［摘要］物理是自然科学的基础学科，对解决实际问题、培养科学思维起着关键作用。初中物理教学中，培养学生的问题解决能力尤为重要。本文以问题解决为导向，对初中物理5E教学模式展开探究。先剖析5E教学模式内涵与物理问题解决能力的构成要素，探寻二者契合点；再阐述“赋能问题解决”的5E教学模式核心理念；最后依据“引入—探索—解释—迁移—评价”框架提出实践策略，为一线教学提供参考，提升学生探究兴趣与实际问题解决能力，助力学生核心素养发展。

　　［关键词］问题解决，初中物理，5E教学模式

　　《义务教育物理课程标准（2022年版）》将物理学科指向的核心素养划分为“物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任”四个维度，其最终目标是让学生运用物理知识与科学方法解决实际问题，为其终身发展筑牢根基。然而在教学实践中，初中物理教学往往陷入“重知识传授、轻能力培养”的困境，使得学生只能机械记忆知识，遇到真实问题却毫无头绪。本文以问题解决为主线，

　　以5E教学模式为基本框架，致力于对初中物理课堂进行“问题解决”取向的重构与升级，以此培养学生的问题解决能力，达成核心素养培养目标。

　　一、5E教学模式赋能问题解决的可行性分析

　　（一）5E教学模式的内涵

　　5E教学模式源于建构主义理论，是适配科学教育的经典教学模式，包括引入（Engage）、探索（Explore）、解释（Explain）、迁移（Elaborate）、评价（Evaluate）五个递进环节，其核心要义在于构建以学生自主探究为核心的系统化教学流程，注重引导学生主动参与、亲身实践，为问题解决能力的培养提供科学的流程支撑。

　　（二）物理问题解决能力的构成要素

　　结合初中物理学科特质及问题解决的认知规律，可将物理问题解决能力拆解为五个核心维度，各维度层层递进、协同支撑。一是问题识别能力，即从生活实际现象中提炼、抽象出具体物理问题的能力；二是模型建构能力，能够将抽象的实际问题转化为可分析、可解决的物理模型；三是方案设计与实施能力，基于建构的物理模型，规划合理的解决思路、实施步骤，并完成实践操作；四是迁移应用能力，可将已掌握的物理知识、问题解决方法灵活迁移至新的问题情境中；五是反思与评估能力，能对问题解决的全过程进行复盘，分析流程的合理性与存在的局限性，并提出针对性改进思路。

　　（三）5E教学模式与问题解决能力培养的契合点

　　5E教学模式的五个递进环节，与物理问题解决能力的五大构成要素形成精准的一一对应赋能关系，构建起“教学环节—能力培养”的完整闭环，为其赋能可行性提供核心支撑，两者的具体契合之处如表1所示。

　　二、赋能问题解决的5E教学模式构建

　　（一）模式框架：四位一体结构解析

　　基于上述理论基础，本文构建了赋能问题解决的5E教学模式总体框架（见图1）。

　　该框架以“四位一体”结构支撑模式高效运行，具体由一个核心、一条主线、一个驱动、一个机制构成，四者相互关联、协同发力。一个核心，即贯穿模式全过程的“问题为纲、探究为径、学生为主”核心理念，为教学实施指明方向；一条主线，依托经典5E教学流程，将引入、探索、解释、迁移四个环节紧密衔接，形成学生问题解决能力的递进发展主线，评价环节则全程嵌入、同步推进；一个驱动，以“真实问题”作为教学起点与串联线索，确保学生学习始终围绕问题解决展开，避免学习与实践脱节；一个机制，以全程多元评价作为保障，嵌入教学各环节，通过持续检测、及时反馈与动态调节，为教学目标达成提供坚实支撑。

　　（二）核心理念：三维导向阐释

　　一是问题为纲。以真实且具探究价值的物理问题为教学起点与贯穿主线，融入5E教学各环节，引导学生在“发现问题—分析问题—解决问题”的闭环中主动建构知识，同步发展问题解决能力与物理核心素养，实现知识习得与能力提升的有机统一。

　　二是探究为径。将探究作为解决问题的核心手段，给予学生充足的自主探究空间，通过独立思考、实验操作、合作探究等多元形式，让学生亲身参与问题解决的完整过程，将实践经验内化为自身能力，实现终身受益。

　　三是学生为主。凸显学生在教学中的主体地位，打破“教师主导、学生被动”的传统格局，教师仅承担引导者与支持者的角色，引导学生自主发现问题、探寻解决方案，在学生遭遇困惑时精准点拨，充分调动学生的主动性与创造性。

　　（三）实践路径：以《浮力》为例

　　下文以人教版初中物理八年级下册第十章《浮力》为实践载体，具体探讨5E教学模式赋能问题解决、促进学生物理核心素养发展的实施路径。《浮力》作为初中物理的重难点内容，知识点关联性强，涵盖力学、液体压强、质量密度等领域，若教师单纯进行知识点灌输，不仅难以帮助学生理解核心内涵，还易导致学生产生学习枯燥感。

　　对此，可将问题解决作为教学主线，依托5E教学模式，引导学生完整经历问题解决的全过程，在探究中深入理解浮力的概念、原理，熟练掌握其在实际问题中的应用方法，切实发展问题解决能力。

　　1.引入：创设真实性“问题场”——从生活迈向物理挑战

　　“引入”作为5E教学模式的起始环节，在问题解决的视角下，教师不应仅将其目标设定为简单导入新课，而要创设真实、复杂且具挑战性的“问题场”，让学生从中发现问题，生发探究欲望。所以，此环节教师不应是知识呈现者，而应成为情境设计师与挑战发起者，立足教学内容，精心创设与学生生活经验紧密相连的“问题场”，激发学生问题解决意识，为后续问题解决奠定基础。该“问题场”须具备两个关键属性：一是真实性，源于生活实际或能模拟真实世界情境；二是驱动性，能自然将学习内容转化为亟待解决的问题，挑战学生已有认知，让学生明确任务并积极投入问题解决。

　　以浮力这一常见物理现象为例，教师可从生活现象引入，选取能直击学生生活经验或认知盲区的切入点，转化为问题情境，引导学生主动提出与教学目标相关的核心问题。比如，教师先播放一段打捞沉船的短视频，给出核心驱动任务：某打捞公司要制订打捞沉船方案，预估所需向上拉力是关键一步，作为顾问，要通过实验找出影响这个向上拉力（即浮力）的因素并提交分析报告。此任务将抽象的“浮力”概念转化为具体待解决的工程问题，学生化身“顾问”，在解决实际问题的驱动下，从“要我学”转变为“我要学”，自然产生学习与探究的内在需求。过程中，学生会产生猜想，生成一系列与教学内容相关的子问题，如向上拉力与什么有关，与深度、物体形状、质量、大小、湖水成分是否有关等。解决这些问题时，学生能通过实践逐步明确浮力影响因素，达成教学目标。

　　通过创设“打捞沉船”这一真实性“问题场”，教学目标自然嵌入问题情境，转化为学生的内在需求，既为后续探究活动提供了清晰的问题导向，又唤醒了持续的学习动机，为学生深度参与课堂奠定了良好基础。

　　2.探索：沉浸式“问题境”体验——从猜想迈向数据证据

　　“探索”作为5E教学模式的核心环节，是学生自主建构知识、获取直接经验的关键阶段。在此环节，学生要突破被动接受知识的浅层学习模式，深度沉浸于“问题境”，亲身经历问题解决的中间过程。此时，教师不再是课堂主体，而是“退居”引导者与支持者之位，为学生提供探究所需材料，鼓励其大胆猜想、设计多种方案并试错。探索环节中，教师需留意三个关键点：其一，引导学生通过动手操作与协作学习收集第一手证据，而非直接验证教材结论，以免限制学生思维灵活性；其二，引导学生做好实验过程记录，涵盖发现与困惑点等，为后续“解释”环节提供感性材料；其三，当学生探究遇到困惑时，教师通过提问、点拨引导学生自主提出解决方案，而非直接给出答案。

　　在《浮力》教学中，教师将学生分成若干小组，各小组围绕驱动任务进行猜想并设计验证方案。比如，学生猜想浮力与物体浸入深度、体积及液体密度相关。教师提供弹簧测力计、烧杯、水、盐水等实验材料，各小组利用这些材料自主设计实验方案并验证猜想。例如，探究浮力与物体浸入深度关系时，用同一物体观察不同深度时测力计读数变化；探究浮力与液体密度关系时，观察同一物体在正常水和盐水中的读数差异等。过程中，学生可能经历失败，如探究浮力与物体体积关系时，所选物体质量和体积均不同，或未考虑容器壁影响等。此时，教师适当点拨，让学生意识到控制变量的重要性，进而优化、改进实验方案。实验失败并不可怕，反而是宝贵的学习机会，在试错与调整中，学生对变量理解不断深化，实验设计能力有效提升，思维严谨性进一步强化，对问题解决能力与综合素养发展有积极促进作用。

　　沉浸式“问题境”体验能让学生从被动听讲者转变为主动探究者。学生基于“问题解决”，在动手实践中收集证据，在合作交流中梳理思路，不仅为发现科学规律、总结科学结论奠定坚实基础，还能逐步形成解决问题的思路与方法，推动思维能力与动手实践能力协同发展。

　　3.解释：结构化“解决方案”生成——从证据迈向科学共识

　　“解释”是5E教学模式的关键阶段，承接“探索”环节收集的数据与证据，是学生从感性经验跃升至理性认知的关键一步。此环节中，教师作为思维引导者，不仅要引导学生说出实验结论，还要让学生基于“探索”环节收集的证据进行科学论证，最终生成结构化的“解决方案”，这是推动学生问题解决能力进阶的关键。为此，教师可采用“学生展示—小组补充—教师点拨”的基本模式：先让学生自主分享探究结果与初步解决方案，接着组织小组探讨进行质疑与补充，最后教师聚焦核心知识点与问题解决方法，引入规范科学术语和物理概念，与学生共同总结凝练，帮助学生梳理思维逻辑。该环节聚焦学生分析数据、逻辑推理与科学表达的能力，促使学生形成科学、严谨的问题解决思维。

　　学生完成自主探究与合作学习后，教师可组织“工程方案展示会”，各小组依次展示实验数据并分享初步结论。例如，学生展示物体浸入深度变化但浮力不变的数据，证实深度与浮力无关；展示同样质量物体，体积越大浮力越大的数据，证明物体体积影响浮力；展示同一物体在水和盐水中的对比数据，证明“液体密度越大，浮力越大”。

　　学生展示、小组互相探讨后，思维激烈碰撞，教师引导学生凝练共识。此时，学生明确了浮力影响因素，这些结论并非教师被动灌输，而是学生在问题引导下通过实验探究、总结提炼得出，更易形成长期记忆，为知识迁移提供支持。在此基础上，教师引入阿基米德原理，让学生对照实验发现精确表述。最终，教师引导学生将探究结论转化为解决初始“打捞问题”的方案。

　　通过解释环节的总结与凝练，实现理论与实践有机结合，帮助学生更直观、深刻地理解阿基米德原理。同时，这一过程让学生经历将零散实验证据转化为结构化科学方案的全过程，不仅促进知识内化，更推动学生问题解决能力进阶与发展。

　　4.迁移：适应性“知识迁移”优化——从共识迈向创新应用

　　“迁移”作为5E教学模式的拓展环节，是检验学生知识理解深度与问题解决能力是否真正形成的“试金石”。此阶段核心目标是让学生将新获得的概念与解决方法应用于新的、更复杂的情境，实现知识与方法的迁移，提升综合问题解决能力。为此，教师要设计有梯度的新挑战，引导学生打破思维定式，灵活运用核心原理。这里的迁移强调“适应性”：一是情境适应性，先引入简单情境，学生解决后再引入复杂情境，逐步拓展问题解决思维；二是难度迁移，从基础问题迁移到综合问题、创新问题，培养批判性思维，提升举一反三、创新应用的高阶问题解决能力。

　　例如，学生掌握浮力的影响因素与阿基米德原理后，教师可提出两个新的挑战性任务。（1）基础迁移：请设计一种方法，用现有器材测量一枚不规则金属块的密度。这一任务需要学生调动已经学过的密度测量知识，并与新学习的浮力知识相结合，提出创新性的解决方案。（2）高阶迁移：请结合浮力相关知识，解释潜水艇的浮沉原理。同时思考：“如果要打捞的沉船陷在淤泥中，刚才制定的打捞方案需要做哪些调整？”这一任务将问题情境进行复杂化处理，引导学生在考虑浮力的同时，关注其他因素的影响，如支持力、粘滞力等。这能够激发学生更深入地思考，让学生在面对复杂的现实情境时，也能有明确的思路和解决方法。

　　通过进行知识迁移，能促使学生将浮力的核心概念从“打捞沉船”的单一情境中提取出来，并应用于“密度测量”“复杂打捞”等新场景，促进学生的创新思考，能够有效实现知识的优化、整合与能力的创造性迁移，进而为学生问题解决能力的发展提供助力。

　　5.评价：全程化“反思评价”闭环——从结果走向学习能力

　　评价并非仅是5E教学模式的最终环节，而应具备全程化与多元化的特征。一方面，评价贯穿于整个5E教学模式，并非仅集中在教学结束之后。通过这种全程性、动态化的评价方式，教师能够更及时地察觉学生在学习探究过程中遇到的问题，并迅速给予支持，助力学生的探究活动不断深入，进而达成培养学生问题解决能力的目标。另一方面，评价的目的不只是判断学生的学习结果，更重要的是促进学生学习，让学生在持续的反思与改进中获得提升。所以，教师应开展多元评价，综合运用观察、提问、量规、报告等工具，对学生的探究过程、协作能力、迁移能力等进行全面评估。此外，还应让学生参与到评价过程中，引导学生进行自我反思与同伴互评，以此培养学生的元认知能力。

　　在“浮力”教学中，教师可将过程性评价、成果性评价与反思性评价相结合，采用多维度的评价方式，确保评价的客观性和全面性。（1）过程性评价：在引入环节，通过课堂观察，关注学生的课堂参与度、问题提出质量，评价学生的探究欲望与问题识别能力；在探索环节，通过《小组探究观察表》记录学生的实验表现，评价学生的实验设计能力、合作沟通能力等；在解释环节，通过提问和倾听，评价学生的逻辑推理和表达能力；在迁移环节，通过学生提交的解决方案和课堂展示，评价学生的知识迁移能力和创新应用能力。（2）成果性评价：教学结束后，使用评价量规对学生提交的“分析报告”“打捞方案”建议等进行评分，重点关注其科学性、逻辑性与可行性，从而明确学生的问题解决能力发展水平。（3）反思性评价：引导学生完成反思问卷，问题包括：“在本次学习中，我最大的收获是什么，还有哪些需要改进的地方？从其他人身上，我学到了什么？小组的合作在哪些方面可以做得更好？这个问题的解决方法还可以用在什么地方？”

　　通过构建全程化、多维度的评价体系，使评价贯穿整个教学过程，使其与5E教学模式以及问题解决过程紧密配合、同频共振。这一体系不仅能精准评估学生的学习成果，更重要的是，能够培养学生的反思习惯。而反思习惯是学生问题解决能力发展中的关键一环，可为其终身学习能力的发展筑牢坚实基础。

　　三、结语

　　综上所述，赋能问题解决的5E教学模式，其本质在于培养学生运用科学思维与方法解决实际问题的能力。该模式不仅对革新初中物理课堂、提高教学质量有着积极意义，还是促进学生核心素养发展的关键举措。因此，教师应充分认识这一模式的重要意义，以问题解决作为教学驱动，以5E教学模式搭建教学框架，持续优化教学过程，让物理课堂切实成为学生自主探究的舞台，有力支持学生核心素养的发展。

参考文献：

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