，动手探究给定图形是否可以密铺，验证猜测。首先,教师引导学生观察情景图，重点引导学生观察正八边形无论怎么铺都不能无缝隙、不重叠。提出问题（这些图案可以看作是密铺吗？为什么？）学生观察判断并说出依据。其次，教师引导学生联系生活实际思考密铺的广泛应用，说说自己平时在哪见过密铺现象。如：广场上铺的地砖、教室的地板、装饰的墙面。图1判断图案是否是密铺教师进一步抛出探究问题（花园小区要给中心广场铺地砖，有这样几种形状的地砖可供选择，出示三角形、六边形、八边形和圆，如果只能选择一种地砖，你选择哪一■种?）,学生根据观察，初步判断哪个图形符合密铺的要求。说出自己的想法后，教师组织学生动手操作验证。学生操作后，小组合作展示验证的结果：等边三角形和正六边形可以进行密铺，圆形和正八边形不行。教师利用动态课件演示四种图形是否可以密铺。学生在判断密铺现象、并从生活中寻找密铺相互交流的活动中进一步认识密铺，初步解决第一个疑问；在动手操作和小组交流讨论展示的过程中，充分经历“直观猜测#实践验证#得出结论”的过程,这是探究问题的过程，也是学生树立科学研究态度的过程。学生在实证过程中领悟“一切科学的发现和结论必须接受实践的检验”这一以“实证”为核心的科学认识论、方法论和价值观。解释阶段。再次质疑，合作探究密铺的奥秘。学生用正八边形没有密铺成功，教师也进行了动态演示，但这并不能阻挡学生心中的疑问：为什么正六边形可以密铺，正八边形就不可以？教师引导学生思考:仔细对比可以密铺和不能密铺的图形，结合生活中的密铺现象，思考是什么决定了图形能否密铺？想好后利用手中的学具铺一铺、量一量、算一算验证自己的猜测。引导学生从图形的内角度数去思考、验证，鼓励各小组说出自己的猜测。小组A：等边三角形一个内角是60。，内角和是180°,2倍就是360。。小组B：正六边形一个内角是120°,3个正好是360。。小组C：正八边形一个内角是135°,几个内角也不可能凑出360°,所以正八边形不能密铺。小组D：等边三角形和正六边形都可以密铺，因为它们的几个角围成了360°,而且它们的内角度数相加也是360°,而正八边形内角度数是不能围成的。经过学生的合作探究、相互交流，共同总结出：判断一种图形能否密铺，可以计算它的内角总和，只要是360°或360°的倍数就可以。再次用其他图形来验证。出示长方形、正方形、平行四边形、梯形。学生验证交流，总结发现:一个多边形只要几个内角的和是360°或360°的倍数，就可以单独进行密铺。在上一阶段学生产生了强烈的探究欲望，每个人心中都有个疑问“为什么有的图形看似可以密铺实际却不行？#接下来学生的操作是带着思考进行的，生生互动相互启发。动手操作是学生非常喜欢的学习方式，也是学生思考问题的支撑点，通过铺一铺、量一量、算一算的活动亲自解密“密铺”的奥秘，获得“直接经验”。学生经历猜测、判断、测量、计算、交流、展示的过程，是探究的过程，更是“实证”的过程。详细说明阶段。教师提供生活实例，拓展课堂内涵的深度和广度。教师带领学生欣赏奇妙的密铺，鼓励学生学习知识要有一点想象力，有想象才能有创造，激发创作欲望。教师利用两种及以上图形进行密铺，因为正八边形不能单独密铺，所以，请同学们思考:不能单独密铺的图形怎么办？学生独立计算或利用图形动手尝试配合其他图形密铺。小组A：给正八边形搭配正方形135°+135°+90。=360°。小组B:正五边形要配合平行四边形密铺，而且是两种形状不同的平行四边形。最后，布置作业：“根据今天所学，大胆想象、创作密铺作品。”通过有层次的学习和探究活动，学生逐步加深了对密铺的认识，产生了浓厚的兴趣，他们的认知需要拓展到更广阔的空间中。学生通过给正八边形、正五边形搭配其它图形进行密铺，所学知识得到了巩固和迁移，发展了思维和空间观念。课后作业，无论学习能力强弱的孩子都可以根据自己的认知进行不同层次的创作，有利于发展学生的想象力和培养创新精神。评价阶段。在本教案中，评价活动非特定阶段，而是贯穿于整个教学过程中。学生对新知识的理解和掌握是通过每一环节的自评、互评和师评进行的，在作业布置的创作环节还提供了家长评价机制，努力使评价做到多元化、多方位、多样式。三、结论基于“5E”教学模式的创新意识培养教学实践，实现了“玩中学、做中学”，发展了学生的创新意识。引入“5E”教学模式进行探究式学习，针对“密铺的奥秘”这个有一定难度的知识开展了小组合作，在情景创设、实际操作、交流谈论中解决问题，经历知识建构的过程，发展了空间观念和创新意识。整个学习活动，学生充满的好奇和疑问成为了他们最佳的学习动力，自然而然地对自己的猜测进行合作探究，在“实证”中培养了科学精神和科学的价值观。本设计采用了过程性评