用POE策略進(jìn)行概念教學(xué)

貢青

摘 要：以POE教學(xué)策略進(jìn)行穩(wěn)態(tài)的概念教學(xué)，充分利用學(xué)生的前概念、實(shí)驗(yàn)操作與觀察，逐層設(shè)疑步步緊扣，幫助學(xué)生構(gòu)建概念.

關(guān)鍵詞：POE;概念教學(xué);高中生物

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2020）12-0095-02

概念教學(xué)是高中生物教學(xué)的重要要求.建構(gòu)主義認(rèn)為，概念教學(xué)能否順利達(dá)成與學(xué)生的前概念有著密切的關(guān)系.基于前概念、概念轉(zhuǎn)變、建構(gòu)主義等理論，1992年Gunstone等通過(guò)探究學(xué)生理解科學(xué)的研究方法，提出了POE教學(xué)策略，即predict（預(yù)測(cè)）—observe（觀察）—explain（解釋）.

實(shí)驗(yàn)“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”是幫助學(xué)生理解核心概念“生命個(gè)體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一共同完成復(fù)雜的生命活動(dòng)，并通過(guò)一定的調(diào)節(jié)機(jī)制保持穩(wěn)態(tài)”的重要組成.通過(guò)前面知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)本節(jié)知識(shí)形成了一定的前概念，這些前概念是否正確有待檢驗(yàn).運(yùn)用POE策略進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既能讓學(xué)生嘗試使用pH傳感器等優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，又能檢測(cè)學(xué)生對(duì)于穩(wěn)態(tài)概念的掌握.

一、預(yù)測(cè)

predict（預(yù)測(cè)）：教師給出一個(gè)教學(xué)情境或問(wèn)題，學(xué)生根據(jù)自己已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)預(yù)測(cè)最終會(huì)有何種現(xiàn)象或是結(jié)果.

學(xué)生學(xué)習(xí)完“細(xì)胞生活的環(huán)境”對(duì)“細(xì)胞外液的酸堿度”等有了一定了解，但對(duì)生物體如何維持酸堿度還不清楚.教師給出情境：人體“酸堿體質(zhì)說(shuō)”是一條流傳甚廣的“理論”，其認(rèn)為人類的大部分疾病都是由“酸堿體質(zhì)”造成的，農(nóng)夫山泉，螺旋藻等都炒作過(guò)自身的“弱堿性”.你贊同正常人體是弱堿性的說(shuō)法嗎？有學(xué)生說(shuō)贊同，因?yàn)檫@些大商家不會(huì)無(wú)的放矢，且前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了“人血漿pH為7.35～7.45”，確實(shí)是呈弱堿性;有學(xué)生說(shuō)不贊同，因?yàn)檠獫{pH維持在7.35～7.45，而胃酸的pH在1～2.雖然學(xué)生的觀點(diǎn)不一，但都提到了人血漿pH為7.35～7.45.生物體進(jìn)行生命活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一些酸、堿性物質(zhì)進(jìn)入到血漿中，會(huì)大幅改變血漿pH嗎？雞血漿與人血漿pH接近，若是以雞血做實(shí)驗(yàn)，向雞血漿中加入酸或堿，雞血漿pH會(huì)大幅改變嗎？學(xué)生仍分成了兩組，一組預(yù)測(cè)會(huì)大幅變動(dòng)，這正符合“酸、堿性體質(zhì)”的說(shuō)法;另一組預(yù)測(cè)不會(huì)，因?yàn)檠獫{能夠調(diào)節(jié)，使pH維持在7.35～7.45.

在實(shí)驗(yàn)前利用學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，充分暴露出學(xué)生各自的前概念和對(duì)穩(wěn)態(tài)概念的理解，也激發(fā)了學(xué)生對(duì)于“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”實(shí)驗(yàn)的期待.教師也能夠更好了解學(xué)生的前概念，針對(duì)學(xué)生呈現(xiàn)出的問(wèn)題，改進(jìn)教學(xué)思路，構(gòu)建認(rèn)知沖突，在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變，構(gòu)建正確的穩(wěn)態(tài)概念.

二、觀察

observe（觀察）：教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生進(jìn)行觀察，或是學(xué)生操作試驗(yàn)，觀察整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果，并記錄.

學(xué)生以4人為一小組，利用所給儀器與提示，設(shè)計(jì)“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”實(shí)驗(yàn)并畫(huà)出簡(jiǎn)要裝置圖.教師演示如何用pH傳感器和無(wú)線顯示模塊測(cè)定溶液pH.

實(shí)驗(yàn)材料：雞血血漿、蒸餾水、神秘溶液、0.1mol/L HCl、0.1mol/L NaOH、試管、滴管、量筒、燒杯、pH傳感器等.

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（可以畫(huà)出簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)裝置圖）：

實(shí)驗(yàn)組1：取3支試管，標(biāo)記A1、B1、C1.在A1試管中先加入5mL雞血血漿，先用pH傳感器和無(wú)線顯示模塊測(cè)定pH，再依次滴加5、10、15、20、25、30滴蒸餾水，每次滴加完搖勻，再用pH傳感器和無(wú)線顯示模塊測(cè)定pH.請(qǐng)畫(huà)出B1、C1試管操作示意圖.

實(shí)驗(yàn)組2：取3支試管，標(biāo)記A2、B2、C2.在A2試管中先加入5mL神秘溶液，先用pH傳感器和無(wú)線顯示模塊測(cè)定pH，再依次滴加5、10、15、20、25、30滴蒸餾水，每次滴加完搖勻，再用pH傳感器和無(wú)線顯示模塊測(cè)定pH.請(qǐng)畫(huà)出B2、C2試管操作示意圖.

對(duì)照組：請(qǐng)畫(huà)出對(duì)照組實(shí)驗(yàn)操作示意圖.

在小組討論完畢后，請(qǐng)小組代表實(shí)物投影展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要裝置圖，說(shuō)出實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量和自變量，在互動(dòng)討論中幫助學(xué)生進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)方案.

學(xué)生根據(jù)已經(jīng)完善好的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，設(shè)計(jì)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

為了便于比較，教師可以啟發(fā)學(xué)生將收集到的數(shù)據(jù)以圖表等形式展示出來(lái).

三、解釋

explain（解釋）：全班學(xué)生或小組內(nèi)學(xué)生就實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測(cè)的不一致進(jìn)行討論分析，查找原因.

前概念的不一樣帶來(lái)預(yù)測(cè)的多樣性，但相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作帶來(lái)相同的結(jié)果.當(dāng)有學(xué)生的預(yù)測(cè)與結(jié)果不一致時(shí)便產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，此時(shí)教師要抓住機(jī)會(huì)，幫助學(xué)生展開(kāi)概念轉(zhuǎn)化.

學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)成果，教師以問(wèn)題的形式引導(dǎo)學(xué)生做進(jìn)一步的思考.

設(shè)疑1：人真的有酸性體質(zhì)和堿性體質(zhì)之分嗎？

教師舉例不同體液的pH，如血漿pH在7.35～7.45，胃酸pH在1～2.學(xué)生根據(jù)所給資料得出結(jié)論，不同的體液具有不同的pH，所以此說(shuō)法是錯(cuò)誤的.

設(shè)疑2：血漿pH呈弱堿性，當(dāng)代謝產(chǎn)生的酸、堿進(jìn)入血漿后，會(huì)大幅改變血漿的pH嗎？說(shuō)出你的理由.

學(xué)生以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明，向蒸餾水加入HCl或NaOH后，溶液的pH有較大的改變;向雞血血漿中加入HCl或NaOH，溶液pH并未出現(xiàn)較大改變.所以不贊成此說(shuō)法.

設(shè)疑3：為什么蒸餾水加入HCl或NaOH會(huì)大幅改變pH，而血漿加入HCl或NaOH不明顯改變pH？血漿為什么具有這樣的功能？

學(xué)生在思考沒(méi)有頭緒時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)組2，其現(xiàn)象是什么.學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組2的神秘溶液在加入不同數(shù)量的HCl或NaOH后，pH并未明顯改變，如實(shí)驗(yàn)組1一樣.此時(shí)向?qū)W生揭秘，神秘溶液是由Na2HPO4、KH2PO4等配制而成的緩沖溶液.給學(xué)生搭建一個(gè)認(rèn)知梯子，學(xué)生再回答之前的問(wèn)題就舉重若輕了：可能在血漿中存在類似緩沖溶液的物質(zhì).教師總結(jié)，科學(xué)家的研究表明，確實(shí)如同學(xué)們推論出的一樣，在血漿中存在緩沖溶液.

四、教學(xué)反思

使用POE進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的前概念與實(shí)際觀察形成認(rèn)知沖突，在激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情的同時(shí)也幫助其實(shí)現(xiàn)了概念的轉(zhuǎn)變，自主構(gòu)建概念，加深了對(duì)“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”理解.在本節(jié)內(nèi)容中，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理，有利于學(xué)生生物學(xué)科學(xué)探究素養(yǎng)的養(yǎng)成.

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[責(zé)任編輯：季春陽(yáng)]