【探究式教學】5E 探究 × 圖像模板：讓思考歷程清晰可見！

教育的一項重要任務是培養孩子的邏輯思考能力，而教師該如何在課程設計中實踐這個目標呢？

以筆者的經驗，如能在雙語課堂中融入圖像思考，並結合精心設計的領域探究實作活動，就可以讓學生強化高層次思考，且能在課堂中展現出來。

此次活動會以「5E 探究教學法」教授大氣壓力，並運用圖像式視覺模板引導學習者進一步思考。

5E 與探究教學

5E 是一種探究式學習架構，引導學生主動建構知識並應用於不同情境，其五個階段分別為：

• 參與（Engagement）：設計具挑戰性或貼近現實的情境，引發學習動機。
• 探索（Exploration）：提供生活實例，幫助學生將抽象概念具體化。
• 解釋（Explanation）：介紹理論與規則，讓學生透過觀察與分析歸納重點。
• 精緻延伸（Elaboration）：設計進階問題，促使學生應用新知推理與解決問題。
• 評鑑（Evaluation）：評估學生理解與應用能力，進行形成性與總結性評量。

稍後會以大氣壓力為主題，說明在 5E 探究教學中如何進行圖像式視覺模板的運用，培養科學探究和解決問題的能力。

圖像式視覺模板

搭配主課程 Think-Pair-Share 的問思引導並結合《圖解力教學 破解分心世代的學習困境》書中運用圖表的方式，最後選擇以四格漫畫的視覺模板來引導學生進入「引發好奇 → 查找資料 → 思考創造 → 互動分享」的學習歷程（如下圖）。

綜合之前STEAM自然老師不藏私的雙語課程設計文章中的設計架構，進階加上透過視覺模板，激發學生思考，同時讓邏輯思考變成可視化。實踐探究實作的教學方式，讓學生的學生是有趣且有成效的。以下為詳細的教學活動說明：

參與（Engagement）

進行馬德堡半球實驗：利用抽氣閥將兩個半球內的空氣抽出，讓學生觀察活動中發生什麼現象（如下圖）。

教師提問

1. 為什麼半球在抽掉空氣後就拉不開了？Why can’t it be separated after the air is evacuated?

2. 你有沒有遇過很難打開的罐子或瓶子？ What made it so difficult to open?

 💡 這時讓學生分享他們的相關經驗，並記錄下想進一步探究的問題。

3. 是什麼原因把兩個半球吸在一起呢？What is the reason that the two hemispheres are sucked together?

 💡 這個問題可以連結學生暨有知識，並引導他們做出假設。即使學生不知道答案，也鼓勵他們分享想法。

4. 如果我們把半球裡面的空氣抽掉，會發生什麼事？ What will happen if we remove the air from the hemispheres?

探索（Exploration）

準備一個玻璃瓶和一個稍小的氣球。將氣球套在瓶口，然後將瓶子放入熱水與冷水中（如下圖）。觀察氣球有什麼變化，水的溫度如何影響氣球的大小？

（圖片出自臺北市雙語自然自編教材）

 💡 此時，鼓勵學生先用中文完整表達想法，再逐步翻譯成英文。

解釋（Explanation）

物質是由微小的粒子組成的，這些粒子並不是靜止的，而是會不停地運動。當物質加熱時，粒子的運動速度會增加，當粒子的運動變得更劇烈時，碰撞機會變大，它們之間的距離也會變大，這就使得物體的體積增大，物質膨脹。

精緻延伸（Elaboration）

情境連結：你是否曾經有打不開味增湯碗的情形呢？引導學生思考，當熱味噌湯放入碗中，冷卻後碗內發生了什麼變化？

教師提問

1. 碗內的空氣是變多還是變少？Does the air inside the bowl increase or decrease?

2. 溫度下降，碗內空氣粒子的撞擊程度有改變嗎？ When the temperature drops, does the collision intensity of the air particles inside the bowl change?

3. 撞擊程度和碗內壓力有什麼關係呢？What is the relationship between the collision intensity and the pressure inside the bowl?

評鑑（Evaluation）

引用圖像式視覺模板，讓學生解釋熱味噌湯碗打不開的原因，範例如下：

由上方可見，透過圖像式視覺模板可以引導學生將想法按照一定的邏輯關係組織起來，形成有條理的結構。例如，學生可以在學習大氣壓力及熱漲冷縮概念後，將這些概念與實驗步驟、觀察結果組織起來，此外，學生也可以反思學習過程，分享他們的發現、挑戰和解決方法。

結論

總之，一起來運用圖表畫畫吧！因為它可以將學生抽象的思考過程具體化、幫助學生釐清邏輯、組織想法，使思考過程變得「親切可見」。下篇文章有更多有趣的分享，千萬別錯過！

參考文獻：

紀雅芳、溫媺純 (2008)。5E 學習環融入數學探究教學對國中生學習動機之影響，台灣數學教師電子期刊，13，1-12。

（內容圖片皆由作者授權使用）（封面出自 Freepik）

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作者簡介 | 郭青鵬

• 台北市蘭雅國中資優班教師
• 台北市雙語輔導團員
• 台北市雙語自然教材審查教師

作者簡介 | 陳佩雯

• 台北市文昌國小主任
• 台北市雙語輔導團員及自然輔導團員
• 台北市雙語自然教材主編

參考文獻：

紀雅芳、溫媺純 (2008)。5E 學習環融入數學探究教學對國中生學習動機之影響，台灣數學教師電子期刊，13，1-12。