POE策略在初中生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用

奚天雪

摘 要 在探究蚯蚓適應(yīng)土壤中生活的特征過程中，巧妙運用POE策略，發(fā)展學(xué)生在探究性實驗中的科學(xué)思維，優(yōu)化演示實驗效果，從而幫助學(xué)生更好地構(gòu)建科學(xué)概念。

關(guān)鍵詞 POE策略 實驗教學(xué) 蚯蚓 概念

預(yù)測一觀察一解釋（Predict-Observe-Explain，POE）是在探查學(xué)生已有認知的基礎(chǔ)上提出的，滲透有建構(gòu)主義、觀察滲透理論哲學(xué)觀念、前概念和概念轉(zhuǎn)變等教育教學(xué)理論，是一種新型的基于現(xiàn)代教育研究的教學(xué)策略。運用POE策略進行教學(xué)時，教師首先提供問題情境和提示信息，促進學(xué)生通過前科學(xué)概念預(yù)測可能的發(fā)展和變化;然后，學(xué)生觀察與記錄實際的發(fā)展與變化;最后，學(xué)生通過討論交流來解釋觀察現(xiàn)象，并解釋預(yù)測結(jié)果與觀察結(jié)果的一致性或差異性。

蘇科版《生物學(xué)》中“探究蚯蚓適應(yīng)土壤中生活的特征”為第二課時，以“蚯蚓適應(yīng)土壤中生活的特征”為主，“蚯蚓與人類的關(guān)系”為輔，以“特征”知識為基礎(chǔ)來理解“關(guān)系”，在探究能力上對學(xué)生有更高的要求，旨在提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，發(fā)展科學(xué)思維。學(xué)生通過學(xué)習(xí)已具備一定的觀察能力和探究技能，且生活中已認識蚯蚓并有強烈的探究欲。但是，由于缺乏細致的觀察和探究，學(xué)生對蚯蚓的適應(yīng)性特征缺乏全面系統(tǒng)的認識。

下面以“探究蚯蚓適應(yīng)土壤中生活的特征”為例，運用POE教學(xué)策略，進行課堂實驗教學(xué)的優(yōu)化。

1 預(yù)測

I.I 創(chuàng)設(shè)情境

教師提供在三種土壤中（潮濕疏松富含有機物土壤、一般土壤、植被破壞干旱土壤）每畝地蚯蚓數(shù)量的數(shù)據(jù)資料，提問：蚯蚓喜歡生活在怎樣的土壤環(huán)境中？學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析，結(jié)合已有經(jīng)驗，說出蚯蚓喜歡生活在潮濕、疏松、富含有機物的土壤中。教師繼續(xù)提問：生活在土壤中的蚯蚓有何適應(yīng)性的特征呢？

1.2 預(yù)測提示

教師提供學(xué)習(xí)單，展示實驗任務(wù)。

分組實驗一：看一看、摸一摸蚯蚓。學(xué)生肉眼觀察并借助放大鏡觀察蚯蚓的體形、體色和體表結(jié)構(gòu)，區(qū)分蚯蚓的前后端，并記錄觀察結(jié)果。教師提問：用手指在蚯蚓的體表輕輕觸摸有什么感覺？來回撫摸蚯蚓的腹面有什么感覺？為什么？

演示實驗：觀察蚯蚓的運動。教師提問：光滑和粗糙兩種表面，哪種表面比較適合蚯蚓的運動呢？為什么？

分組實驗二：探究蚯蚓對外界刺激做出的反應(yīng)。用玻璃棒分別輕觸碰蚯蚓身體的前端、中端和后端，觀察蚯蚓的反應(yīng)。

1.3 學(xué)生預(yù)測

分組實驗一：看一看、摸一摸蚯蚓。根據(jù)生活觀察的經(jīng)驗，學(xué)生能描述蚯蚓長圓柱形的體形，顏色呈現(xiàn)暗紅色或者灰黑色，體表“一圈一圈的”（環(huán)狀體節(jié)），向前運動的一段是前端（前端有口和環(huán)帶）。部分學(xué)生曾摸過蚯蚓，感受過濕潤、黏滑的感覺，個別學(xué)生曾讓蚯蚓在手心爬過，有癢癢的感覺，預(yù)測蚯蚓的腹面有“刺刺”的特殊結(jié)構(gòu)（剛毛）。

演示實驗：觀察蚯蚓的運動。在光滑的地面上，學(xué)生根據(jù)滑出一定距離的體驗，預(yù)測蚯蚓在光滑的表面蚯蚓的“滑”出距離。

分組實驗二：探究蚯蚓對外界刺激做出的反應(yīng)。通過對生物基本特征的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠說出生物對外界環(huán)境能做出反應(yīng)。參考人的特征，學(xué)生進一步預(yù)測，蚯蚓的“頭部”（前端）對外界刺激更敏感。

1.4 教師分析

分組實驗一前，有過生活經(jīng)驗的學(xué)生能夠有效預(yù)測，但是個別學(xué)生對蚯蚓知之甚少，沒有預(yù)測的根據(jù)，這樣更加激發(fā)了他們實驗探究的興趣。演示實驗前，學(xué)生結(jié)合自身生活體驗，進行有根據(jù)的預(yù)測，但是也暴露了知識關(guān)聯(lián)的偏差，暴露了有問題的前科學(xué)概念，預(yù)測結(jié)果和實際結(jié)果將出現(xiàn)矛盾，在沖突中學(xué)生能夠更好地構(gòu)建科學(xué)概念。分組實驗二前，學(xué)生通過已有知識能夠說出蚯蚓對觸碰刺激的反應(yīng)，習(xí)慣性地認為前端的反應(yīng)一定是靈敏的，但還需要進行觀察和實驗，提供事實和證據(jù)驗證。

2 觀察

做出預(yù)測后，教師為學(xué)生提供機會，學(xué)生分組實驗，通過親自觀察，獲得感性認識，觀察變化和現(xiàn)象，在頭腦中與原有的預(yù)測進行比較分析，幫助思維能力的培養(yǎng)。

在分組實驗一中，教師選用威廉環(huán)毛蚓（一般體長90-250 mm，便于觀察）作為實驗材料，要求學(xué)生用肉眼觀察蚯蚓的體形、體色和體表結(jié)構(gòu)，鼓勵學(xué)生借助放大鏡進一步細致觀察，使學(xué)生能夠全面觀察獲得比較完整的觀察結(jié)果。在摸一摸環(huán)節(jié)中，用輕輕觸摸蚯蚓表面、讓蚯蚓在手心里爬和來回撫摸等不同的方式，學(xué)生獲得有差別的體驗。該過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生對觀察的現(xiàn)象進行語言描述，通過即時的問題和提醒引發(fā)學(xué)生進一步觀察。

觀察蚯蚓的運動教學(xué)中，教師提前準備演示實驗并錄制成視頻。選擇常用的黑板貼作為材料（一面光滑一面粗糙），將兩塊黑板貼緊貼平放（光面在前），用兩根玻璃棒固定蚯蚓的運動軌跡，下面擺放好長尺。選擇5條赤子愛勝蚓，分別測量其在光面和糙面運動5 cm所用的時間。學(xué)生仔細觀察并在表格中記錄5組時間數(shù)據(jù)，計算平均值。

在分組實驗二中，學(xué)生用玻璃棒或者手輕輕觸摸威廉環(huán)毛蚓的不同部位，觀察并記錄蚯蚓的反應(yīng)。為獲得準確的實驗結(jié)果，教師指導(dǎo)學(xué)生用3條以上的蚯蚓分別實驗并觀察，觸碰可以是一種刺激，當然也可以嘗試其他的刺激，如干濕刺激、光刺激。教師通過實驗前后對比圖，演示蚯蚓對干濕刺激的反應(yīng)。在解剖盤中均勻放入適量干燥的土壤，在左側(cè)土壤中噴灑適量水分保證濕潤，立即在干濕交接處放入10條赤子愛勝蚓，每隔5 min拍照記錄。教師指導(dǎo)學(xué)生觀察演示圖片，描述現(xiàn)象并思考。另外，可鼓勵學(xué)生課后自主實驗，探究蚯蚓對光刺激的反應(yīng)。

3 解釋

在得到實際觀察結(jié)果后，教師引導(dǎo)學(xué)生對比預(yù)測結(jié)果和觀察結(jié)果，判斷兩者是否一致。如果一致，則能有效加深概念理解，提供有效的事實證據(jù);如果不一致，則創(chuàng)造了有效的認知沖突，激發(fā)學(xué)生求知欲和探究欲，幫助概念轉(zhuǎn)變。

教師提出問題：光滑和粗糙兩種表面，哪種表面比較適合蚯蚓的運動？學(xué)生在觀察演示實驗視頻時，發(fā)現(xiàn)5條赤子愛勝蚓在光滑表面上運動5 cm上平均耗時14.6 s，而在粗糙表面運動需8.8 s。教師引導(dǎo)學(xué)生說出蚯蚓適合在粗糙的表面上運動的結(jié)論，與預(yù)測結(jié)果有矛盾。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，通過生活體驗提出的預(yù)測有偏差。這時，教師也可從生活體驗入手幫助學(xué)生糾正，以光滑的地面上很滑也往往會打滑，短跑運動員穿釘鞋跑步等生活實例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會解釋現(xiàn)象。

教師繼續(xù)提出問題：蚯蚓哪部分對外界的刺激比較敏感？因為觸碰力道等多方面原因，學(xué)生開始對第一條威廉環(huán)毛蚓進行實驗時，出現(xiàn)蚯蚓尾部觸碰后反應(yīng)激烈的現(xiàn)象，組間交流后有矛盾。這時，各小組團結(jié)合作，教師引導(dǎo)各小組討論，最終一致同意再對其他威廉環(huán)毛蚓進行平行重復(fù)實驗，避免操作不當帶來的實驗偏差。在統(tǒng)計多組觀察結(jié)果后，小組內(nèi)嘗試解釋可靠的實驗結(jié)果，并解釋偏差現(xiàn)象的可能原因，有利于進一步改進實驗，發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維。

4 教學(xué)反思

POE策略在探究實驗和演示實驗中都有極好的運用價值。相比于傳統(tǒng)的DOE策略（演示一觀察一解釋策略），POE策略能夠充分調(diào)動學(xué)生的探宄欲和求知欲，當實際結(jié)果和預(yù)測結(jié)果出現(xiàn)偏差時，認知沖突和矛盾能夠幫助學(xué)生重新構(gòu)建科學(xué)概念，糾正錯誤經(jīng)驗。新課標倡導(dǎo)的“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”和“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的教學(xué)理念，在實驗中得到實踐，充分發(fā)揮了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究實驗?zāi)芰Α?/p>

參考文獻：

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