美国生物学协会首次提出5E教学模式，以培养学生核心素养为目标，将教学环节分为参与、探究、解释、迁移和评价5部分
［1］。该模式重视学生能力的培养，引导学生建构物理观念，锻炼科学思维，注重科学探究，培养科学态度与责任
［2］，这与《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）的目标高度契合：在科学建构知识的基础上，潜移默化地提升学生的核心素养。
以苏科版物理八年级上册“凸透镜成像的规律”为例，探讨5E教学模式在物理课堂上的实践，同时整合多媒体信息技术，利用希沃白板直播平台、在线文档、几何画板、PhET模拟实验软件、画图工具、问卷星等软件丰富学生的视觉体验，优化课堂教学。“凸透镜成像的规律”在“光的折射 透镜”一章中起承上启下的作用，它既是“光的折射”和“透镜”等内容的延伸，也是“透镜的应用”的基础，其实验规律多，操作复杂，对学生观察分析、实验探究、解释交流、迁移应用的能力有较高要求。笔者尝试利用“5E”教学模式构建凸透镜成像规律教学的基本框架，各环节相互促进，紧密衔接，具体教学流程如
图1所示。
1 问题驱动引思考
【问题1】凸透镜能成几种不同性质的像？
学生探究活动：持放大镜靠近看书本上的字，看到正立放大的字；持放大镜看远处的教师，看到倒立缩小的人。
教师展示自制照相机，由一个纸箱、凸透镜和位于硬纸板中间的半透明薄膜组成，如
图2所示。将照相机对准教室的窗外，再将半透明薄膜放入照相机内部，通过卡槽外伸出的柄臂改变半透明薄膜到镜头的距离，利用希沃白板手机直播模式，向所有学生展示照相机的成像情况。引导学生观察照相机结构并拆解，再将凸透镜近距离靠近窗户看窗边的兔子玩具，发现成倒立放大的像。让学生知道，凸透镜不仅能成倒立缩小的像，还能成倒立放大的像，弥补了学生生活经验的缺失。
【问题2】凸透镜成像的大小、正倒和什么有关？
学生在探究活动中发现凸透镜成不同性质的像，自然而然生成问题——成像性质和什么有关？基于真实情境发现成像变化，可激发学生的学习兴趣和探究欲望，学生主动投入科学探究中，启发学生进行深度思考。
【问题3】如何得到正立、倒立的像？如何观察像的虚实？
学生联想到使用光屏代替半透明薄膜，使用凸透镜代替镜头，即可将照相机的模型转换成光具座上的模型。教师介绍F光源、凸透镜、光屏、光具座的使用方法，介绍物距和像距的概念，引导学生观察光屏中的成像情况，并记录在表格中。
【设计意图】“新课标”指出，教师要创设真实的问题情境，客观全面了解学生核心素养的发展
［3］。探究始于问题，问题来源于真实情境中的发现，情境是学生和知识之间的桥梁
［4］。问题链可以驱动学生积极主动地思考并动手体验，助其进一步去探究物理规律。学生在已有经验的基础上，观察远近不同的物体，形成认知冲突，引出本节课需要探究的主题——凸透镜成像的规律。
【信息技术的作用】在传统教学中，由于空间限制，窗边和后排学生不能看清照相机所成的像，对倒立缩小的像可能存在争议，往往对实验活动丧失兴趣。利用希沃白板直播模式，可以使手机和教室白板大屏实时同屏，不仅可将实验现象可视化，也增强了实验的可信度。
2 科学探究集证据
教师演示光具座的操作规范，展示常见操作问题，设置问题链帮助学生明确需探究的问题，探究凸透镜成像的规律。问题①：如何找到最清晰的像的位置？问题②：像的位置不在正中心，如何调整？问题③：实验过程需要记录哪些数据？问题④：如何改变成像的性质？问题⑤：当物距逐渐缩短时，成像性质怎样变化？
学生分组进行实验，熟悉器材的使用。调节物距u，移动光屏，找到清晰的倒立缩小的像，测量并记录此时物距u和像距v；随后缩短物距u，移动光屏再找到清晰的倒立放大的像，同时记录相应的物距u和像距v。通过小组合作完成探究实验，将每一组的实验数据自动实时同步到Excel文档中，同时把不同类成像性质的数据以不同颜色呈现在汇总表中，并以物距u为序由大到小排序。
分析数据，初步得到物距u的范围，教师顺势提出问题⑥：是否存在倒立等大的像？如何观察？引导学生找到倒立等大的清晰实像的位置并记录数据。
探究凸透镜成像规律的难点在于：在什么样的情况下能成正立的虚像？教师可引导学生继续思考。回顾刚开始上课时的情况，是否还存在别的性质的像？物体放在距凸透镜的什么位置？你能在光屏上看到这个像吗？在光屏一侧通过凸透镜看F光源，你能看到这个像吗？这个像的性质是怎样的？
最后，设置问题⑦：分析数据和图表，尝试总结凸透镜成像的规律。通过真实情境中的问题、严谨的科学探究以及可靠的实验数据，学生得出结论：当u>2f、f<v<2f时，成倒立缩小的实像；当u=2f、v=2f时，成倒立等大的实像；当f<u<2f、v＞2f时，成倒立放大的实像；当u<f时，成正立放大的虚像。
【设计意图】实验探究是“新课标”提出的5个一级主题之一，目的是通过物理实验帮助学生深化对物理规律的认识。在该节中，教师通过分组实验让每一位学生参与实验探究，培养学生搜集证据的能力，引导学生对实验数据进行讨论、分析、对比、思考，总结凸透镜成像的规律。
【信息技术的作用】通过可视化的手段，借助图表呈现数据，学生能清晰理解数据背后的本质。借助在线文档可实时清晰有效传递信息，也能使实验数据更加全面、高效实时共享，学生间高效互动、取长补短，从而得出普遍规律。借助Excel的排序功能和标色功能，实现实验数据排序、实验结论可视化，帮助学生顺利建构凸透镜成像规律。
3 模型建构易解释
教师依托数学知识，利用光路图解释光学难点。学生以小组合作形式，根据凸透镜的3条特殊光线，以物体在二倍焦距处为例，作图分析，如
图3所示。小组互助合作，完成其他几幅光路图，并利用光路图分析凸透镜成像的规律。实验现象和光路图的分析相辅相成，教师可通过PhET模拟实验软件建构模型，动态分析物像变化情况，清晰反映光现象的规律，解释实验现象的科学原理。
【设计意图】跨学科实践是“新课标”提出的5个一级主题之一。物体在二倍焦距处成倒立等大的实像就是教师在本节课运用跨学科实践的契合点，依托数学知识就能解决物理上的难题。当学生学会用数学知识解决物理问题时，说明此知识已经内化成自己解决问题的能力。
【信息技术的作用】在解释物体在二倍焦距处成倒立等大的实像时，教师可以利用几何画板动态展示2条特殊光线，这样的动态图可以加深学生对实验现象的认识，再利用PhET模拟实验建构凸透镜成像的模型，能让学生系统理解物像位置、大小的动态变化情况，便于学生更容易理解所学知识。
4 迁移应用互交流
在得出并理解凸透镜成像规律的基础上，教师引导学生进行知识迁移，应用知识解决实际问题。教师利用直播平台展示照相机、电影放映机、放大镜等光学仪器，与课堂引入环节相呼应，引导学生在真实物体的基础上建构模型，并借助交互式平板的画图工具绘制光路图，明确物、像、物距、像距的意义，加深学生理解。
【设计意图】照相机、电影放映机、放大镜属于知识迁移应用，需要在学生理解凸透镜成像规律的基础上利用所学的知识了解生活中的相关现象，增强学生的内驱力，引导他们关注身边的事物，关注物理与生活的联系。
【信息技术的作用】教师借助交互式白板的画图工具绘制照相机、电影放映机和放大镜的光路图，通过光路图直观显示成像的特点，相较于传统教学更加省时省力。
5 实施评价贯始终
对本节课评价，需要基于“新课标”对物理学科核心素养的要求，围绕学生对凸透镜成像原理的掌握程度、能否运用原理解决实际问题等进行评价设计
［5］。利用问卷星，从“确定评价要素”出发，在实验设计的合理性、数据分析的准确性和实验报告完整性等方面明确评价点，利用分数或字母进行等级划分，量化评分标准（
表1）。
【设计意图】“新课标”强调评价的重要性，要采用形式多样、主题多元的评价方式了解并促进学生核心素养的发展。通过评价，学生能清晰了解本堂课中自己的不足之处和优势所在，促进自身反思、改进。
【信息技术的作用】学习评价应该贯穿全过程，体现“新课标”对核心素养的要求
［6］。教师通过问卷星的形式反馈，让学生自我评价、小组监督，精准把握学生对本节课的掌握情况及动手操作能力，既能使课堂教学更有针对性，又能发挥评价的激励功能。
6 结语
5E教学模式充分体现“新课标”对学生的要求，在教学过程中融入多媒体信息技术，不仅能让学生直接观看实验现象、使实验数据可视化、高效提升学生的学习能力，还能让教师的教学过程更加生动，提高教师的教学科研水平，实现课堂教学的实时评价。
江苏省中小学教学研究第十五期立项课题“基于跨学科实践的初中物理教学范式探索”(2023JY15-L109)
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