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5E学习环模式在高中化学教学中的实践与效能研究

一、引言

1.1研究背景与意义

在教育改革持续推进的大背景下，高中化学教学模式的变革显得尤为迫切。传统的高中化学教学模式多以教师讲授为主，学生被动接受知识，这种模式虽能在一定程度上传授知识，但在培养学生的综合能力与核心素养方面存在不足。随着时代的发展，社会对人才的要求日益提高，不仅需要具备扎实的知识基础，更要有自主学习、创新思维以及实践操作等多方面的能力。因此，高中化学教学亟需一种能够激发学生主动性、培养其综合素养的新模式。

5E学习环模式正是在这样的需求下逐渐受到关注。5E学习环模式包括参与（Engage）、探索（Explore）、解释（Explain）、拓展（Extend）和评价（Evaluate）五个紧密相连的环节。在参与环节，教师通过创设生动有趣的情境，如展示生活中奇妙的化学现象，像烟花绽放时绚丽多彩的颜色变化，这背后蕴含着复杂的化学元素反应，以此激发学生对化学知识的强烈兴趣和深入探究欲望。探索环节则是学生主动学习的关键阶段，他们围绕教师提出的问题，通过小组合作进行化学实验探究。例如在探究“金属的化学性质”时，学生分组进行不同金属与酸的反应实验，仔细观察实验现象，记录反应的剧烈程度、是否产生气泡等细节，积极讨论并分析原因，充分锻炼了实践操作与团队协作能力。

在解释环节，教师引导学生对探究结果进行深入思考与总结归纳，帮助学生将零散的知识系统化，构建完整的知识体系。以“氧化还原反应”的教学为例，学生在实验探究后，对反应中物质的化合价变化、电子转移等现象存在疑惑，教师此时结合实验现象，详细讲解氧化还原反应的本质和概念，使学生不仅知其然，还能知其所以然，培养了学生的科学思维和逻辑推理能力。拓展环节鼓励学生将所学化学知识运用到实际生活和更广泛的领域中，进一步提升知识的应用能力和创新思维。比如在学习“化学反应与能量”后，让学生探讨如何利用化学反应开发新型能源，学生通过查阅资料、小组讨论等方式，提出各种设想和方案，有效锻炼了创新实践能力。评价环节贯穿整个教学过程，通过多元化的评价方式，如课堂表现评价、实验报告评价、小组互评以及自我评价等，全面评估学生的学习效果，及时反馈学习情况，促进学生不断反思和进步。

5E学习环模式对提升学生化学素养具有重要意义。从科学探究素养来看，学生在5E学习环模式的各个环节中，频繁参与实验探究活动，从提出问题、设计实验，到实施实验、分析结果，整个过程使学生逐渐掌握科学探究的方法和步骤，培养了严谨的科学态度和勇于探索的精神。在“酸碱中和反应”的教学中，学生通过自主设计实验方案，探究酸碱中和的原理和过程，深刻体会到科学探究的魅力和意义，提高了科学探究能力。从科学思维素养方面，5E学习环模式注重引导学生对化学现象和实验结果进行分析、推理、归纳和总结，培养学生的逻辑思维和批判性思维能力。在学习“化学平衡”时，学生通过对实验数据的分析和讨论，深入理解化学平衡的概念和影响因素，学会运用科学思维解决实际问题。

在科学态度与责任素养的培养上，5E学习环模式强调学生在实验探究中的严谨性和规范性，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度。同时，通过拓展环节中对化学知识在生活和社会中的应用探讨，使学生认识到化学对人类社会发展的重要作用，增强学生对环境保护、资源利用等方面的责任感。在学习“化学与环境”相关内容时，学生通过了解化学物质对环境的影响，积极思考如何减少化学污染，树立了强烈的环保意识和社会责任感。5E学习环模式还能有效提升学生的自主学习能力和合作学习能力。在参与和探索环节，学生主动参与学习过程，积极思考问题，逐渐养成自主学习的习惯。在小组合作探究中，学生学会倾听他人意见，相互交流、相互协作，共同解决问题，提高了合作学习能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

1.2国内外研究现状

5E学习环模式起源于20世纪80年代的美国，最初是由美国生物学课程研究（BSCS）开发，用于科学教育领域，旨在通过五个紧密相连的环节（参与、探索、解释、拓展、评价），引导学生主动参与学习，培养其科学探究能力与科学思维。经过多年的发展，该模式在国外教育领域得到了广泛的应用与深入的研究。

在理论研究方面，国外学者对5E学习环模式的理论基础进行了深入探讨，将其与建构主义学习理论、探究式学习理论等相结合，进一步完善了该模式的理论体系。例如，学者Bybee认为5E学习环模式符合建构主义学习理论，强调学生在已有知识和经验的基础上，通过主动探究和体验来构建新的知识。在实践应用方面，5E学习环模式在国外的科学课程教学中得到了广泛应用，涵盖了物理、化学、生物等多个学科。相关研究表明，该模式能够有效提高学生的学习兴趣、学习成绩以及科学素养。一项针对美国