基于POEC教學模式的“觀察葉綠體和細胞質流動”的教學設計

摘" 要：預測-觀察-解釋-比較（prediction-observation-explanation-comparision，POEC）教學模式主要包括預測、觀察、解釋和比較4個步驟。該教學模式克服了傳統(tǒng)實驗教學以教師為中心的弊端，由教師提供問題情景，學生做出假設，教師引導學生自主設計實驗，進行實驗操作，得出結論，最后學生將實驗觀察得出的結論與假說進行比較，使學生能主動發(fā)現(xiàn)并改正頭腦中的錯誤概念，獲得新概念。本文通過學情分析、教材分析、實驗前準備、教學目標和教學過程，闡述了如何根據(jù)POEC教學模式對中學生物實驗進行教學設計，使生物實驗教學取得預期的效果。

關鍵詞：POEC教學方法；生物教學；實驗教學；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1001-0769（2024）06-0139-03

預測-觀察-解釋-比較（prediction-observation-explanation-comparision，POEC）教學模式的教學過程是教師作為學生學習的幫助者，通過教師引導，學生自主進行實踐，突出以學生為中心的特點[1]。POEC教學模式的初始起源為演示-觀察-解釋（demonstrate-observe-explain，DOE）教學模式，該教學模式分為三個步驟，即演示、觀察和解釋。英國的Gunstone和White教授對DOC模式進行了改進，將教師的“演示”轉變?yōu)閷嶒炃皩W生的“預測”，形成了預測-觀察-解釋（prediction -observation-explaination，POE）教學模式[2]。2005年，邱美虹教授在解釋教學環(huán)節(jié)后增加“比較”部分。由此，POE教學模式逐步演變?yōu)镻OEC教學模式。

1" POEC教學方法內涵

POEC教學方法是一種以學生為主體的探究式教學，分為4個步驟：⑴預測，教師為學生設置情景，提出問題，讓學生利用他們自己原有的概念來解決問題，作出假設。⑵觀察，教師提供資料，引導學生設計實驗，得出結論。⑶解釋，學生分組匯報實驗過程中觀察到的現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進行分析。⑷比較，讓學生將自己實驗前的假設與實驗后得到的結果進行比較，改正錯誤概念，獲得新概念。

2" 基于POEC教學模式的教學設計

2.1 學情分析

在高中第一學期，本節(jié)課位于本冊教材的第三章第二節(jié)，此前學生已經學習前兩章的知識，掌握了關于組成生命的基本單位——細胞的概念。在此前，學生在實驗探究“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”中學習了顯微鏡的使用方法和注意事項，為本次實驗操作打下了基礎，通過學習第三章第二節(jié)“細胞器之間的分工合作”的知識，學生已經掌握各種細胞器的形態(tài)特征，使學生對葉綠體的形態(tài)特征有了一定了解，有助于他們在觀察細胞中可以找到葉綠體，便于學生觀察，也為本次實驗打下扎實的基礎[3]。

2.2 教材分析

本實驗位于人教版生物必修教材第三章第二節(jié)“細胞器之間的分工合作”中的探究實踐，本教材的第一章和第二章，介紹了組成生命的基本單位——細胞的概念和相關知識，本教材第三章的第一節(jié)和第二節(jié)，介紹了細胞膜和各種細胞器的結構和功能。在實驗操作方面，在本冊生物教材“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”實驗中，學習了使用顯微鏡，為本實驗學習打下了基礎。

2.3 實驗前準備

2.3.1 實驗材料

菠菜葉，新鮮黑藻葉。

2.3.2實驗器材

顯微鏡，載玻片，蓋玻片，滴管，鑷子，刀片，培養(yǎng)皿，臺燈。

2.4 教學目標

⑴通過進行黑藻臨時裝片的制作，掌握臨時裝片制作的操作與過程。

⑵通過學習觀察細胞質流動，理解細胞質流動的意義。

2.5 教學重點和難點

重點是掌握制作臨時裝片操作；難點是學生自主設計實驗。

2.6 教學過程

2.6.1 預測（prediction）

2.6.1.1 教師活動 教師展示綠色植物照片，引導學生回憶植物細胞的結構特點和植物細胞特有細胞器；將學生進行分組，并給每組學生提供制作植物細胞臨時裝片的資料；教師提問：⑴觀察葉綠體，應該選擇哪種植物細胞更有利于觀察？⑵怎樣設計實驗觀察植物細胞中的葉綠體？⑶細胞質是否有流動性？

2.6.1.2 學生活動 學生回憶植物細胞結構特點和特有的細胞器，復習細胞膜的結構和功能；學生根據(jù)教師提供的制作植物臨時裝片的資料討論教師提出的問題。

2.6.1.3 活動目的 教師通過提問引導學生回憶有關細胞膜、細胞器的相關知識，復習鞏固舊知識；學生通過教師提供的資料回答問題，以此培養(yǎng)自身的閱讀歸納能力；教師通過回憶舊知識提問引導學生利用已有的細胞膜的相關知識對細胞質的運動狀態(tài)進行假設，發(fā)展學生的類比推理能力。

2.6.2 觀察（observation）

2.6.2.1 教師活動 教師播放植物細胞在不同濃度的鹽水溶液中的狀態(tài)，提出問題：植物細胞在不同濃度的溶液下生存的狀態(tài)是否相同？教師展示平靜的湖面視頻，提出問題：平靜的湖面怎樣看出水的流動方向？引導學生回答出觀察水中的靜物來判斷。教師讓學生分小組設計實驗并進行操作。

2.6.2.2 學生活動 學生回憶使用顯微鏡觀察細胞的操作步驟和注意事項；根據(jù)教師提供的視頻資料，對植物細胞處在不同濃度的溶液中時對細胞生存狀態(tài)進行假設，分組討論回答教師提出的問題。

2.6.2.3 活動目的 本節(jié)活動使用大量的視頻，引導學生根據(jù)教師提供的視頻資料和自己的生活經驗，對教師提出的問題進行假設，發(fā)展學生利用知識解決問題的能力，以及從學習資料中提取有意義信息的能力；學生利用教師提供的實驗材料，進行實驗設計，培養(yǎng)實驗設計能力和科學探究能力。

2.6.3 解釋（explanation）

2.6.3.1 教師活動 教師提問：⑴顯微鏡下觀察到的葉綠體有什么特點？⑵植物細胞在不同濃度的液體環(huán)境中的生活狀態(tài)是怎樣的？⑶細胞質的運動狀態(tài)是流動的還是靜止的，細胞質的運動方向是固定的嗎？

2.6.3.2 學生活動 學生根據(jù)教師提出的問題，對實驗觀察到的現(xiàn)象進行歸納總結，嘗試回答教師問題。各小組派出代表回答教師問題，并根據(jù)其他小組的回答進行比較，并進行討論，最后得出結論。

2.6.3.3 活動目的 通過教師的提問，讓學生明確本實驗需要討論的問題，進而有針對性地整理實驗觀察現(xiàn)象，回答問題，從而提高學生分析解決問題的能力，提高學生提取有效信息的能力。

2.6.4 比較（comparision）

2.6.4.1 教師活動 教師提出問題：引導各組學生比較在實驗前的假設與實驗后得出的結論的不同之處，使學生反思實驗前所做假設的依據(jù)的正確性，進而使學生發(fā)現(xiàn)自己頭腦中錯誤的前概念，將這些前概念與實驗觀察得到的現(xiàn)象、結論進行比較，改正錯誤概念，獲得新概念，將新概念整合到已有的知識結構中，進行建構。

2.6.4.2 學生活動 通過教師的提問，各組學生進行反思，將前概念與實驗后獲得的新概念進行比較，總結實驗前所做假設前概念中的錯誤，并對錯誤概念進行改正，形成新的正確的科學的概念。

2.6.4.3 活動目的 通過引導學生將前概念與實驗觀察到的新概念進行比較，可以培養(yǎng)學生自主改變錯誤概念的能力，引導學生進行知識體系建構，在思考中保持學生頭腦的活躍性，通過比較也可以培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，發(fā)展學生的科學思維能力，幫助學生概念轉變。

3" 反思

生物學是一門源于生活的學科，而生物學實驗是高中《生物學》學習必不可少的部分，對發(fā)展學生的核心素養(yǎng)至關重要[4]。生物學實驗的教學不僅可以深化學生對于概念的理解，加深知識的記憶，還可以發(fā)展學生的科學探究能力。而在現(xiàn)如今的高中生物實驗教學中，由于教學時間有限，教師教學方法單一，實驗教學資源匱乏等條件的限制，導致目前高中生物實驗教學陷入單一的以教師講授為主的現(xiàn)狀，學生缺少動手操作實驗的機會和能力，這對學生發(fā)展十分不利。而POEC教學模式一定程度上可以解決目前實驗教學遇到的問題，因此我們要深入研究該教學模式在生物實驗教學中的價值，使該教學模式更好地應用到高中生物課堂中，取得更好的教學效果。

參考文獻

[1] 卞悅陽，張雁．POEC探究式教學策略在生物學實驗教學中的應用——以“探究酵母菌細胞呼吸的方式”為例[J]．科教文匯，2024（6）：76-79.

[2] 朱西，李昕妍，孫曉春．基于POEC策略的真實問題解決的高中化學教學設計——以“如何科學使用補鐵劑”為例[J]．云南化工，2024，51（4）：173-177.

[3] 劉佳玲．基于深度學習的“觀察葉綠體和細胞質流動”實驗教學設計[J]．生物學教學，2024，49（6）：64-66.

[4] 趙建新．高中生物實驗教學培養(yǎng)學生科學探究素養(yǎng)的研究[J]．甘肅教育研究，2024（11）：56-58.