用POE策略進行概念教學

貢青

摘 要：以POE教學策略進行穩態的概念教學，充分利用學生的前概念、實驗操作與觀察，逐層設疑步步緊扣，幫助學生構建概念.

關鍵詞：POE;概念教學;高中生物

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2020）12-0095-02

概念教學是高中生物教學的重要要求.建構主義認為，概念教學能否順利達成與學生的前概念有著密切的關系.基于前概念、概念轉變、建構主義等理論，1992年Gunstone等通過探究學生理解科學的研究方法，提出了POE教學策略，即predict（預測）—observe（觀察）—explain（解釋）.

實驗“生物體維持pH穩定的機制”是幫助學生理解核心概念“生命個體的結構與功能相適應，各結構協調統一共同完成復雜的生命活動，并通過一定的調節機制保持穩態”的重要組成.通過前面知識的學習，學生已經對本節知識形成了一定的前概念，這些前概念是否正確有待檢驗.運用POE策略進行本實驗教學，既能讓學生嘗試使用pH傳感器等優化實驗方案，又能檢測學生對于穩態概念的掌握.

一、預測

predict（預測）：教師給出一個教學情境或問題，學生根據自己已有的經驗和知識預測最終會有何種現象或是結果.

學生學習完“細胞生活的環境”對“細胞外液的酸堿度”等有了一定了解，但對生物體如何維持酸堿度還不清楚.教師給出情境：人體“酸堿體質說”是一條流傳甚廣的“理論”，其認為人類的大部分疾病都是由“酸堿體質”造成的，農夫山泉，螺旋藻等都炒作過自身的“弱堿性”.你贊同正常人體是弱堿性的說法嗎？有學生說贊同，因為這些大商家不會無的放矢，且前面已經學習了“人血漿pH為7.35～7.45”，確實是呈弱堿性;有學生說不贊同，因為血漿pH維持在7.35～7.45，而胃酸的pH在1～2.雖然學生的觀點不一，但都提到了人血漿pH為7.35～7.45.生物體進行生命活動會產生一些酸、堿性物質進入到血漿中，會大幅改變血漿pH嗎？雞血漿與人血漿pH接近，若是以雞血做實驗，向雞血漿中加入酸或堿，雞血漿pH會大幅改變嗎？學生仍分成了兩組，一組預測會大幅變動，這正符合“酸、堿性體質”的說法;另一組預測不會，因為血漿能夠調節，使pH維持在7.35～7.45.

在實驗前利用學生已經掌握的知識進行預測，充分暴露出學生各自的前概念和對穩態概念的理解，也激發了學生對于“生物體維持pH穩定的機制”實驗的期待.教師也能夠更好了解學生的前概念，針對學生呈現出的問題，改進教學思路，構建認知沖突，在學生的最近發展區內進行概念轉變，構建正確的穩態概念.

二、觀察

observe（觀察）：教師進行實驗演示，學生進行觀察，或是學生操作試驗，觀察整個實驗過程及結果，并記錄.

學生以4人為一小組，利用所給儀器與提示，設計“生物體維持pH穩定的機制”實驗并畫出簡要裝置圖.教師演示如何用pH傳感器和無線顯示模塊測定溶液pH.

實驗材料：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.

實驗設計（可以畫出簡要實驗裝置圖）：

實驗組1：取3支試管，標記A1、B1、C1.在A1試管中先加入5mL雞血血漿，先用pH傳感器和無線顯示模塊測定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傳感器和無線顯示模塊測定pH.請畫出B1、C1試管操作示意圖.

實驗組2：取3支試管，標記A2、B2、C2.在A2試管中先加入5mL神秘溶液，先用pH傳感器和無線顯示模塊測定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傳感器和無線顯示模塊測定pH.請畫出B2、C2試管操作示意圖.

對照組：請畫出對照組實驗操作示意圖.

在小組討論完畢后，請小組代表實物投影展示實驗設計及簡要裝置圖，說出實驗的無關變量和自變量，在互動討論中幫助學生進一步完善實驗方案.

學生根據已經完善好的實驗步驟進行操作，設計表格，記錄實驗數據.

為了便于比較，教師可以啟發學生將收集到的數據以圖表等形式展示出來.

三、解釋

explain（解釋）：全班學生或小組內學生就實驗現象與預測的不一致進行討論分析，查找原因.

前概念的不一樣帶來預測的多樣性，但相同的實驗設計操作帶來相同的結果.當有學生的預測與結果不一致時便產生了認知沖突，此時教師要抓住機會，幫助學生展開概念轉化.

學生展示實驗成果，教師以問題的形式引導學生做進一步的思考.

設疑1：人真的有酸性體質和堿性體質之分嗎？

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.學生根據所給資料得出結論，不同的體液具有不同的pH，所以此說法是錯誤的.

設疑2：血漿pH呈弱堿性，當代謝產生的酸、堿進入血漿后，會大幅改變血漿的pH嗎？說出你的理由.

學生以實驗現象說明，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并未出現較大改變.所以不贊成此說法.

設疑3：為什么蒸餾水加入HCl或NaOH會大幅改變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？

學生在思考沒有頭緒時，引導學生關注實驗組2，其現象是什么.學生發現實驗組2的神秘溶液在加入不同數量的HCl或NaOH后，pH并未明顯改變，如實驗組1一樣.此時向學生揭秘，神秘溶液是由Na2HPO4、KH2PO4等配制而成的緩沖溶液.給學生搭建一個認知梯子，學生再回答之前的問題就舉重若輕了：可能在血漿中存在類似緩沖溶液的物質.教師總結，科學家的研究表明，確實如同學們推論出的一樣，在血漿中存在緩沖溶液.

四、教學反思

使用POE進行教學，學生的前概念與實際觀察形成認知沖突，在激發其學習熱情的同時也幫助其實現了概念的轉變，自主構建概念，加深了對“生物體維持pH穩定的機制”理解.在本節內容中，教師引導學生對實驗設計的改進、實驗結果的處理，有利于學生生物學科學探究素養的養成.

參考文獻：

[1]羅瑩，張墨雨.科學概念轉變教學的新視野與新思路[J].教育學報，2018（2）：49-54.

[2]陳施.學科核心素養背景下的高三生物學復習教學實踐[J].福建基礎教育研究，2018（11）：130-131.

[責任編輯：季春陽]