初中物理課堂演示實驗“POE”教學策略初探

牛林

實驗是物理學的重要組成部分，是落實物理課程目標，全面提高學生科學素養(yǎng)的重要途徑。新課程標準強調(diào)實驗在教學中的地位，建議在教學中突出實驗的特點，發(fā)揮演示實驗促進思維發(fā)展的重要作用。 ? ? ??

一、什么是“POE”教學策略

教師在做演示實驗時，由于實驗的操作者是教師，學生的主要任務是觀察和思考。因此，教師應注意引導學生觀察實驗現(xiàn)象，啟發(fā)學生對實驗現(xiàn)象所說明的問題進行積極思考和交流。傳統(tǒng)的演示策略是教師演示，學生觀察，然后教師講解 ，可以簡稱為“演示—觀察—解釋”（demonstrate-observe-explain，縮寫為DOE ）。但這種策略忽略了學生潛在或隱藏的一些錯誤認識，而這些問題并沒有在演示實驗之后得到根本的解決，依然會影響學生后面的學習效果。

那么，如何有效實現(xiàn)和提高演示實驗的教學效果呢？基于演示實驗的教學原則，我們提出“預測—觀察—解釋 ”（predict-observe-explain，縮寫為 POE）的教學策略。演示策略大致分為預測、觀察、解釋三個階段，預測是在做實驗前，讓學生預測實驗進行時出現(xiàn)的現(xiàn)象，并記錄下來;觀察是在學生預測并加以解釋后，教師演示實驗，學生觀察實驗;解釋是學生對預測與觀察進行討論。

二、“POE”教學策略的優(yōu)勢是什么

POE 是一種新型的基于現(xiàn)代教育研究基礎上的演示策略，這種演示策略的教學效果與傳統(tǒng)的演示策略相比，具有明顯的優(yōu)越性。

解讀POE演示策略，可以促進演示實驗和探究教學的開展，為有效地實施科學教學提供啟示。通過預測、觀察和解釋讓學生自由地表達他們的前概念，造成認知沖突，學生在與環(huán)境、教師和其他學生相互作用的過程中實現(xiàn)概念轉變。POE教學策略的實質(zhì)是通過預測，暴露學生的前概念，通過實驗演示使學生的認知發(fā)生沖突，通過討論最終實現(xiàn)學生的概念轉變，這符合學生的認知發(fā)展規(guī)律，它不僅對演示實驗的教學具有指導作用，而且對以實驗為特色的科學教學也具有啟示作用。按照POE教學策略的要求，在教學中，教師要能準確把握學生的前概念，設計系統(tǒng)化生態(tài)化的實驗，創(chuàng)設民主、寬松的學習氛圍和環(huán)境，展示科學邏輯的合理性。

三、列舉基于POE教學策略的物理實驗教學設計案例

在對“POE”教學策略的學習和理解的基礎上，我們嘗試在課堂中進行實際探索。在探索的過程中，體會該環(huán)節(jié)的加入對整節(jié)課所發(fā)揮的作用，感受學生的思維變化過程。

該預測環(huán)節(jié)的加入，使我們有了如下收獲：

a. 暴露出學生之前的認知錯誤。

例如：大部分學生認為蘋果在水中應該是下沉的。

b. 學生觀察實驗時更認真。

學生們的預測有時會存在爭議，因此在實驗過程中都想看看是別人的預測正確還是自己的預測正確，對實驗的關注度必然提升。

c. 引出爭議，發(fā)現(xiàn)新問題。

關于瓶蓋在水中的狀態(tài)大家引發(fā)了爭論和思考，有人說會漂浮在水面上，也有人說會下沉到水底，各不相讓。經(jīng)過實驗觀察，這兩個現(xiàn)象都可實現(xiàn)。那么為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？沒想到一個小實驗自然而然就引出了輪船漂浮在水面上的原理。

案例2 ?《探究物質(zhì)的導電性能》 ?初三新授

可見，幾乎所有學生的猜測都是不對的，這是為什么呢？這充分暴露了學生的前概念：只要是導體就應該能使燈泡亮起來。但是，要使燈泡發(fā)光，還要有足夠大的電流，因此燈泡的檢驗效果是有限的，不亮并不代表人體不是導體。由于實驗結果與學生的預測不符，這為后面的實驗改進提供了背景依據(jù)。當把小燈泡換成LED發(fā)光二極管以及靈敏電流計時，學生明顯看到發(fā)光二極管發(fā)出了微弱的光，靈敏電流計指針有了明顯的偏轉，興奮之情溢于言表。如果直接給出靈敏電流計去進行檢驗，那學生就缺少了之前的認知沖突，學生依然會認為燈泡不亮是因為沒有電流而不是電流過小造成的。同時沒有了對實驗評估與改進的過程，使學生缺少了實驗探究能力提升的機會。

四、“POE”教學策略的實施建議

通過在實際教學中應用“POE”教學策略的前期探索，使得我們在設計實驗教學時形式更加靈活多樣，學生對實驗的關注度也大大提升，同時也增強了解決問題的針對性。在實施過程中，我們認為有以下幾點值得關注：

1.關注學生前概念

學生的前概念也許會成為你設計實驗或是設計預測環(huán)節(jié)的參考和依據(jù)，抓住學生的前概念能幫助學生建立起清晰準確的物理概念。

2. 一定要追問學生預測的依據(jù)

學生進行的預測結果一定是有自己的預測理由，理由不管正確與否，都值得我們繼續(xù)追問，不能置之不理。這樣有助于下一階段如何有針對性的去解釋實驗現(xiàn)象和結果。

3.教師要隨時積累和反思

對于新授課的教學效果如何、學生知識掌握情況如何，老師都要留心并記錄下來。這些情況在后面復習階段都可以再次重現(xiàn)，從而使學生的問題得到根本的解決。