POE策略在生物學(xué)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

張永香

(寧夏銀川市賀蘭縣第一中學(xué) 銀川 750200)

隨著時(shí)代的發(fā)展，以學(xué)生為中心的教學(xué)理念正在被廣泛地運(yùn)用到教學(xué)中去。傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和方法存在著諸多弊端。1992年，White和Gunstone在“觀察滲透”理論哲學(xué)觀念、建構(gòu)主義、概念的轉(zhuǎn)變和“前概念”的基礎(chǔ)上正式提出了POE(預(yù)測(cè)—觀察—解釋)教學(xué)策略。筆者以“檢測(cè)生物組織中的還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪”為課題，進(jìn)行了POE策略的實(shí)驗(yàn)教學(xué)嘗試。

1 POE演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本流程

1.1 預(yù)測(cè) 教師介紹將要做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生獨(dú)立自主地預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分組討論各自的理由，并作相應(yīng)的記錄。

1.2 觀察 教師或?qū)W生代表完成演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生記錄下觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.3 解釋 創(chuàng)造一個(gè)“交流討論會(huì)”，學(xué)生修改、完善自己的預(yù)測(cè)，并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測(cè)之間存在差別的原因。最后學(xué)生和教師進(jìn)行分析、總結(jié)。流程如圖1所示：

圖1 POE演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本流程

2 POE策略下演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例

“檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、蛋白質(zhì)和脂肪”實(shí)驗(yàn)是學(xué)生邁進(jìn)高中接觸的第一個(gè)生化檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槭堑谝淮谓佑|類(lèi)似實(shí)驗(yàn)方法，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生會(huì)遇到較多的困難。嘗試通過(guò)POE策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)，在學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上解決部分問(wèn)題，提高實(shí)驗(yàn)效果。

2.1 預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn) 教師講解實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，要求學(xué)生做出相應(yīng)的預(yù)測(cè)。

學(xué)生從老師提供的實(shí)驗(yàn)材料中選擇幾種，預(yù)測(cè)其中含有哪些有機(jī)化合物，再選擇所需要的儀器和試劑。設(shè)計(jì)記錄表格，記錄預(yù)測(cè)結(jié)果。

成分待測(cè)樣品 還原糖蛋白質(zhì)脂肪? #

(注： *處填寫(xiě)預(yù)測(cè)結(jié)果；#處填寫(xiě)實(shí)測(cè)結(jié)果)

這一階段，為了充分暴露學(xué)生各種各樣的前概念，教師應(yīng)全面了解學(xué)生的已有知識(shí)，準(zhǔn)確把握學(xué)生的前概念，為課前實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和課堂上學(xué)生的認(rèn)知沖突、概念轉(zhuǎn)變提供依據(jù)。

2.2 觀察階段 要求學(xué)生仔細(xì)觀察教師的實(shí)驗(yàn)演示過(guò)程，并思考。

(1) 教師的演示 教師演示還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪的鑒定過(guò)程，尤其是顯色反應(yīng)。

(2) 認(rèn)知沖突 教師假設(shè)對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)條件和材料等的改變，要求學(xué)生預(yù)測(cè)改變后可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在小組內(nèi)開(kāi)展討論并記錄： 如還原糖鑒定中，去掉加熱的步驟會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？是否可將蘋(píng)果汁換成冰糖水和西瓜汁？教師根據(jù)問(wèn)題做演示，學(xué)生觀察實(shí)際結(jié)果并與自己小組的預(yù)測(cè)對(duì)比。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和學(xué)生自己的預(yù)測(cè)有明顯差異時(shí)，學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，思維和學(xué)習(xí)情緒達(dá)到新的興奮點(diǎn)，求知欲望強(qiáng)烈。此時(shí)，學(xué)生的認(rèn)知處于“不平衡”狀態(tài)，為“新平衡”的形成打下基礎(chǔ)，為解釋階段做好沖刺的準(zhǔn)備。

2.3 解釋階段 學(xué)生通過(guò)交流，反思自己的認(rèn)知，對(duì)觀察到的現(xiàn)象作出自己的解釋并相互交流，最后和教師進(jìn)行分析和總結(jié)。

(1) 還原糖的鑒定 蘋(píng)果樣液與斐林試劑反應(yīng)后生成磚紅色沉淀，證明蘋(píng)果中含有機(jī)化合物還原糖。通過(guò)觀察、交流討論，學(xué)生產(chǎn)生新的認(rèn)知平衡： ①斐林試劑的使用： 甲、乙液必須混合均勻，現(xiàn)配現(xiàn)用；②水浴加熱；③有顏色的實(shí)驗(yàn)材料會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果；④常見(jiàn)還原糖： 葡萄糖、麥芽糖、果糖；冰糖、白糖、紅糖中的糖都是非還原糖蔗糖；西瓜中的是還原糖果糖。

(2) 蛋白質(zhì)的鑒定 豆?jié){與雙縮脲試劑反應(yīng)后生成紫色，證明豆?jié){中含有機(jī)化合物蛋白質(zhì)。學(xué)生產(chǎn)生新的認(rèn)知平衡： ①液體飲料標(biāo)注的成分不一定與實(shí)際成分相符；②雙縮脲試劑的使用： 先A液后B液(A液： 質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液；B液： 質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液)。

(3) 脂肪酸鑒定 花生子葉被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色，說(shuō)明花生種子中含有機(jī)化合物脂肪。

這一階段學(xué)生極力想恢復(fù)第二階段認(rèn)知沖突引發(fā)的認(rèn)知不平衡，有很強(qiáng)的求知欲，教師應(yīng)當(dāng)創(chuàng)造民主輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生放開(kāi)思維、暢所欲言、挖掘本質(zhì)，并恰當(dāng)?shù)亟o予引導(dǎo)、評(píng)價(jià)和總結(jié)。學(xué)生通過(guò)研究分析找到了現(xiàn)象的本質(zhì)，深入認(rèn)識(shí)到從日常觀察和經(jīng)驗(yàn)得到的認(rèn)識(shí)是有局限性的，需要通過(guò)科學(xué)的驗(yàn)證分析才能得到事物的本質(zhì)。

3 教學(xué)反思

本文通過(guò)案例“生物組織中還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪的檢測(cè)”，介紹了POE策略在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。其最大的特點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)了解釋階段的理由描述，讓學(xué)生更深入地挖掘自己真正的想法，并清晰地表達(dá)出來(lái)，便于教師掌握學(xué)生的前概念。POE策略的實(shí)質(zhì)是通過(guò)預(yù)測(cè)暴露學(xué)生的前概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示使學(xué)生的認(rèn)知發(fā)生沖突，通過(guò)討論最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變，這符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，有效地提高了演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，有助于學(xué)生在原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行概念建構(gòu)和性質(zhì)的學(xué)習(xí)。

但是通過(guò)本次嘗試發(fā)現(xiàn)，POE策略并不一定能夠很大程度地提高學(xué)生獲得知識(shí)的程度，因?yàn)槠鋵?shí)施的過(guò)程與很多因素有關(guān)，如教學(xué)環(huán)境、教師的科學(xué)引導(dǎo)等，最大的影響因素在于學(xué)生討論的發(fā)揮，這個(gè)也是POE策略的關(guān)鍵，一般要在課堂上完全發(fā)掘和引導(dǎo)學(xué)生的討論是一件有挑戰(zhàn)性的事情，對(duì)于教師的引導(dǎo)和學(xué)生的層次都有不同的要求。

結(jié)合實(shí)際情況，筆者認(rèn)為： 在POE教學(xué)后，教師應(yīng)給學(xué)生充分的時(shí)間自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)和認(rèn)知發(fā)展聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)習(xí)成為既動(dòng)手又動(dòng)腦的過(guò)程。