貢青

摘 要：以POE教學(xué)策略進行穩(wěn)態(tài)的概念教學(xué)，充分利用學(xué)生的前概念、實驗操作與觀察，逐層設(shè)疑步步緊扣，幫助學(xué)生構(gòu)建概念.

關(guān)鍵詞：POE;概念教學(xué);高中生物

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2020）12-0095-02

概念教學(xué)是高中生物教學(xué)的重要要求.建構(gòu)主義認為，概念教學(xué)能否順利達成與學(xué)生的前概念有著密切的關(guān)系.基于前概念、概念轉(zhuǎn)變、建構(gòu)主義等理論，1992年Gunstone等通過探究學(xué)生理解科學(xué)的研究方法，提出了POE教學(xué)策略，即predict（預(yù)測）—observe（觀察）—explain（解釋）.

實驗“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”是幫助學(xué)生理解核心概念“生命個體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一共同完成復(fù)雜的生命活動，并通過一定的調(diào)節(jié)機制保持穩(wěn)態(tài)”的重要組成.通過前面知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對本節(jié)知識形成了一定的前概念，這些前概念是否正確有待檢驗.運用POE策略進行本實驗教學(xué)，既能讓學(xué)生嘗試使用pH傳感器等優(yōu)化實驗方案，又能檢測學(xué)生對于穩(wěn)態(tài)概念的掌握.

一、預(yù)測

predict（預(yù)測）：教師給出一個教學(xué)情境或問題，學(xué)生根據(jù)自己已有的經(jīng)驗和知識預(yù)測最終會有何種現(xiàn)象或是結(jié)果.

學(xué)生學(xué)習(xí)完“細胞生活的環(huán)境”對“細胞外液的酸堿度”等有了一定了解，但對生物體如何維持酸堿度還不清楚.教師給出情境：人體“酸堿體質(zhì)說”是一條流傳甚廣的“理論”，其認為人類的大部分疾病都是由“酸堿體質(zhì)”造成的，農(nóng)夫山泉，螺旋藻等都炒作過自身的“弱堿性”.你贊同正常人體是弱堿性的說法嗎？有學(xué)生說贊同，因為這些大商家不會無的放矢，且前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了“人血漿pH為7.35～7.45”，確實是呈弱堿性;有學(xué)生說不贊同，因為血漿pH維持在7.35～7.45，而胃酸的pH在1～2.雖然學(xué)生的觀點不一，但都提到了人血漿pH為7.35～7.45.生物體進行生命活動會產(chǎn)生一些酸、堿性物質(zhì)進入到血漿中，會大幅改變血漿pH嗎？雞血漿與人血漿pH接近，若是以雞血做實驗，向雞血漿中加入酸或堿，雞血漿pH會大幅改變嗎？學(xué)生仍分成了兩組，一組預(yù)測會大幅變動，這正符合“酸、堿性體質(zhì)”的說法;另一組預(yù)測不會，因為血漿能夠調(diào)節(jié)，使pH維持在7.35～7.45.

在實驗前利用學(xué)生已經(jīng)掌握的知識進行預(yù)測，充分暴露出學(xué)生各自的前概念和對穩(wěn)態(tài)概念的理解，也激發(fā)了學(xué)生對于“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”實驗的期待.教師也能夠更好了解學(xué)生的前概念，針對學(xué)生呈現(xiàn)出的問題，改進教學(xué)思路，構(gòu)建認知沖突，在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)進行概念轉(zhuǎn)變，構(gòu)建正確的穩(wěn)態(tài)概念.

二、觀察

observe（觀察）：教師進行實驗演示，學(xué)生進行觀察，或是學(xué)生操作試驗，觀察整個實驗過程及結(jié)果，并記錄.

學(xué)生以4人為一小組，利用所給儀器與提示，設(shè)計“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”實驗并畫出簡要裝置圖.教師演示如何用pH傳感器和無線顯示模塊測定溶液pH.

實驗材料：雞血血漿、蒸餾水、神秘溶液、0.1mol/L HCl、0.1mol/L NaOH、試管、滴管、量筒、燒杯、pH傳感器等.

實驗設(shè)計（可以畫出簡要實驗裝置圖）：

實驗組1：取3支試管，標記A1、B1、C1.在A1試管中先加入5mL雞血血漿，先用pH傳感器和無線顯示模塊測定pH，再依次滴加5、10、15、20、25、30滴蒸餾水，每次滴加完搖勻，再用pH傳感器和無線顯示模塊測定pH.請畫出B1、C1試管操作示意圖.

實驗組2：取3支試管，標記A2、B2、C2.在A2試管中先加入5mL神秘溶液，先用pH傳感器和無線顯示模塊測定pH，再依次滴加5、10、15、20、25、30滴蒸餾水，每次滴加完搖勻，再用pH傳感器和無線顯示模塊測定pH.請畫出B2、C2試管操作示意圖.

對照組：請畫出對照組實驗操作示意圖.

在小組討論完畢后，請小組代表實物投影展示實驗設(shè)計及簡要裝置圖，說出實驗的無關(guān)變量和自變量，在互動討論中幫助學(xué)生進一步完善實驗方案.

學(xué)生根據(jù)已經(jīng)完善好的實驗步驟進行操作，設(shè)計表格，記錄實驗數(shù)據(jù).

為了便于比較，教師可以啟發(fā)學(xué)生將收集到的數(shù)據(jù)以圖表等形式展示出來.

三、解釋

explain（解釋）：全班學(xué)生或小組內(nèi)學(xué)生就實驗現(xiàn)象與預(yù)測的不一致進行討論分析，查找原因.

前概念的不一樣帶來預(yù)測的多樣性，但相同的實驗設(shè)計操作帶來相同的結(jié)果.當(dāng)有學(xué)生的預(yù)測與結(jié)果不一致時便產(chǎn)生了認知沖突，此時教師要抓住機會，幫助學(xué)生展開概念轉(zhuǎn)化.

學(xué)生展示實驗成果，教師以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生做進一步的思考.

設(shè)疑1：人真的有酸性體質(zhì)和堿性體質(zhì)之分嗎？

教師舉例不同體液的pH，如血漿pH在7.35～7.45，胃酸pH在1～2.學(xué)生根據(jù)所給資料得出結(jié)論，不同的體液具有不同的pH，所以此說法是錯誤的.

設(shè)疑2：血漿pH呈弱堿性，當(dāng)代謝產(chǎn)生的酸、堿進入血漿后，會大幅改變血漿的pH嗎？說出你的理由.

學(xué)生以實驗現(xiàn)象說明，向蒸餾水加入HCl或NaOH后，溶液的pH有較大的改變;向雞血血漿中加入HCl或NaOH，溶液pH并未出現(xiàn)較大改變.所以不贊成此說法.

設(shè)疑3：為什么蒸餾水加入HCl或NaOH會大幅改變pH，而血漿加入HCl或NaOH不明顯改變pH？血漿為什么具有這樣的功能？

學(xué)生在思考沒有頭緒時，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實驗組2，其現(xiàn)象是什么.學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗組2的神秘溶液在加入不同數(shù)量的HCl或NaOH后，pH并未明顯改變，如實驗組1一樣.此時向?qū)W生揭秘，神秘溶液是由Na2HPO4、KH2PO4等配制而成的緩沖溶液.給學(xué)生搭建一個認知梯子，學(xué)生再回答之前的問題就舉重若輕了：可能在血漿中存在類似緩沖溶液的物質(zhì).教師總結(jié)，科學(xué)家的研究表明，確實如同學(xué)們推論出的一樣，在血漿中存在緩沖溶液.

四、教學(xué)反思

使用POE進行教學(xué)，學(xué)生的前概念與實際觀察形成認知沖突，在激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情的同時也幫助其實現(xiàn)了概念的轉(zhuǎn)變，自主構(gòu)建概念，加深了對“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”理解.在本節(jié)內(nèi)容中，教師引導(dǎo)學(xué)生對實驗設(shè)計的改進、實驗結(jié)果的處理，有利于學(xué)生生物學(xué)科學(xué)探究素養(yǎng)的養(yǎng)成.

參考文獻：

[1]羅瑩，張墨雨.科學(xué)概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的新視野與新思路[J].教育學(xué)報，2018（2）：49-54.

[2]陳施.學(xué)科核心素養(yǎng)背景下的高三生物學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)實踐[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2018（11）：130-131.

[責(zé)任編輯：季春陽]