运用POE策略突破“着火点”教学难点

石 剑

（福州市晋安区教师进修学校，福建 福州 350011）

一、考试中暴露的教学问题

福州一次初三化学质检考了这么一道题“做铁丝在氧气中燃烧实验时，要在铁丝上绑一根小木条。从燃烧的条件分析，绑小木条的作用是__________。”该题实测难度为0.26，远高于教师们的预测难度。阅卷显示，典型错误答案是“引燃铁丝”。这说明“燃烧需要引燃条件”仍是学生的迷思概念。这一迷思概念未被有效破除，对学生形成“着火点”概念、理解应用燃烧条件，有极大负作用。

这个教学问题与前概念转变的顽固性和教师的教学有直接关系。研究表明，转变学生前概念是很难的。前概念一般是学生在亲身体验中形成的，一旦形成就深信不疑、根深蒂固，虽经教师讲解、分析能够改正，但时间一长，还会一而再、再而三地出错，有极强的顽固性。［1］生活中蜡烛等可燃物不点燃就不燃烧，在之前的学习中，常见物质的燃烧实验都用到了点燃条件，这些亲身体验使学生对“燃烧需要引燃条件”深信不疑。因此，如何破除这一迷思概念，帮助学生建立科学的着火点概念是“燃烧与灭火”一课的教学难点。

概念转变学习理论认为，转变迷思概念需要满足四个条件，即：对原有概念感到不满、新的概念必须是合理的、新的概念必须是可理解的、新的概念必须能够适用更大的范围。［2］该理论认为学习科学概念的过程就是通过发展、改变学生原有的迷思概念，重建科学概念的过程，它的基本策略就是：在探查学生迷思概念的基础上，引发学生的认知冲突，改变学生原有的认知结构以实现概念转变学习。［3］而在“燃烧与灭火”教学中，许多教师只是灌输给学生知识结论——燃烧需要满足三个缺一不可的条件，并让学生记住它，而不是制造认知冲突、暴露出学生原有的迷思概念的局限性、引发学生对原有概念的不满、改造原有错误认知、从而帮助学生构建起合理的可理解的新概念。学生的迷思概念未被破除，“引燃的本质是使可燃物的温度达到着火点”这一科学概念在学生心中就很难实现有效顺应，大量学生在考试中出错就在所难免。对此，POE教学策略可以在探查学生前概念基础上，实现对迷思概念的转变。教师可运用POE教学策略突破“着火点”教学难点。

二、POE教学策略的含义

POE（predict-observe-explain的缩写，即预测-观察-解释）策略是一种以观察渗透理论、建构主义理论、概念转变理论等为基础的新型演示策略。

P-预测阶段。教师为学生创设学习情境、提出问题，引导学生根据已有的知识经验对问题作出预测。通过自由表达，学生的迷思概念与认知局限性会充分暴露出来，这为教师有针对性地设计实验，制造认知冲突创造了条件。O-观察阶段。教师运用演示实验或学生实验等方式，让学生观察实验并记录现象。对课堂难以完成的实验，可用视频展示代替。当观察到的现象与预测现象不一致时，学生就会产生疑问和强烈的求知欲，从而引发学生对前概念或原有认知的不满。E-解释阶段。教师以诱导提问的方式引导学生，针对实验与预测差异引发的疑问，展开分析、交流讨论，并对疑问作出解释。这会引发学生对自身认知结构进行调整，从而建构新概念，理解新概念的合理性、认识新概念的适用范围，实现对迷思概念的转变和对新概念的理解与顺应。POE策略认为，教学是学生的认知不断被否定的过程，预测为学生自由表达自己的迷思概念提供了平台，观察实验为引发学生认知冲突提供了机会，解释为学生转变概念提供了条件。

三、运用POE策略突破“着火点”教学难点的片断教学设计

1.课堂引入。教师：用“火力发电、蜡烛照明、烹饪、火灾”等图片创设情境，请学生谈谈燃烧对人类的影响。学生：燃烧能为人类提供能量，促进了社会发展；但燃烧控制不好会引发火灾，还会污染环境。

【设计意图】认识化学反应伴随有能量变化，通过燃烧利弊的讨论，辩证认识燃烧对人类的影响，认识研究燃烧、控制燃烧的重要性，培养变化观，体现化学学科价值。

2.建构燃烧概念。教师：展示镁条、木炭、红磷、石蜡燃烧的图片与文字表达式，请从反应现象、反应物、生成物等角度讨论并归纳燃烧的共同点。学生：燃烧都有发光、放热等剧烈现象；都有可燃物与氧气参加；都发生了氧化反应。

【设计意图】由特殊到一般，认识燃烧本质与特征现象，建构燃烧概念。

3.探究燃烧条件。（1）P-预测。

教师：请结合燃烧概念及上述燃烧反应猜想，燃烧可能需要哪些条件？（学生讨论交流后，提出观点）

观点一：必须要有可燃物。理由是：物质如果没有可燃性，就烧不着。例如，小石子就无法燃烧。所以缺乏可燃物这一条件，就不能燃烧。观点二：要有氧气支持燃烧。理由是热锅中的油着火后，盖上锅盖火就灭了。因此缺少可燃物与氧气接触这一条件，即使燃着的物质也会熄灭。观点三：要提供点燃条件。理由是生活经验告诉我们，燃烧都需要点燃。例如，蜡烛、纸张等不点燃就不会燃烧。观点四：可能是需要加热。理由是锅里的油被加热，没有给它点燃，也会着火燃烧。

学生对观点一与观点二没有异议，但对观点三与观点四存在争论，极少有学生能把燃烧的条件与可燃物的温度联系起来。

针对学生争论，教师不急于评判与解答，而是设计实验1，请学生预测实验现象并说明理由。

实验1.将两个家用纸杯固定在铁架台的铁圈上，向其中一个纸杯中加半杯水，同时将两支点燃的蜡烛放在纸杯下加热。

学生呈现两种预测。预测一：两个纸杯均会燃烧，理由是纸杯是可燃物，两个纸杯都与氧气接触、都被提供了点燃或加热条件。预测二：盛水的纸杯不燃烧，理由是由于有水存在，水能灭火，所以盛水的纸杯不燃烧。

【设计意图】通过预测与表达，暴露学生前概念。对科学前概念进行顺应；对迷思概念不急于否定，而是设计对比实验让学生先预测实验现象并说明预测的理由，为制造认识冲突创造条件。

（2）O-观察。学生观察实验1并记录：空纸杯燃着了，盛水纸杯不燃烧。

【设计意图】通过观察实验，制造认识冲突，激发求知欲，引发学生对前概念不满，为学生破除迷思概念、建立新概念奠定基础。

（3）E-解释。实验引发学生质疑：提供了点燃或加热条件，为什么盛水的纸杯仍不燃烧？水在实验中起了什么作用？在教师引导下，学生讨论得到解释：水的比热容大，要升高相同的温度需要吸收更多的热量，因此实验中纸杯的温度容易升高，水温升高需要较长时间。由于水的降温作用，使纸杯温度不能达到它燃烧所需的最低温度，致使纸杯不燃烧。点燃或加热的本质是使可燃物的温度升高到它燃烧所需的最低温度（即着火点）。因此，点燃或加热不是燃烧的条件，使可燃物温度达到着火点才是燃烧的条件之一。

至此，得出燃烧的三个条件。教师再次引导学生分析“石子、热锅中的油、盛水的纸杯”分别具备了哪些条件、缺少了哪些条件，学生认识到：燃烧的三个条件缺一不可。

【设计意图】通过交流讨论使学生认识到原有概念是错误的，有效破除了学生的迷思概念。引发学生认知调整，从而寻找新的合理解释，理解新概念的合理性，认识新概念适用于更大的范围，实现对新概念的理解与顺应。

教师引导学生解释更多问题：（1）为什么钻木能取火？（2）在铜片上同时加热滤纸与乒乓球碎片，为什么后者先燃烧？（实验2）（3）为什么醮有酒精溶液的手帕烧不坏？（实验3）（4）酒精灯的灯芯为什么不易烧坏？（5）把火柴头与火柴梗同时放在酒精灯火焰上加热，哪一个先被点燃？这说明什么问题？……

【设计意图】通过问题的解释，学生进一步认识着火点是可燃物的固有属性、不同可燃物的着火点不同，应用新概念解释更多问题，巩固和深化对新概念的理解。