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初中物理课堂演示实验“POE”教学策略初探

2019-12-15牛林

学校教育研究 2019年15期
关键词:灯泡预测教学效果

牛林

实验是物理学的重要组成部分,是落实物理课程目标,全面提高学生科学素养的重要途径。新课程标准强调实验在教学中的地位,建议在教学中突出实验的特点,发挥演示实验促进思维发展的重要作用。       

一、什么是“POE”教学策略

教师在做演示实验时,由于实验的操作者是教师,学生的主要任务是观察和思考。因此,教师应注意引导学生观察实验现象,启发学生对实验现象所说明的问题进行积极思考和交流。传统的演示策略是教师演示,学生观察,然后教师讲解 ,可以简称为“演示—观察—解释”(demonstrate-observe-explain,缩写为DOE )。但这种策略忽略了学生潜在或隐藏的一些错误认识,而这些问题并没有在演示实验之后得到根本的解决,依然会影响学生后面的学习效果。

那么,如何有效实现和提高演示实验的教学效果呢?基于演示实验的教学原则,我们提出“预测—观察—解释 ”(predict-observe-explain,缩写为 POE)的教学策略。演示策略大致分为预测、观察、解释三个阶段,预测是在做实验前,让学生预测实验进行时出现的现象,并记录下来;观察是在学生预测并加以解释后,教师演示实验,学生观察实验;解释是学生对预测与观察进行讨论。

二、“POE”教学策略的优势是什么

POE 是一种新型的基于现代教育研究基础上的演示策略,这种演示策略的教学效果与传统的演示策略相比,具有明显的优越性。

解读POE演示策略,可以促进演示实验和探究教学的开展,为有效地实施科学教学提供启示。通过预测、观察和解释让学生自由地表达他们的前概念,造成认知冲突,学生在与环境、教师和其他学生相互作用的过程中实现概念转变。POE教学策略的实质是通过预测,暴露学生的前概念,通过实验演示使学生的认知发生冲突,通过讨论最终实现学生的概念转变,这符合学生的认知发展规律,它不仅对演示实验的教学具有指导作用,而且对以实验为特色的科学教学也具有启示作用。按照POE教学策略的要求,在教学中,教师要能准确把握学生的前概念,设计系统化生态化的实验,创设民主、宽松的学习氛围和环境,展示科学逻辑的合理性。

三、列举基于POE教学策略的物理实验教学设计案例

在对“POE”教学策略的学习和理解的基础上,我们尝试在课堂中进行实际探索。在探索的过程中,体会该环节的加入对整节课所发挥的作用,感受学生的思维变化过程。

该预测环节的加入,使我们有了如下收获:

a. 暴露出学生之前的认知错误。

例如:大部分学生认为苹果在水中应该是下沉的。

b. 学生观察实验时更认真。

学生们的预测有时会存在争议,因此在实验过程中都想看看是别人的预测正确还是自己的预测正确,对实验的关注度必然提升。

c. 引出争议,发现新问题。

关于瓶盖在水中的状态大家引发了争论和思考,有人说会漂浮在水面上,也有人说会下沉到水底,各不相让。经过实验观察,这两个现象都可实现。那么为什么会出现这样的情况呢?没想到一个小实验自然而然就引出了轮船漂浮在水面上的原理。

案例2  《探究物质的导电性能》  初三新授

可见,几乎所有学生的猜测都是不对的,这是为什么呢?这充分暴露了学生的前概念:只要是导体就应该能使灯泡亮起来。但是,要使灯泡发光,还要有足够大的电流,因此灯泡的检验效果是有限的,不亮并不代表人体不是导体。由于实验结果与学生的预测不符,这为后面的实验改进提供了背景依据。当把小灯泡换成LED发光二极管以及灵敏电流计时,学生明显看到发光二极管发出了微弱的光,灵敏电流计指针有了明显的偏转,兴奋之情溢于言表。如果直接给出灵敏电流计去进行检验,那学生就缺少了之前的认知冲突,学生依然会认为灯泡不亮是因为没有电流而不是电流过小造成的。同时没有了对實验评估与改进的过程,使学生缺少了实验探究能力提升的机会。

四、“POE”教学策略的实施建议

通过在实际教学中应用“POE”教学策略的前期探索,使得我们在设计实验教学时形式更加灵活多样,学生对实验的关注度也大大提升,同时也增强了解决问题的针对性。在实施过程中,我们认为有以下几点值得关注:

1.关注学生前概念

学生的前概念也许会成为你设计实验或是设计预测环节的参考和依据,抓住学生的前概念能帮助学生建立起清晰准确的物理概念。

2. 一定要追问学生预测的依据

学生进行的预测结果一定是有自己的预测理由,理由不管正确与否,都值得我们继续追问,不能置之不理。这样有助于下一阶段如何有针对性的去解释实验现象和结果。

3.教师要随时积累和反思

对于新授课的教学效果如何、学生知识掌握情况如何,老师都要留心并记录下来。这些情况在后面复习阶段都可以再次重现,从而使学生的问题得到根本的解决。

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