在POE策略下建立纸片模型呈现摩擦起电

李律

一、问题的提出

浙教版科学八年级上册第四章第一节《电荷与电流》第一课时教材中，通过两段文字描述说明质子、电子、电中性和电子转移，从而引出摩擦起电的原因。实际课堂教学中，让学生通过阅读来学习摩擦起电的原因，将抽象的文字表述内化为自己的理解，效果不是很理想，学生对电子是如何转移的理解存在很大的困惑。针对这一情况，笔者在实际教学中运用POE策略对本部分教学进行了合理的优化，并取得一定的效果。

二、POE教学策略

学生在接受正式科学课程教学之前对于自然界已经具有一定的认识，即前科学概念（pre - conception）。针对探查学生前科学概念，研究人员开发出了“预测 - 观察 - 解释”（Predict - Observe-Predict，POE）教学策略。在利用POE教学策略进行教学时，教师要求学生说出关于某一现象的观点，预测实验处理或某一装置随时间产生的变化，然后观察和记录实际变化（即观察结果），最后教师引导学生解释预测结果与观察结果差异原因。

三、运用POE教学策略的摩擦起电教学实践

在教学中笔者按照POE策略对摩擦起电部分教学进行设计：预测物质通常不带电和摩擦起电的原因，并让学生对自己的预测进行解释，充分暴露学生的前概念，为学生的概念转变提供依据；观察用标有“+”“-”纸片建构的物质微观模型和“-”纸片移动后的模型，使学生的好奇心得到满足，让学生的前概念和实际情况发生碰撞，产生思维的火花；在观察纸片模型后，学生通过现象分析，反思自己的认知，对观察到的现象做出自己的解释，然后进行交流，总结物质不带电和摩擦起电的原因。

（1）正常情况下物质不显电性

①预测

教师在课前准备好器材：标有“+”和“-”的纸张各12张，小黑板磁吸若干个。在课堂教学中介绍电荷的后，让学生预测带5个负电荷和5个正电荷的物质内部电荷是如何分布的。通过学生的预测，呈现出多种前概念：在物质内部正负电荷无规则分布；正负电荷一对一结合后分布在物质内部；正负电荷在物质内部各占一半分布等等。

②观察

教师在黑板上分别建立有5个和7个“+”“-”的两种物质模型，让学生观察纸片模型（见图1）。

学生通过观察纸片模型，思维的火花闪现，各自讲出对物质内部电荷分布的认识。

③解释

学生在观察的基础上4人小组，讨论自己物质内部电荷分布的认识，并给出解释。最后在教师的指导下进行组间交流，学生解释为什么正常情况下，物质不带电。通常情况下，带正电的质子的数量与带负电的电子的数量相等，正负电荷能相互抵消，所以整个物质没有呈现带电性。

（2）物质带电的原因

①预测

在上面物质不显电性教学的基础上让学生预测，带一个单位的正電荷和带一个单位负电荷的物质模型。部分学生会提出：核内的正电荷会转移到另一个原子的原子核上。

②观察

请学生预测的基础上让学生在5个和7个“+”“-”的两种不显电性物质模型的基础上，表示出一个单位的正电荷的物质模型和一个单位的负电荷的物质模型，学生观察讨论，明确合理的物质带电模型（见图2）。

通过学生自己的模型建立分析认识到核内的正电荷是不发生移动，若发生移动物质的种类将发生变化。

③解释

学生在观察的基础上4人小组，讨论解释物质带电的原因。对核外电子束缚能力弱的物质，失去电子的机会多，得到电子的机会少，对核外电子束缚能力强的物质，失去电子的机会少，得到电子的机会多；失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。所以，一般来说由不同物质组成的两个物体，通过摩擦可以使它们带上等量的异种电荷。

当学生通过纸片模型建构物质内部正负电荷分布和核外电荷移动知识后，通过课本上的思考与讨论：玻璃棒与丝绸摩擦，玻璃棒会带正电，丝绸带等量的负电，请用电子得失的观点解释该现象。橡胶棒与皮毛摩擦，橡胶棒会带负电，皮毛带等量的正电，请用电子得失的观点解释该现象。

让学生通过练习，促使学生更好理解电子转移，而使物体带不同性质电。

四、教学反思

虽然这样的电荷教学还有不足，但笔者认为“瑕不掩瑜”。POE策略指出：实现概念转变的前提条件是引发学生的认知冲突，必要保障是学生深层次的参与课堂，重要策略是学生之间主动的合作交流与学习。那若从此三方面来观测，本节课基本还是符合POE教学策略的施教环节，并能够体现POE策略的本质——科学探究的思想。

笔者结合POE教学策略和纸片模型的建立，使学生建构物质内部的正负电荷数量、位置等微观情况，也使学生对电子得失有直观的认识。授课班级中80%左右的学生在此基础上就可以利用电子转移解释丝绸摩擦后的玻璃棒和皮毛摩擦后的橡胶棒的带电情况。同时也为八下物质的微观构成学习打下基础。

总而言之，教师在进行教学设计时，首先应考虑教学目标，但更为重要的是考虑学习者的特征。应依据学生的具体情况，量体裁衣，选用合适的教学策略和适当的教学创新。而POE策略则是更多地让学生成为课堂的主体，更贴近学生，因而，POE策略在一定程度上能够实现前概念的概念转变；利于引发学生的认知冲突；利于学生深层次参与课堂；利于学生的合作交流学习；利于培养学生的思维习惯，提升思维品质。

（作者单位：温州市瓯海区外国语学校）