運(yùn)用POE策略突破“著火點(diǎn)”教學(xué)難點(diǎn)

石 劍

（福州市晉安區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校，福建 福州 350011）

一、考試中暴露的教學(xué)問(wèn)題

福州一次初三化學(xué)質(zhì)檢考了這么一道題“做鐵絲在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，要在鐵絲上綁一根小木條。從燃燒的條件分析，綁小木條的作用是__________。”該題實(shí)測(cè)難度為0.26，遠(yuǎn)高于教師們的預(yù)測(cè)難度。閱卷顯示，典型錯(cuò)誤答案是“引燃鐵絲”。這說(shuō)明“燃燒需要引燃條件”仍是學(xué)生的迷思概念。這一迷思概念未被有效破除，對(duì)學(xué)生形成“著火點(diǎn)”概念、理解應(yīng)用燃燒條件，有極大負(fù)作用。

這個(gè)教學(xué)問(wèn)題與前概念轉(zhuǎn)變的頑固性和教師的教學(xué)有直接關(guān)系。研究表明，轉(zhuǎn)變學(xué)生前概念是很難的。前概念一般是學(xué)生在親身體驗(yàn)中形成的，一旦形成就深信不疑、根深蒂固，雖經(jīng)教師講解、分析能夠改正，但時(shí)間一長(zhǎng)，還會(huì)一而再、再而三地出錯(cuò)，有極強(qiáng)的頑固性。［1］生活中蠟燭等可燃物不點(diǎn)燃就不燃燒，在之前的學(xué)習(xí)中，常見(jiàn)物質(zhì)的燃燒實(shí)驗(yàn)都用到了點(diǎn)燃條件，這些親身體驗(yàn)使學(xué)生對(duì)“燃燒需要引燃條件”深信不疑。因此，如何破除這一迷思概念，幫助學(xué)生建立科學(xué)的著火點(diǎn)概念是“燃燒與滅火”一課的教學(xué)難點(diǎn)。

概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，轉(zhuǎn)變迷思概念需要滿足四個(gè)條件，即：對(duì)原有概念感到不滿、新的概念必須是合理的、新的概念必須是可理解的、新的概念必須能夠適用更大的范圍。［2］該理論認(rèn)為學(xué)習(xí)科學(xué)概念的過(guò)程就是通過(guò)發(fā)展、改變學(xué)生原有的迷思概念，重建科學(xué)概念的過(guò)程，它的基本策略就是：在探查學(xué)生迷思概念的基礎(chǔ)上，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，改變學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)。［3］而在“燃燒與滅火”教學(xué)中，許多教師只是灌輸給學(xué)生知識(shí)結(jié)論——燃燒需要滿足三個(gè)缺一不可的條件，并讓學(xué)生記住它，而不是制造認(rèn)知沖突、暴露出學(xué)生原有的迷思概念的局限性、引發(fā)學(xué)生對(duì)原有概念的不滿、改造原有錯(cuò)誤認(rèn)知、從而幫助學(xué)生構(gòu)建起合理的可理解的新概念。學(xué)生的迷思概念未被破除，“引燃的本質(zhì)是使可燃物的溫度達(dá)到著火點(diǎn)”這一科學(xué)概念在學(xué)生心中就很難實(shí)現(xiàn)有效順應(yīng)，大量學(xué)生在考試中出錯(cuò)就在所難免。對(duì)此，POE教學(xué)策略可以在探查學(xué)生前概念基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)迷思概念的轉(zhuǎn)變。教師可運(yùn)用POE教學(xué)策略突破“著火點(diǎn)”教學(xué)難點(diǎn)。

二、POE教學(xué)策略的含義

POE（predict-observe-explain的縮寫，即預(yù)測(cè)-觀察-解釋）策略是一種以觀察滲透理論、建構(gòu)主義理論、概念轉(zhuǎn)變理論等為基礎(chǔ)的新型演示策略。

P-預(yù)測(cè)階段。教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題作出預(yù)測(cè)。通過(guò)自由表達(dá)，學(xué)生的迷思概念與認(rèn)知局限性會(huì)充分暴露出來(lái)，這為教師有針對(duì)性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制造認(rèn)知沖突創(chuàng)造了條件。O-觀察階段。教師運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)等方式，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象。對(duì)課堂難以完成的實(shí)驗(yàn)，可用視頻展示代替。當(dāng)觀察到的現(xiàn)象與預(yù)測(cè)現(xiàn)象不一致時(shí)，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)和強(qiáng)烈的求知欲，從而引發(fā)學(xué)生對(duì)前概念或原有認(rèn)知的不滿。E-解釋階段。教師以誘導(dǎo)提問(wèn)的方式引導(dǎo)學(xué)生，針對(duì)實(shí)驗(yàn)與預(yù)測(cè)差異引發(fā)的疑問(wèn)，展開(kāi)分析、交流討論，并對(duì)疑問(wèn)作出解釋。這會(huì)引發(fā)學(xué)生對(duì)自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而建構(gòu)新概念，理解新概念的合理性、認(rèn)識(shí)新概念的適用范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)迷思概念的轉(zhuǎn)變和對(duì)新概念的理解與順應(yīng)。POE策略認(rèn)為，教學(xué)是學(xué)生的認(rèn)知不斷被否定的過(guò)程，預(yù)測(cè)為學(xué)生自由表達(dá)自己的迷思概念提供了平臺(tái)，觀察實(shí)驗(yàn)為引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突提供了機(jī)會(huì)，解釋為學(xué)生轉(zhuǎn)變概念提供了條件。

三、運(yùn)用POE策略突破“著火點(diǎn)”教學(xué)難點(diǎn)的片斷教學(xué)設(shè)計(jì)

1.課堂引入。教師：用“火力發(fā)電、蠟燭照明、烹飪、火災(zāi)”等圖片創(chuàng)設(shè)情境，請(qǐng)學(xué)生談?wù)勅紵龑?duì)人類的影響。學(xué)生：燃燒能為人類提供能量，促進(jìn)了社會(huì)發(fā)展；但燃燒控制不好會(huì)引發(fā)火災(zāi)，還會(huì)污染環(huán)境。

【設(shè)計(jì)意圖】認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)伴隨有能量變化，通過(guò)燃燒利弊的討論，辯證認(rèn)識(shí)燃燒對(duì)人類的影響，認(rèn)識(shí)研究燃燒、控制燃燒的重要性，培養(yǎng)變化觀，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科價(jià)值。

2.建構(gòu)燃燒概念。教師：展示鎂條、木炭、紅磷、石蠟燃燒的圖片與文字表達(dá)式，請(qǐng)從反應(yīng)現(xiàn)象、反應(yīng)物、生成物等角度討論并歸納燃燒的共同點(diǎn)。學(xué)生：燃燒都有發(fā)光、放熱等劇烈現(xiàn)象；都有可燃物與氧氣參加；都發(fā)生了氧化反應(yīng)。

【設(shè)計(jì)意圖】由特殊到一般，認(rèn)識(shí)燃燒本質(zhì)與特征現(xiàn)象，建構(gòu)燃燒概念。

3.探究燃燒條件。（1）P-預(yù)測(cè)。

教師：請(qǐng)結(jié)合燃燒概念及上述燃燒反應(yīng)猜想，燃燒可能需要哪些條件？（學(xué)生討論交流后，提出觀點(diǎn)）

觀點(diǎn)一：必須要有可燃物。理由是：物質(zhì)如果沒(méi)有可燃性，就燒不著。例如，小石子就無(wú)法燃燒。所以缺乏可燃物這一條件，就不能燃燒。觀點(diǎn)二：要有氧氣支持燃燒。理由是熱鍋中的油著火后，蓋上鍋蓋火就滅了。因此缺少可燃物與氧氣接觸這一條件，即使燃著的物質(zhì)也會(huì)熄滅。觀點(diǎn)三：要提供點(diǎn)燃條件。理由是生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，燃燒都需要點(diǎn)燃。例如，蠟燭、紙張等不點(diǎn)燃就不會(huì)燃燒。觀點(diǎn)四：可能是需要加熱。理由是鍋里的油被加熱，沒(méi)有給它點(diǎn)燃，也會(huì)著火燃燒。

學(xué)生對(duì)觀點(diǎn)一與觀點(diǎn)二沒(méi)有異議，但對(duì)觀點(diǎn)三與觀點(diǎn)四存在爭(zhēng)論，極少有學(xué)生能把燃燒的條件與可燃物的溫度聯(lián)系起來(lái)。

針對(duì)學(xué)生爭(zhēng)論，教師不急于評(píng)判與解答，而是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1，請(qǐng)學(xué)生預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并說(shuō)明理由。

實(shí)驗(yàn)1.將兩個(gè)家用紙杯固定在鐵架臺(tái)的鐵圈上，向其中一個(gè)紙杯中加半杯水，同時(shí)將兩支點(diǎn)燃的蠟燭放在紙杯下加熱。

學(xué)生呈現(xiàn)兩種預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)一：兩個(gè)紙杯均會(huì)燃燒，理由是紙杯是可燃物，兩個(gè)紙杯都與氧氣接觸、都被提供了點(diǎn)燃或加熱條件。預(yù)測(cè)二：盛水的紙杯不燃燒，理由是由于有水存在，水能滅火，所以盛水的紙杯不燃燒。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)預(yù)測(cè)與表達(dá)，暴露學(xué)生前概念。對(duì)科學(xué)前概念進(jìn)行順應(yīng)；對(duì)迷思概念不急于否定，而是設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生先預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并說(shuō)明預(yù)測(cè)的理由，為制造認(rèn)識(shí)沖突創(chuàng)造條件。

（2）O-觀察。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)1并記錄：空紙杯燃著了，盛水紙杯不燃燒。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，制造認(rèn)識(shí)沖突，激發(fā)求知欲，引發(fā)學(xué)生對(duì)前概念不滿，為學(xué)生破除迷思概念、建立新概念奠定基礎(chǔ)。

（3）E-解釋。實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑：提供了點(diǎn)燃或加熱條件，為什么盛水的紙杯仍不燃燒？水在實(shí)驗(yàn)中起了什么作用？在教師引導(dǎo)下，學(xué)生討論得到解釋：水的比熱容大，要升高相同的溫度需要吸收更多的熱量，因此實(shí)驗(yàn)中紙杯的溫度容易升高，水溫升高需要較長(zhǎng)時(shí)間。由于水的降溫作用，使紙杯溫度不能達(dá)到它燃燒所需的最低溫度，致使紙杯不燃燒。點(diǎn)燃或加熱的本質(zhì)是使可燃物的溫度升高到它燃燒所需的最低溫度（即著火點(diǎn)）。因此，點(diǎn)燃或加熱不是燃燒的條件，使可燃物溫度達(dá)到著火點(diǎn)才是燃燒的條件之一。

至此，得出燃燒的三個(gè)條件。教師再次引導(dǎo)學(xué)生分析“石子、熱鍋中的油、盛水的紙杯”分別具備了哪些條件、缺少了哪些條件，學(xué)生認(rèn)識(shí)到：燃燒的三個(gè)條件缺一不可。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)交流討論使學(xué)生認(rèn)識(shí)到原有概念是錯(cuò)誤的，有效破除了學(xué)生的迷思概念。引發(fā)學(xué)生認(rèn)知調(diào)整，從而尋找新的合理解釋，理解新概念的合理性，認(rèn)識(shí)新概念適用于更大的范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)新概念的理解與順應(yīng)。

教師引導(dǎo)學(xué)生解釋更多問(wèn)題：（1）為什么鉆木能取火？（2）在銅片上同時(shí)加熱濾紙與乒乓球碎片，為什么后者先燃燒？（實(shí)驗(yàn)2）（3）為什么醮有酒精溶液的手帕燒不壞？（實(shí)驗(yàn)3）（4）酒精燈的燈芯為什么不易燒壞？（5）把火柴頭與火柴梗同時(shí)放在酒精燈火焰上加熱，哪一個(gè)先被點(diǎn)燃？這說(shuō)明什么問(wèn)題？……

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)問(wèn)題的解釋，學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)著火點(diǎn)是可燃物的固有屬性、不同可燃物的著火點(diǎn)不同，應(yīng)用新概念解釋更多問(wèn)題，鞏固和深化對(duì)新概念的理解。