奚天雪

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

關(guān)鍵詞 POE策略 實驗教學 蚯蚓 概念

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

蘇科版《生物學》中“探究蚯蚓適應土壤中生活的特征”為第二課時，以“蚯蚓適應土壤中生活的特征”為主，“蚯蚓與人類的關(guān)系”為輔，以“特征”知識為基礎來理解“關(guān)系”，在探究能力上對學生有更高的要求，旨在提高學生的生物學學科核心素養(yǎng)，發(fā)展科學思維。學生通過學習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，學生對蚯蚓的適應性特征缺乏全面系統(tǒng)的認識。

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

1 預測

I.I 創(chuàng)設情境

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性的特征呢？

1.2 預測提示

教師提供學習單，展示實驗任務。

分組實驗一：看一看、摸一摸蚯蚓。學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。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。

1.3 學生預測

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）。部分學生曾摸過蚯蚓，感受過濕潤、黏滑的感覺，個別學生曾讓蚯蚓在手心爬過，有癢癢的感覺，預測蚯蚓的腹面有“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，學生根據(jù)滑出一定距離的體驗，預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。通過對生物基本特征的學習，學生能夠說出生物對外界環(huán)境能做出反應。參考人的特征，學生進一步預測，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)驗的學生能夠有效預測，但是個別學生對蚯蚓知之甚少，沒有預測的根據(jù)，這樣更加激發(fā)了他們實驗探究的興趣。演示實驗前，學生結(jié)合自身生活體驗，進行有根據(jù)的預測，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概念，預測結(jié)果和實際結(jié)果將出現(xiàn)矛盾，在沖突中學生能夠更好地構(gòu)建科學概念。分組實驗二前，學生通過已有知識能夠說出蚯蚓對觸碰刺激的反應，習慣性地認為前端的反應一定是靈敏的，但還需要進行觀察和實驗，提供事實和證據(jù)驗證。

2 觀察

做出預測后，教師為學生提供機會，學生分組實驗，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，要求學生用肉眼觀察蚯蚓的體形、體色和體表結(jié)構(gòu)，鼓勵學生借助放大鏡進一步細致觀察，使學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，學生獲得有差別的體驗。該過程中，教師引導學生對觀察的現(xiàn)象進行語言描述，通過即時的問題和提醒引發(fā)學生進一步觀察。

觀察蚯蚓的運動教學中，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。為獲得準確的實驗結(jié)果，教師指導學生用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。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。教師指導學生觀察演示圖片，描述現(xiàn)象并思考。另外，可鼓勵學生課后自主實驗，探究蚯蚓對光刺激的反應。

3 解釋

在得到實際觀察結(jié)果后，教師引導學生對比預測結(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。教師引導學生說出蚯蚓適合在粗糙的表面上運動的結(jié)論，與預測結(jié)果有矛盾。學生發(fā)現(xiàn)，通過生活體驗提出的預測有偏差。這時，教師也可從生活體驗入手幫助學生糾正，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，引導學生學會解釋現(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)展了學生的科學思維。

4 教學反思

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)動學生的探宄欲和求知欲，當實際結(jié)果和預測結(jié)果出現(xiàn)偏差時，認知沖突和矛盾能夠幫助學生重新構(gòu)建科學概念，糾正錯誤經(jīng)驗。新課標倡導的“提高生物科學素養(yǎng)”和“倡導探究性學習”的教學理念，在實驗中得到實踐，充分發(fā)揮了學生的自主學習和探究實驗能力。

參考文獻：

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